Мета: ознайомити студентів із основними напрямами розвитку матеріалознавства. Визначити найбільш приоритетні прикладні та наукові завдання сучасного матеріалознавства. Надати загальне уявлення про обсяги та зміст основних спеціальних дисциплін, які вивчаються студентами напряму підготовки «Інженерне матеріалознавство».

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен

знати: основні класи матеріалів, які використовують в машинобудуванні, основні особливості отримання матеріалів та покриттів, місце та призначення термічного та хіміко-термічного оброблення в циклі виготовлення виробу, основні відомості про властивості матеріалів, методах їх визначення та контролю, функції інженера-матеріалознавця в наукової та виробничої галузях.

вміти: класифікувати матеріали за призначенням, прогнозувати структурні зміни на стадіях виготовлення виробів для забезпечення необхідного рівня механічних та експлуатаційних властивостей.

 Програма навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Теоретичні основи легування сталей.

Тема 1. Вступ. Металеві машинобудівні матеріали.

Вступ (предмет, задачі та зміст дисципліни). Матеріали і науково-технічний прогрес у машинобудуванні. Основні етапи  і перспективи удосконалення машинобудівних матеріалів. Економічна доцільність використання спеціальних сталей та сплавів. Іх роль у підвищенні експлуатаційної надійності та зменшення матеріалоємності. Класифікація легованих сталей за хімічним складом та призначенням. Маркування у країнах СНД та провідних країнах світу (США, Японія, Німеччина).

Тема 2. Особливості фаз, які утворюються з легувальними елементами в сплавах на основі заліза.

Вплив легувальних елементів на поліморфізм заліза, на критичні (А1, А3, А4) і концентраційні (S, Е) точки. Структура та властивості легованого фериту та аустеніту. Карбіди та нітриди. Вплив легувальних елементів на термодинамічну активність вуглецю в залізі. Інтерметаліди та неметалеві включення. Структурні класи легованих сталей в рівноваговому стані.

Тема 3. Фазові перетворення в легованих сталях.

легувальних елементів на стійкість переохолодженого аустеніту, на перлитне, бейнітне та мартенситне перетворення. Структурні класи легованих сталей в нормалізованому стані. Вплив легувальних елементів на процеси відпуску. Теплостійкість та червоностійкість сталі. Відпускна крихкість.

Змістовий модуль 1. Металеві матеріали та їх роль в машинобудуванні

Тема 1. Вступ. Історія розвитку матеріалознавства як науки.

Вступ (предмет, задачі та зміст дисципліни). Основні етапи розвитку матеріалознавства. Роль матеріалознавства на сучасному етапі. Загальна класифікація матеріалів .

Тема 2. Металеві матеріали. Кристалічна будова металів, її дефекти.

Металеві матеріали-основна група машинобудівних матеріалів. Уявлення про кристалічну будову металів і сплавів. Основні дефекти кристалічної будови ,їх вплив на властивості.

Тема 3. Загальна характеристика виробництва виробів зі сталей та чавунів.

Класифікація металів. Уявлення про основні властивості металів (механічні, фізичні, хімічні),методи їх визначення. Структура металевих матеріалів її вплив на властивості. Металургія-головне джерело отримання машинобудівних матеріалів. Значення сталей та чавунів як машинобудівних матеріалів.

Технологічні етапи виготовлення машинобудівної продукції: гаряча та холодна деформації, механічне оброблення, зварювання, термічне та хіміко-термічне оброблення, чистове оброблення

Тема 4. Основні вимоги до металевих матеріалів в машинобудуванні та приладобудуванні.

Загальні вимоги до конструкційних матеріалів. Конструкційна міцність та її критерії. Технологічні вимоги. Особливості використання та вимоги до матеріалів у різноманітних галузях машинобудування та приладобудування.

Тема 5. Загальна характеристика найбільш поширених в машинобудуванні сплавів кольорових металів.

Класифікація кольорових металів та сплавів. Використання сплавів на основі Al,Cu,Ti,Mg,Ni, вжкотопких металів. Особливості матеріалів з високою корозійною стійкістю та жароміцністю

Змістовий модуль 2. Матеріали та технології, які підвищують експлуатаційні характеристики деталей та виробів

Тема 1. Характеристика неметалевих машинобудівних матеріалів.

Класифікація і характеристика неметалевих матеріалів, економічна доцільність їх використання. Термопласти та термореактопласти. Отримання, структура і властивості пластмас. Основні різновиди технологічних процесів отримання виробів з пластмас. Особливості хімічного складу та класифікація гумових матеріалів. Основні методи отримання виробів з гуми. Галузі застосування, склад, властивості і методи виготовлення виробів зі скла, кераміки, ситалів. Найбільш перспективні керамічні конструкційні матеріали та надпровідники

Тема 2. Композиційні та порошкові матеріали.

Класифікація композиційних матеріалів, технологія їх отримання, властивості. Антифрикційні матеріали, які отримують шляхом спікання. Пористі, волокнисті, сітчасті, комбіновані композиції. Порошкові важкотопкі метали та тверді сплави, які отримано шляхом спікання. Дисперсно-зміцнені матеріали, композити на основі графіту.

Тема 3. Захисні покриття в машинобудуванні.

Техніко-економічна доцільність використання виробів з покриттями. Основні технології нанесення захисних покриттів: гальванічне, дифузійне, конденсаційне, шляхом напилювання. Перспективні, високопродуктивні методи локального впливу для утворення покриттів: плазмове, електронно-променеве, лазерне, вакуумно-плазмове.

Змістовий модуль 3. Сучасні тенденції в сфері машинобудування

Тема 1. Нові технології отримання та обробки машинобудівних матеріалів.

Актуальність створення деталей машин з підвищеним комплексом властивостей. Використання моно- та спрямованої кристалізації сплавів. Лазерне та плазмове гартування. Аморфні та наноматеріали. Особливості технологій їх отримання, властивості та галузі застосування.

Тема 2. Основні функції фахівця-матеріалознавця в наукових та виробничих галузях

Загальне уявлення про навчальний план напряму підготовки»Інженерне матеріалознавство» та спеціальності»прикладне матеріалознавство». Спрямована підготовка фахівців для науково-дослідних, проектно-конструкторських установ та виробничих підприємств машинобудування. Оглядова екскурсія до лабораторій кафедри та провідних лабораторій університету: металографічної, рентгенівських методів дослідження, механічної, зварювання тощо.

Викладач дисципліни: Ткач Дар'я Володимирівна, доцент кафедри «Фізичне матеріалознавство»

Опис навчальної дисципліни

Примітка. Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить: для денної форми навчання – 30% до 70% для заочної форми навчання – 4% до 96%

Розподіл балів, які отримують студенти