Специфика дисциплины «Материаловедение» в техническом вузе

№81-1,

педагогические науки

Дисциплина материала материальносноснознающим для последующего изучения деталей машины. Доступность исследуемых вопросов, изучаемых в ходе этих разделов, способствует формированию соответствующих навыков среди учащихся. В документе описываются основные понятия, которые следует учитывать при разработке соответствующих курсов лекций.

Похожие материалы

Материаловедение и технология материалов относится к числу основополагающих учебных дисциплин в подготовке инженерных кадров. Это связано, прежде всего, с тем, что получение, разработка новых материалов, технологические способы их обработки являются основой современного производства, и уровнем своего развития во многом определяют научно-технический и экономический потенциал страны. Проектирование рациональных, конкурентоспособных изделий, организация их производства невозможны без должного технологического обеспечения и достаточного уровня знаний в области материаловедения и технологии. Последнее является важным показателем уровня профессиональной подготовки любого инженера.

Рассматривая специфику дисциплины «Материаловедение и технология материалов», следует отметить, что данная дисциплина служит фундаментальной основой для изучения многих дисциплин общеинженерного цикла и специальных дисциплин. Что касается профессиональной подготовки инженеров пожарной безопасности, то изучение данной дисциплины способствует подготовке учащихся к изучению таких общетехнических дисциплин как «Сопротивление материалов», «Детали машин», «Электротехника», «Радиоэлектроника» и т. д., а также к изучению таких специальных дисциплин как «Пожарная профилактика», «Пожарная техника», «Пожарная безопасность технологических процессов». Знание современных методов обработки материалов, особенностей поведения различных конструкционных материалов в различных условиях (высокие температуры при пожаре, нагрузки, агрессивные среды и т. д.), особенностей изменения их физико-механических свойств при этих условиях, позволяет специалистам правильно эксплуатировать пожарную технику, производственное оборудование, строительные конструкции зданий и сооружений, а также грамотно с соблюдением мер безопасности осуществлять боевые действия при ликвидации пожаров любой категории сложности.

В свою очередь теоретической основой для изучения дисциплины «Материаловедение и технология материалов» являются положения общей физики и химии.

Дисциплина «Материаловедение и технология материалов» состоит из двух разделов:

  1. Материаловедение;
  2. Технология материалов

Материаловедение — это наука, изучающая связь химического состава, строения и свойств материалов при различных термодинамических условиях.

Основной целью данной науки «Материаловедение» является научно обоснованная рекомендация и оптимальный выбор (или разработка) того или иного конструкционного или инструментального материала для конкретных деталей технических объектов и сооружений, работающих при различных температурных и нагрузочных режимах в различных средах.

Предметом изучения науки «Материаловедение» являются:

  1. физические, химические, механические и другие свойства различных материалов;
  2. связь этих свойств с применением материалов в машиностроении и других сферах деятельности человека;
  3. методы получения (разработки) материалов и методы целенаправленного изменения их свойств.

Материаловедение служит теоретической основой процессов обработки материалов давлением, литейного производства, сварки, нанесения гальванических покрытий, технологии обработки металлов резанием, изготовления инструментов и деталей машин.

Технология материалов является комплексной учебной дисциплиной, в которой рассматриваются основные сведения о способах производства материалов различного назначения и их обработки с целью получения из них деталей определённой конфигурации с заданными свойствами, пригодных для использования в различных машинах, механизмах и конструкциях.

Основными направлениями в развитии металловедения является разработка способов производства чистых и сверхчистых металлов, свойства которых сильно отличаются от свойств металлов технической чистоты (с различными примесями в определённом количестве), с которыми преимущественно работают.

На сегодняшний день главной задачей материаловедения является создание материалов с заранее определёнными свойствами применительно к заданным параметрам и условиям работы. Большое внимание уделяется изучению работы материалов в особых условиях (низкие и высокие температуры, высокие нагрузки разного характера, агрессивные среды, облучение и т. д.).

До настоящего времени основной материальной базой машиностроения служит чёрная металлургия, производящая стали и чугуны. Эти материалы имеют много положительных качеств и в первую очередь обеспечивают высокую конструкционную прочность деталей машин. Однако эти классические материалы имеют такие недостатки как большая плотность (большая масса), низкая коррозионная стойкость. Потери от коррозии составляют 20% годового производства стали и чугуна. Поэтому, по данным научных исследований, через 20…40 лет все развитые страны перестроятся на массовое использование металлических сплавов на базе титана, магния, алюминия и неметаллических материалов. Эти лёгкие и прочные сплавы позволяют в 2 — 3раза облегчить станки и машины, в 10 раз уменьшить расходы на проведение ремонтных работ.

По данным института металлургии имени А.Н. Байкова РАН в нашей стране есть все условия, чтобы в течение 10…15 лет машиностроение могло перейти на выпуск алюминиево-титановой подвижной техники, которая отличается лёгкостью, коррозионной стойкостью и большим безремонтным ресурсом.

Важное значение имеет устранение отставания нашей страны в области использования новых материалов взамен традиционных (металлических) — пластмасс, керамики, материалов порошковой металлургии, особенно композиционных материалов, что позволит экономить дефицитные металлы, снизить затраты энергии на производство материалов, уменьшить массу изделий.

Среди факторов, определяющих возможность и целесообразность практическою использования металлов и их сплавов, важнейшими являются их стоимость и дефицитность. Стоимость, в свою очередь, зависит от распространённости металлов в природе, химической устойчивости, определяющей способ и сложность производства, масштаба производства, степени совершенства технологий производства, хозяйственной и политической ситуации. Основным источником добычи металлов является земная кора и мировой океан.

Материаловедение является базовой учебной дисциплиной в подготовке инженерных кадров для различных сфер материального производства.

Развитие науки «Материаловедение и технология материалов» постоянно находится в непрерывной связи с развитием человеческого общества и производства. Большую роль в развитии науки сыграли отечественные учёные.

Главной задачей материаловедения является создание материалов с заранее заданными свойствами применительно к заданным параметрам и условиям работы. Большое внимание должно уделяться изучению свойств конструкционных материалов в экстремальных условиях (низкие и высокие температуры и давление, агрессивные среды).

К факторам, определяющим наибольшее применение тех или иных конструкционных материалов относятся: распространённость химических элементов в природе, из которых состоят данные материалы; химическая устойчивость элементов, определяющая способ и сложность производства; степень совершенствования технологии производства; физико-химические свойства.

Чёрные металлы имеют наибольшее распространение среди конструкционных материалов в силу своей относительной дешевизны и физико-механических свойств.

Проведенный анализ информации по данному вопросу позволяет судить о том, что содержание разработанных глав учебника отвечает требованиям ВПО.

Список литературы

  1. Материаловедение и технология металлов. Под ред. Г.П. Фетисова. — М.: Высш. шк., 2002. — 638 с.: ил.
  2. Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1977. — 457 с.: ил.
  3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. — М.: Машиностроение, 1990. —520 с.: ил.
  4. Дриц М.Е., Москалёв М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение. — М.: Высшая школа, 1990. — 498 с.: ил.
  5. Лейкин А.Е., Родин Б.И. Материаловедение. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. — М.: Высшая школа, 1971. — 416 с.: ил.
  6. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. — 384 с.: ил.
  7. Металловедение и технология металлов: Учебник для вузов/ Солнцев Ю.П., Веселов В.А., Демянцевич В.П. и др. М.: Металлургия, 1988, 512 с.