Ви є тут

Головна

Мета дисципліни «Технологічні процеси та комплекси зміцнення і відновлення деталей машин» є надання знань фундаментальних положень теорії зміцнення матеріалів, яку покладено в основу технологій зміцнення і відновлення деталей машин.

Завдання навчальної дисципліни «Технологічні процеси та комплекси зміцнення і відновлення деталей машин» є послідовне викладення лекційного курсу, проведення лабораторних робіт і контроль самостійної роботи студентів.

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен

знати:

  • структуру та властивості основних матеріалів, які використовуються у машинобудуванні та металообробці;
  • принципи отримання зміцненого стану різних матеріалів;
  • різновиди технологічних операцій зміцнення і відновлення деталей машин.

вміти:

  • ґрунтовно обирати матеріали та технологічні процеси зміцнення і відновлення деталей, які зазнають різноманітних термосилових впливів в певних умовах експлуатації.

Викладач дисципліни Бриков Михайло Миколайович д.т.н., професор кафедри обладнання та технології зварювального виробництва.

Опис навчальної дисципліни

Найменування показників Галузь знань, напрям підготовки, освітній ступень Характеристика навчальної дисципліни
денна форма навчання заочна форма навчання

Кількість кредитів – 3

Галузь знань: 13. Механічна інженерія

Нормативна

Модулів – 1

Змістових модулів – 2

Спеціальність: 131 «Прикладна механіка»

Спеціалізація: «Відновлення та підвищення зносостійкості деталей і конструкцій»

Рік підготовки:
4-й 4-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання: –

Семестр:
Загальна кількість годин – 108 год. 8-й 8-й
Лекції:

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних  ,

самостійної роботи студента –

Освітньо-кваліфікаційний рівень: Бакалавр 10 год. 4 год.
Практичні, семінарські:
Лабораторні:
20 год. 4год.
Самостійна робота:
78 год. 21 год.
Індивідуальні завдання: 2 год.

Вид контролю:

Залік Залік

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 0,38

для заочної форми навчання – 0,38

 

Розподіл балів які отримують студенти

Приклад для екзамену

Поточне тестування та самостійна робота Сума
Змістовий модуль 1 Змістовий модуль 2
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
15 15 15 15 15 15 10 100

Т1 ... Т7 – теми змістових модулів.

 

Програма навчальної дисципліни

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1. Принципи зміцнення матеріалів деталей машин

Тема 1. Вступ. Важливість дисципліни для сучасного машинобудування. Міцність, напруження, деформація та руйнування матеріалів. Фізичні характеристики матеріалів, які обумовлюють їх пружну деформацію під навантаженням. Аморфні і кристалічні тверді тіла. Види кристалічних ґрат в твердих тілах. Тверді розчини. Різновиди твердих розчинів. Міцність ідеальних кришталів і реальних кристалічних тіл. Дефекти кришталевої структури. Дислокації. Рух дислокацій під напруженням. Механізми пластичної деформації. Плинність матеріалу під навантаженням. Щільність дислокацій та її вплив на міцність кристалічного тіла. Інші дефекти кристалічної структури. Вплив дефектів кристалічної структури на міцність матеріалів. Можливі шляхи підвищення міцності з точки зору дефектності кришталевої структури. Фізичні явища, які обумовлюють можливість зміцнення матеріалів. Процеси, що використовують для зміцнення (механічний наклеп, фазовий наклеп, подрібнення структури, старіння, гартування). Класифікація технологій зміцнення деталей машин.

Тема 2. Матеріали деталей машин. Метали і сплави на їх основі. Неметалеві матеріли. Залізо і його кристалічні форми. Розчинність вуглецю в залізі різної кристалічної форми. Побудова діаграми Fe-C. Структурні складові залізовуглецевих сплавів.

Тема 3. Дифузія. Коефіцієнт дифузії. Залежність коефіцієнту дифузії атомів різних елементів в різних типах кришталевих ґраток. Температурна межа можливості дифузійного руху атомів вуглецю в твердих розчинах. Температурна межа можливості дифузійного руху атомів заліза. Дифузійне та бездифузійне перетворення. Визначення термічної обробки. Варіанти класифікації видів термічної обробки (дифузія або тип технологічної операції). Відпал і його різновиди. Механічні властивості матеріалів після відпалу. Вільна енергія фаз. Побудова діаграми ізотермічного розпаду аустеніту. Нормалізація. Патентування. Вплив розміру зерна на міцність. Залежність Хола-Петча. Механічні властивості матеріалів після нормалізації та патентування.

 

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 2. Технологічні процеси зміцнення і відновлення.

Тема 4. Гартування і його різновиди. Гартування без поліморфного перетворення. Матеріали, які піддають гартуванню без поліморфного перетворення. Гартування з поліморфним перетворенням. Критична швидкість охолодження під час гартування. Характерні особливості мартенситного перетворення в залізовуглецевих сплавах. Охолодження під час гартування. Напруги, що виникають через гартування. Середовища, які застосовують для гартування та їх характеристики. Способи гартування. Зміна властивостей сплавів після гартування на мартенсит. Вплив вуглецю і легувальних елементів на твердість і міцність загартованих сталей. Особливості нагрівання і охолодження під час гартування сталей. Гартування СВЧ. Вплив швидкості нагрівання на температуру фазових перетворень. Діаграми режимів обробки СВЧ. Вплив хімічного складу аустеніту перед охолодженням на параметри процесів дифузійного і бездифузійного перетворення під час охолодження. Мартенсит деформації. Температури Мп та Мд та їх співвідношення.

Тема 5. Відпускання. Структурні перетворення під час відпускання загартованих сталей. Вплив легування на параметри процесу відпускання сталей. Зміна механічних властивостей під час відпускання сталей і вибір режиму відпускання. Відпускна крихкість і як її усунути. Старіння пересичених твердих розчинів. Мартенситностаріючі сталі. Режими зміцнення мартенситностаріючих сталей. Зміцнення старінням дуралюмінів. Бейніт в сталях. Різновиди бейніту. Процеси, які перебігають у структурі під час бейнітного перетворення. Вплив вмісту вуглецю і температури ізотермічної витримки на параметри процесу бейнітного перетворення. Властивості бейніту.

Тема 6. Визначення термомеханічної обробки. Різновиди термомеханічної обробки. Порівняльний аналіз НТМО і ВТМО. Розгляд НТМО. Параметри НТМО. Фактори, які впливають на результати НТМО. Вплив НТМО на опірність втомі. Рекристалізація. Процеси, які перебігають під час рекристалізації. Статична рекристалізація. Діаграми статичної рекристалізації. Динамічна рекристалізація. Діаграма динамічної рекристалізації. Розгляд ВТМО. Рекомендації з проведення ВТМО. Розгляд різновидів термомеханічної обробки: ВТМІ3О, ТМІ3О, ПТМО. Промислове устаткування і комплекси, які використовують для ТМО. Можливості проведення ТМО у технологічному циклі підприємства. Різновиди технологічних процесів зміцнення і відновлення деталей машин.

Тема 7. Основи механіки руйнування. Експлуатація тіл з тріщинами. Розрахунок припустимого рівня напружень для перерізу тіла з тріщиною певної довжини. Розрахунок припустимої довжини тріщини для певного рівня напружень в перерізі. Характеристики міцності матеріалів. Стандартизовані методи визначення міцнісних властивостей матеріалів за умов статичного і динамічного навантаження.

 

Методичне забезпечення:

  1. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов.— 3-е изд., перераб. и доп.— М. : Металлургия, 1978.— 392 с.
  2. Блантер М.Е. Теория термической обработки. - М.: Метал лургия, 1984. 328 с.
  3. Бернштейн М.Л., Термомеханическая обработка металлов и сплавов, т. 1—2, М., 1968.
  4. М.Л. Бернштейн, В.А. Займовский, Л.М. Капуткина. Термомеханическая обработка стали. — М.: «Металлургия», 1983.
  5. Евдокимов В.Д., Клименко Л.П., Евдокимова А.Н. Технология упрочнения машиностроительных материалов: Учебное пособие-справочник / Под редакцией В.Д. Евдокимова. – Одесса Николаев: Изд-во НГГУ им. Петра Могилы, 2005. – 352 с.
  6. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.
  7. Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М. : "Машиностроение", -1972, -288с.
  8. Зоткин В.Е. Методология выбора материалов и упрочняющих технологий в машиностроении. – М.: Высшая школа, 2004. – 264 с.
  9. Косторнов А.Г. Материаловедение дисперсных и пористих метал лов и сплавов: в 2 т. / НАН Украины, Ин-т проблем материаловедения им. И.Н.Францевича – К. : Наукова думка, 2002. – 570 с.
  10. Малинов Л.С., Малинов В.Л. Ресурсосберегающие экономнолегированные сплавы и упрочняющие технологи, обеспечивающие эффект самозакалки : Монография / Л.С. Малинов, В.Л. Малинов. – Мариуполь : Изд-во «Рената», 2009. – 568 с.
  11. Тушинский Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1990. – 306 с.
  12. Шаврин О.И. Технология и оборудование термомеханической обработки деталей машин. – М.: Машиностроение, 1983. – 176 с.