«Материалтану» пәні бойынша оқу материалдарының мазмұны мен құрылымдары

Теориялық курс мазмұны

 

Кіріспе

«Материалтану мен конструкциялық материалдардың технологиясы»   курсының зерттеу пәні. Курстың мақсаты  мен тапсырмалары. Қазіргі кездегі  конструкциялық және құрал-саймандық материал. «Материалтану және конструкциялық материалдар» ғылымының даму тарихы және оған ғылымдардың қосқан үлесі. Материалдардың құрылу негіздері, олардың қасиеттерінің қалыптасуы және қолдану салаларының тағайындалуы.

Тақырып 1. Металлургиялық өңдірістің негізгі

Шойынды өндіру. Домна  пештерінде шойынды өндірудің негізгі  физика-химиялық үрдістері. Домна өндірісінің  өнімдері және оларды пайдалану. Домна  пешінің құрылысы және жұмыс істеу  тәртібі.

Болатты өндіру. Болатты  өндіру әдістерінің түрлері және олардың қысқаша сипаттамасы. Болатты оттегі конверторында, мартен пешінде және электр пештерінде өндіру технологиясы. Тыныш және қайнайтын болаттардың құймаларының құрылысы. Қорытылған болаттардың өндіру әдісіне, химиялық құрамына, тотықсыздандыру дәрежесіне және пайдаланылуына байланысты түрлері.

Түсті металдар мен қорытпаларды өндіру. Мысты, алюминийді, титанды  және олардың қорытпаларын өндіру. Түсті металдар мен қорытпаларды өндірудің қазіргі технологиялық  үрдістері. Пайдаланылатын құрал-жабдықтардың сипаттамасы.

Тақырып 2. Құю өндірісінің технологиясы

Құю өндірісінің жалпы  технологиясы. Құймаларды жасаудың жалпы  технологиялық сұлбасы. Құю өндірісінің  машина жасаудағы қазіргі орны, маңызы және болашақта дамуы. Құю  қорытпалары мен олардың  қасиеттері. Құю  қорытпаларын дайындау   тәсілдері  классификациясы. Бір  реттік  құм-балшық  қалыптарында  құймалар   дайындау. Құймалар  алудың  арнайы  түрлері.  Қабыршықты  қалыптарға,  балқитын  үлгілері   бойынша, кокильге, қысыммен, орталықтан   тепкіш  құю.

Тақырып 3. Металдарды қысыммен өңдеудің технологиясы

Металдарды қысыммен өңдеудің физика- химиялық негізі. Пластикалық  деформация жөнінде түсінік. Металды  нығайту. Суық және ыстық деформация. Қайту және рекристалдану.

Ыстық және суық қалыптау. Ыстық көлемдік қалыптаудың мәні. Қалыптаудың тәсілдерінің түрлері. Шыңдау және   қалыптау.  Шындалғылардың түрлері. Ашық және жабық қалыптармен қалыптау. Илемдеу. Илемдеу үрдістерінің мәні. Құрал-жабдықтар. Сығымдау   және созу. Алғашқы дайындамалар және өнімдер.

Тақырып 4. Пісіру өндірісінің технологиясы

Пісіру өндірісінің  жалпы сипаттамасы. Машина жасаудағы  пісіру өндірісінің қазіргі жағдайы  және болашақта дамуы. Пісіру әдісінің түрлері. Материалдардың пісірілгіштігі. Пісіру кезіндегі деформация мен кернеудің пайда болуы. Пісірілген жапсарлардың құрылымы және механикалық қасиеттері, олардың МЕСТ бойынша таңбалануы.

Газбен балқытып пісіру, кесу. Газбен пісіру үрдісінің мәні. Жаңғыш газдардың түрі, құрал-жабдықтар. Құйылатын материал, флюстер және олардың МЕСТ бойынша таңбалануы. Газбен пісіру технологиясы. Пісіру режимінің негізгі параметрлерін таңдау: пісіргіш жалынның қуатын, жалынның түрін, сымның таңбасы мен диаметрін, пісіру әдісі мен тәсілін. Оттегімен, флюспен металдарды кесу.

Доғамен балқытып пісіру. Электрдоғамен балқытып пісіру түрлері және мәні. Қолмен доғамен пісіру. Пайдаланатын құрал-жабдықтар пісіруге  пайдаланатын материалдар, олардың түрлері және МЕСТ бойынша таңбаланылуы. Пісірудің технологиялық режимдері және тәсілі. Флюстің астында автоматпен пісіру. Бұл әдістің мәні, құрал-жабдықтары, пайдаланылатын материалдары мен флюстер. Пісіретін автоматтардың жұмыс істеу принципі. Флюстың астында пісірудің технологиясы.

Электрошлакпен пісіру. Оның мәні, ерекшелігі, артықшылығы  және кемшілігі. Электротүйістіріп  пісіру: түйістіріп, нүктелеп, жапсарлап, конденсаторлық. Қысыммен пісірудің арнайы түрлері: диффузиялық, суық түрде, жарылыс арқылы пісіру, үйкеліспен пісіру және басқалар.

Металдар мен қорытпалардың  пісірілгіштігі. Аз көміртекті, қоспаланған  және жоғары қоспаланған болатарды пісіру. Пісірілген қосылыстардың бақылау әдістерінің түрлері, олардың жұмыс істеу тәртібі. Ақауларды жөндеу әдістері.

Шойынды пісіру. Технологиясы және құрал-жабдықтар. Алюминиймен  оның қорытпаларын пісіру әдістері. Активті  жоғары металдарды пісіру (титан, магний және басқалары).

Тақырып 5. Конструкциялық материалдарды кесіп өңдеу технологиясы

Металдарды кесіп өңдеудің физикалық негізі. Бөлшектерді токарлық, фрезерлік, тістерді, бұрғылайтын және ажарлайтын станоктарда өңдеу.

Токарлық топтың станоктардың түрлері: карусельдік, револьверлік, жартылай автомат және автомат. Олардың пайдалануы. Токарлық станоктарда жасалатын жұмыстар (цилиндр және конус беттерді, ұштарды, тесіктерді ж.б. беттерді жону). Фрезерлік станоктарда жасалатын жұмыстар.

Бұрғылаудың өңдеу әдістерінің  сипаттамасы. Тесіктерді өңдейтін құралдар (бұрғылар, зенкерлер, кеңейткіштер), олардың  конструкциялық және геометриялық параметрлері. Тартатын, сүргілейтін және қашайтын станоктарда бөлшектерді өңдеу

Тартатын, сүргілейтін және қашайтын станоктардың қысқаша сипаттамасы, олардың жұмыс істеу тәртібі дамуы. Бөлшектерді абразивтік өңдеудің мақсаты және мәні. Ажарлайтын станоктардың түрлері, олардың атқаратын қызметі және жұмыс істеу тәртібі. Ажарлайтын станоктарда жасалатын жұмыстар. Абразивтік дөңгелектердің сипаттамасы, түрлері және таңбалануы. Басқа абразивтік құралдардың қысқаша сипаттамасы.

Жылдам және күшпен ажарлау жөнінде  түсінік. Хононгтау, суперфиништеу  және жалтырату жөнінде негізгі  түсініктер. Пайдаланатын құралдар. Алмаздық ажарлау.

Тақырып 6. Металдар мен қорытпалардың кристалдануы. Пластикалық деформация және материалдардың механикалық қасиеттері

Металдардың   құрылуы.  Кристалдық   торлар   типтері. Реалдық  кристалдар  құрылуы.  Кристалдық   құрылу    ақаулары  және   олардың кристалдық   құрылу   қасиеттеріне  әсері. Дәнекше шамасы, кристалдар пішіндері. Модифицирлеу үрдістері.

Кернеу мен деформация. Серпімді және пластикалық деформация. Металдардыңтеориялық және тәжірибелік  беріктігі. Деформациялық беріктендіру. Металдардың қирауы. Материалдардың механикалық қасиеттері.

Тақырып 7. Қорытпалар теориясы. Темір–көміртек қортыпаларының күйінің диаграммасы

Қорытпалар  теориясынан   негізгі  мәліметтер.  Қорытпа, компонент және фаза жөніндегі түсініктер. Механикалық қоспалар. Қатты ерітінділер. Химиялық қоспалар. Қорытпалардың кристалдануы. Қорытпалардың   фазалық   құрамы. Қос  қорытпалардың  күй    диаграммасы.   Фазалар  ережесі  мен   кесінділер   ережесінің    қолданылуы.

Темірдің қасиеттері. Темір – көміртек қорытпалары. Темір  мен көміртек қортыпаларының күй  диаграммасы. Фазалық құрамы, құрылым  құрастырушысы, олардың қасиеттері. «Темір–цементит» күйі диаграммасын талдау. Диаграмманың іс жүзінде пайдалану.

Тақырып 8. Темір және оның қорытпалары. Конструкциялық  және    құрал-саймандық болаттар. Шойындар

Әдеттегі  сапалы   көміртекті  болаттар,  сапалы  болаттар. Құрамы, құрлымы және негізгі физикалық, механикалық қасиетері. Көміртекпен тұрақты қоспалардың болаттың қасиетеріне әсері. Пайдаланылуына байланысты болаттарды топтау және МЕСТ бойынша таңбалау. Қоспаланған болаттар. Қоспаланатын элементердің болаттын қасиетіне әсері. Қоспаланған болаттардың топтары және МЕСТ бойынша таңбалануы.

Арнайы болаттар мен қорытпалар. Құралдар жасайтын болаттар. Кескіш құралдарға арналған қоспаланған болаттар. Суық және ыстық кезде деформациялау үшін пайдаланатын құралдар жасайтын қалыптық болаттар. Тотықпайтын болаттар. Қыздырылған кездегі берік және төзімді болаттар. Тозуға төзімді қорытпалар.

Құрылымы мен қасиеттеріне байланысты сұр шойынның түрлері. Шойынның графитенуі. Шойынды қосапалау. Беріктігі  жоғары шойындар. Тапталатын шойындар, оларды жасау әдістері. Шойындарды МЕСТ бойынша таңбалау және пайдалану.

Тақырып 9. Болатты термиялық өңдеудің теориялық негізі. Болат пен шойынның термиялық және химиялық термиялық өңдеуінің технологиялық үрдісі

Қыздыру кезінде аустениттің  пайда болуы. Аустениттің қыздыру  және суыту кезіндегі түрленуінің  кинематикасы. Аустениттің түрленуінің изотермиялық диаграммасы. Аустениттің үздіксіз суыту кезіндегі түрленулер.

Термиялық өңдеудің түрлері. Металдарды қыздыру әдістері. Толық, изотермиялық, диффузиялық және қайтакристалданулық  жұмсарту. Бидайшықтық перлитке жұмсарту. Қалпына келтіру.

Болатты шынықтыру әдістері. Пайдаланатын құрал– жабдықтар және технологиялық режимдері. Болатты  шынықтыру қалыңдығы. Шынықтыру  кезіндегі пайда болатын ақаулар.

Болатты босандату түрлері  – жоғары, орташа және төменгі температураларда босату. Құрылымдарының ауысулары. Босатудың технологиясы. Шынықтырылған болатты ескірту және суықпен өңдеу.

Болаттың термиялық–механикалық  өңдеу. Термиялық өңдеудің болаттың құрылымы  мен қасиеттеріне әсері.

Қоспаланған болаттардың  термиялық өңдеудің ерекшеліктері. Шойындардың термиялық өңдеу. Бөлшектер мен құралдардың пішіндерінің термиялық өңдеулеріне әсері. Болаттың беткі қабатының шынықтыру әдісітері. Жиілігі жоғары тоқпен шынықтыру.

Химиялық термиялық  өңдеудің негізгі. Цементтеу, азоттау, циандау. Диффузиялық металдандыру жөніндегі түсінік. Пайдаланылатын құрал–жабдықтар және технологиялық режимдер.

Тақырып 10. Түсті  металдар  мен  қорытпалар

Алюминий  және  оның   қорытпалары.   Деформацияланатын   және  құйылатын  алюминилі  қоытпалары. Антифрикционды қорытпалар. Баббиттер мен қорытпалар. Құрамы, құрылымы, физикалық, механикалық және технологиялық қасиеттері.

Мыс   және оның   қорытпалары.  Құрамы, физикалық, механикалық және технологиялық қасиеттері. Магний, цинк,  қалайы  және олардың  қорытпалары.  Түсті  металдар   мен   қорытпаларды    термиялық өңдеу.  Қасиеттері.

Тақырып 11. Металл  емес  материалдар. Композиттік материалдар

Пластикалық  массалар, резеңке  материалдары.  Резеңкенің түрлері және қасиеттері. Резеңке қоспаларын пайдалану және оларды өңдеу. Жалпы  сипаттамасы, құрамы, құрылуы,  қасиеттері,    маркалануы. Қолдану  салалары.

Жалпы  сипаттамасы.  Композиттік   материалдарды  құру  принциптері. Композиттік  материалдар    түрлері.  Композиттердің   металл,  керамикалық  және  полимер    матрицамен   қасиеттері.  Қолдану салалары.

 

3.3  Зертханалық сабақтардың мазмұны

 

Тақырып 2. Құю өндірісінің технологиясы

Зертханалық жұмыс № 1. Қалып жасау және қалыпқа металл құйып құйма жасау.

Зертханалық жұмыс № 2. Кокильге құйып құйма жасау.

Тақырып 3. Металдарды қысыммен өңдеудің технологиясы

Зертханалық жұмыс № 3. Металды илемдеу.

Зертханалық жұмыс № 4. Соғып өңдеу үрдісін зерттеу.

Тақырып 4. Пісіру  өндірісінің технологиясы

Зертханалық жұмыс № 5. Қорғағыш газдар қолданып жүргізілетін жартылай автомат арқылы пісіру.

Зертханалық жұмыс № 6. Флюс қолданып автоматты түрде  пісіру режимінің металл жігінің  пішініне тигізетін әсері.

Тақырып 5. Конструкциялық материалдарды кесіп өңдеу технологиясы

Зертханалық жұмыс № 7. Токарь станогында бұйымдар өңдеу.

Тақырып 6. Металдар мен қорытпалардың кристалдануы. Пластикалық деформация және материалдардың механикалық қасиеттері

Зертханалық жұмыс № 8. Құйманың кристалдану үрдісін  зерттеу.

Зертханалық жұмыс № 9. Металдың қаттылығын анықтау.

Тақырып 7. Қорытпалар теориясы

Зертханалық жұмыс № 10. Темір-цементит күй диаграммасын талдау.

Тақырып 8. Темір және оның қорытпалары. Конструкциялық  және    құрал-саймандық болаттар. Шойындар

Зертханалық жұмыс № 11. Шойынның құрылымы мен қасиеті.

Зертханалық жұмыс № 12. Көміртекті болаттың құрылымы және қасиеті.

Тақырып 9. Болатты термиялық өңдеудің теориялық негізі

Зертханалық жұмыс № 13. Көміртекті болатты жасыту.

Зертханалық жұмыс № 14. Көміртекті болатты шынықтыру  және босаңдату.

Тақырып 10. Түсті  металдар  мен  қорытпалар

Зертханалық жұмыс № 15. Мыс   және оның   қорытпалары. 

Тәлімгерлердің өздік  жұмысының мазмұны

 

№	СӨЖ түрі	Есептін түрі	Бақылау түрі	Жұмыс көлемі (cағ)
1	Дәріс  сабақтарына  кірмеген тақырыптарды қосымша, дайындау	Конспект	Есепті қорғау	20
2	СӨЖ орындау	Реферат	Есепті қорғау	20
3	Зертханалық жұмыстарға дайындалу және тапсырмаларды  орындау	Есеп Конспект	Есепті қорғау	30
4	Межелік бақылауға дайындалу	Ауызша сұрау	МБ1, МБ2	20
Барлығы				90