Учебно-методические комплексы

Подробнее

2. Планируемые результаты освоения дисциплины
✓ Умения:
Выбирать материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения.
Выбирать способы соединения материалов.
Обрабатывать детали из основных материалов.
✓ Знания:
Строение и свойства машиностроительных материалов.
Методы оценки свойств машиностроительных материалов.
Области применения материалов.
Классификацию и маркировку основных материалов.
Методы защиты от коррозии.
Способы обработки материалов.
3. Содержание дисциплины
Программа включает три раздела, охватывающих широкий круг вопросов материаловедения:
✓ Раздел 1. Металловедение:
Тема 1.1. Строение и свойства машиностроительных материалов: Классификация металлов, атомно-кристаллическое строение, аллотропия, плавление и кристаллизация, механические, физические, химические и технологические свойства. Понятие о сплавах, типах сплавов. Практические занятия по определению твердости металлов методами Бринелля, Роквелла, Виккерса.
Тема 1.2. Сплавы железа с углеродом: Структурные составляющие, чугуны (классификация, маркировка, применение), углеродистые и легированные стали (классификация, маркировка, применение). Практические занятия по исследованию микроструктур, расшифровке марок и выбору сталей для деталей машин.
Тема 1.3. Обработка деталей из основных материалов: Основы термической и химико-термической обработки металлов (цементация, азотирование, цианирование, хромирование). Практические занятия по закалке и отпуску стали.
Тема 1.4. Цветные металлы и сплавы: Сплавы на медной, алюминиевой и титановой основе, их маркировка, свойства и применение. Практические занятия по изучению микроструктур и расшифровке марок.
✓ Раздел 2. Неметаллические материалы:
Тема 2.1. Пластмассы, антифрикционные, композитные материалы: Термореактивные и термопластичные пластмассы, их переработка и применение. Антифрикционные и композитные материалы. Практические занятия по определению видов пластмасс и их ремонтопригодности.
Тема 2.2. Автомобильные эксплуатационные материалы: Автомобильные бензины и дизельные топлива, масла и специальные жидкости (классификация, применение). Практические занятия по определению качества топлив и пластичных смазок.
Тема 2.3. Обивочные, прокладочные, уплотнительные и электроизоляционные материалы: Назначение, область применения, классификация.
Тема 2.4. Резиновые материалы: Каучук, свойства резины, старение, влияние температуры и жидкостей. Устройство автомобильных шин и увеличение их срока службы. Практическое занятие по устройству шин.
Тема 2.5. Лакокрасочные материалы: Назначение, компоненты, требования, маркировка, способы приготовления и нанесения. Практическое занятие по подбору и нанесению ЛКМ.
✓ Раздел 3. Обработка деталей на металлорежущих станках:
Тема 3.1. Способы обработки материалов: Виды и способы обработки, инструменты для слесарных работ, оборудование для механической обработки, выбор режимов резания. Практическое занятие по расчету режимов резания.
4. Условия реализации дисциплины
✓ Материально-техническое обеспечение: Кабинет «Материаловедения» с компьютерами, мультимедийным проектором, учебно-наглядными пособиями, объемными моделями кристаллических решеток, образцами металлов и неметаллических материалов.
✓ Информационное обеспечение: Включает основную и дополнительную литературу по материаловедению, а также электронные ресурсы (ЭБС «Лань», «Юрайт»).
5. Контроль и оценка результатов
✓ Формы контроля: Экспертная оценка результатов выполнения и защиты практических работ, тестирование, устный опрос, промежуточная аттестация в форме экзамена.
✓ Критерии оценки знаний: Знание строения и свойств материалов, методов оценки свойств, областей применения, классификации и маркировки, методов защиты от коррозии и способов обработки.
✓ Критерии оценки умений: Умение выбирать материалы на основе анализа свойств, выбирать способы соединения и обрабатывать детали.

Подробнее

2. Система оценивания (Критерии и баллы)
Унифицированная шкала оценивания для всех типов заданий:
✓ Закрытые задания (выбор ответа, соответствие, последовательность) — максимум 1 балл за полностью верный ответ.
✓ Комбинированные задания (с выбором одного или нескольких ответов и обоснованием) — 1 балл при верном выборе + корректной аргументации.
✓ Задания с развернутым ответом — максимум 3 балла (полный развернутый ответ), 1 балл за неполный/с 1 ошибкой, 0 баллов при грубых ошибках.
3. Уровни сложности заданий
Все оценочные материалы разделены на три уровня с регламентом времени:
✓ Базовый (1–3 мин): воспроизведение терминологии, фактов, определений (закрытые тесты с выбором ответа).
✓ Повышенный (3–5 мин): решение типовых задач, сопоставление, последовательность (комбинированные и открытые задания).
✓ Высокий (5–10 мин): применение знаний в нестандартной ситуации, обоснования, доказательства (задания на установление последовательности и соответствия, развернутые ответы).
4. Сценарии выполнения заданий
Для каждого типа заданий разработаны четкие пошаговые алгоритмы действий, включая методику анализа условия, выбора ответа, сопоставления элементов, построения последовательностей и оформления развернутых ответов.
5. Банк типовых заданий
Задания с выбором ответа (1–30):
металлы обладают кристаллическим строением;
испытания на коррозию определяют химические свойства;
кристаллизация — переход из жидкого состояния в твердое с образованием кристаллической структуры;
объемноцентрированная кубическая решетка;
твердость — механическое свойство;
метод Роквелла — вдавливание алмазного конуса;
пластическая деформация остается после снятия нагрузки;
твердость — способность сопротивляться проникновению более твердого тела;
химическое соединение — кристаллическая решетка отличается от решеток компонентов;
твердые растворы замещения — атомы одного компонента в узлах решетки другого;
эвтектоидная сталь — 0,8% углерода;
вредные примеси в сталях — сера и фосфор;
постоянные примеси — кремний, марганец, фосфор, сера;
низколегированные стали — до 2,5% легирующих элементов;
охлаждение в масле — закалка;
цементит — химическое соединение углерода с железом;
чугуны с пластинчатым графитом — серые;
стали с добавками для улучшения свойств — легированные;
углеродистая инструментальная сталь — У7;
стали группы А — с гарантированными механическими свойствами;
серый чугун — пластинчатый графит;
высоколегированные стали — более 10% легирующих элементов;
СЧ15 — предел прочности при растяжении 15 кгс/мм²;
высококачественные стали — до 0,025% серы и фосфора;
литейная оловянная бронза — БрОЦ4-3;
Л80 — содержание меди 80%;
алюминий и цинк повышают свойства магниевых сплавов;
охлаждение на воздухе — отпуск и нормализация;
термическая обработка — нагрев, выдержка, охлаждение;
дефекты при закалке — трещины и мягкие пятна.
Задания на установление последовательности (31–40):
дизельные топлива по температуре использования (ДТл → ДТз → ДТа);
по температуре проворачиваемости (4з/10 → 5з → 25W);
сплавы железа с углеродом по содержанию углерода (чугун → высокоуглеродистая сталь → инструментальная сталь → пружинная сталь);
стали по содержанию хрома (12Х18Н10Т → 15Х10СНД → 15ХСНД);
производство черного металла (доменный цех → сталеплавильный → прокатный);
прочность чугунов (серый → ковкий → высокопрочный);
содержание углерода в структурных составляющих (феррит → перлит → аустенит → ледебурит → цементит);
твердость структурных составляющих (феррит → аустенит → перлит → ледебурит → цементит);
превращения в сплаве Fe-Fe₃C при охлаждении (образование аустенита → образование смеси аустенита и цементита → превращение аустенита в перлит);
доменный процесс (восстановление железа → науглероживание → образование шлаков).
Задания на установление соответствия (41–50):
твердость и выносливость (определения);
классы стали по содержанию углерода;
физические свойства (цвет, плотность, электропроводность, теплоемкость);
классы стали и содержание углерода (20 — низкоуглеродистая; 17Г1С — низколегированная; Х18Н10Т — высоколегированная);
термины (температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение);
методы определения свойств (растяжение — прочность; маятниковый копер — ударная вязкость; Роквелл — твердость);
методы определения твердости (Бринелль — стальной шарик; Виккерс — алмазная пирамида; Роквелл — алмазный конус);
единицы измерения (плотность — кг/м³; прочность — МПа; ударная вязкость — Дж/м²);
механические свойства (упругость, пластичность, прочность);
твердость и выносливость (определения).
✓ С развернутым ответом (1–10):
испытания на растяжение — механические свойства;
предел прочности;
коррозионная стойкость — химическое свойство;
дислокация — линейный дефект;
механическая смесь — компоненты сохраняют свои решетки;
теплопроводность — физическое свойство;
кристаллическая решетка обеспечивает взаимодействие электронов и ионов;
металлический блеск и пластичность;
метод Бринелля — вдавливание шарика;
напряжение — мера внутренних сил.
✓ Комбинированные задания с выбором и обоснованием (1–10):
теплопроводность — физическое свойство;
металлы обладают металлическим блеском и пластичностью;
точечные дефекты — вакансия и атом внедрения;
твердые растворы — сохранение решетки одного из компонентов;
упругость — восстановление формы после снятия нагрузки;
прочность — сопротивление разрушению;
высокомолекулярные соединения — не относятся к типам соединений металлических сплавов;
линия "Солидус" — конец кристаллизации;
ХТО — изменение химического состава поверхностного слоя;
линия "Ликвидус" — начало кристаллизации.
✓ Комбинированные задания с выбором нескольких ответов и обоснованием (1–10):
полезные примеси — кремний и марганец;
сталь — сплав железа с углеродом от 0,02 до 2,14%;
повышение коррозионной стойкости — хром и никель;
получение стали из чугуна — уменьшение содержания углерода;
среднелегированные стали — 2,5–10% легирующих элементов;
модификации железа — α, β, γ;
цель легирования — создание сталей с особыми свойствами;
буква А в конце маркировки — высококачественная сталь;
латуни и бронзы — сплавы на основе меди;
охлаждение в воде — закалка.

Подробнее

Разработаны подробные критерии оценивания на оценки «5», «4», «3» и «2» с четкими дескрипторами по каждому уровню.
2. Тематический план и содержание работ
✓ Лабораторные работы (8 работ):
Определение механических свойств металлов: испытание на растяжение углеродистой стали (с построением диаграммы растяжения и расчетом пределов пропорциональности, упругости, текучести, прочности, относительного удлинения и сужения), испытание на ударную вязкость (на маятниковом копре), определение твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу с расчетными задачами.
Определение природы пластмасс экспресс-методами (по горению, запаху, виду капель и маркировке SPI).
Контроль качества нефтепродуктов: определение качества бензина (плотность, фракционный состав, содержание кислот и щелочей, октановое число), дизельного топлива (вязкость, температура застывания, цетановое число, содержание серы), моторного масла (вязкость при разных температурах, индекс вязкости) и пластичной смазки (цвет, запах, структура, температура каплепадения, растворимость).
✓ Практические работы (9 работ):
Изучение марок углеродистых сталей (расшифровка марок, химический состав, свойства, область применения).
Определение основных свойств чугунов по их маркам (расшифровка марок серого, ковкого и высокопрочного чугуна, описание структуры и свойств).
Изучение марок легированных сталей (расшифровка марок с указанием легирующих элементов и их содержания, классификация по назначению).
Выбор режима термической обработки для углеродистой стали (описание сущности отжига, нормализации, закалки и отпуска, выбор режима для конкретных инструментов и деталей).
Химико-термическая обработка легированной стали (изучение процессов цементации, азотирования, цианирования).
Изучение марок сплавов меди (латуней и бронз) – расшифровка марок, определение состава и свойств.
Определение основных свойств сплавов цветных металлов по их маркам (алюминиевые, магниевые и титановые сплавы, расшифровка марок, области применения).
Изучение свойств пластмасс (состав, физико-механические свойства, применение в технике, заполнение сводной таблицы).
Выбор режимов резания (расчет глубины резания, подачи, скорости резания и частоты вращения шпинделя для токарной обработки с использованием справочных таблиц и поправочных коэффициентов).
3. Методический аппарат
✓ Для каждой работы приведены теоретические основы с формулами, схемами и пояснениями.
✓ Включены задания для допуска к работе (входной контроль) в форме вопросов для самопроверки.
✓ Предусмотрены задания по вариантам с индивидуальными исходными данными (до 30 вариантов).
✓ Даны подробные алгоритмы расчетов с примерами выполнения (например, расчет режимов резания с полной цепочкой формул и табличными данными).
✓ Включены контрольные вопросы для закрепления материала и задания для внеаудиторной работы.
4. Требования к оформлению и отчетности
✓ Отчет по каждой работе включает: номер, тему, наименование и цели работы, порядок выполнения, расчеты и полученные результаты, ответы на контрольные вопросы и вывод.
✓ Таблицы и рисунки выполняются с помощью чертежных инструментов с соблюдением ЕСКД.
✓ Расчеты проводятся с точностью до двух знаков после запятой.
✓ Предусмотрена возможность выполнения пропущенных работ во внеурочное время по согласованию с преподавателем.

Подробнее

✓ Предусмотрена система оценивания по пятибалльной шкале с критериями, приведенными в каждой инструкционно-технологической карте.
✓ Регламентирован порядок отчетности: отчет включает наименование работы, цель, ответы на задания допуска, выполненные расчеты и измерения, вывод по проделанной работе.
2. Тематика и содержание работ
✓ Лабораторная работа № 1 – исследование неразветвленной и разветвленной цепи постоянного тока: сборка электрических схем, измерение тока и напряжения, проверка закона Ома для участка цепи, построение графических зависимостей I(U) и I(R), анализ полученных результатов.
✓ Лабораторная работа № 2 – исследование трехфазной цепи, соединенной звездой и треугольником: изучение симметричных и несимметричных режимов, измерение фазных и линейных напряжений и токов, определение тока в нулевом проводе и смещения нейтрали, построение векторных диаграмм, анализ аварийных режимов (обрыв фазы, обрыв нулевого провода).
✓ Лабораторная работа № 3 – исследование однофазного трансформатора: определение коэффициента трансформации, снятие характеристик холостого хода и короткого замыкания, построение внешней характеристики U₂ = f(P₂), кривой изменения КПД η = f(P₂) и кривой изменения напряжения ΔU₂ = f(P₂).
✓ Лабораторная работа № 4 – исследование машины постоянного тока в режиме двигателя и генератора: изучение устройства и принципа работы, снятие скоростной и рабочей характеристик двигателя с параллельным возбуждением, определение вращающего момента и КПД.
✓ Лабораторная работа № 5 – исследование трехфазного асинхронного двигателя: изучение принципиальной электрической схемы реверсивного управления в режиме автоматического цикла, сборка схемы с использованием магнитных пускателей, теплового реле, концевых выключателей и кнопочной станции, проверка работы схемы.
✓ Лабораторная работа № 6 – исследование выпрямителей: изучение двухполупериодной схемы выпрямления с нулевым выводом трансформатора и сглаживающего RC-фильтра, измерение напряжений на конденсаторах и нагрузке, снятие осциллограмм напряжений в контрольных точках, определение пульсаций, расчет КПД выпрямителя и коэффициентов сглаживания.
✓ Практическое занятие № 1 – расчет и анализ режимов электрических цепей постоянного тока при последовательном и параллельном соединении резисторов: решение расчетных задач по вариантам с определением эквивалентных сопротивлений, токов, напряжений и мощностей.
✓ Практическое занятие № 2 – расчет электрических цепей постоянного тока методом узловых напряжений: выполнение расчета токов в ветвях, определение мощностей источников и приемников, составление баланса мощностей.
✓ Практическое занятие № 3 – расчет трехфазных цепей при соединении потребителей в звезду и треугольник при неравномерной нагрузке: определение фазных и линейных напряжений и токов, построение векторных диаграмм, расчет активной, реактивной и полной мощности.
3. Методический аппарат
✓ Для каждой лабораторной работы приведены краткие теоретические сведения с пояснениями физических процессов, схемами и формулами.
✓ Включены задания для проверки готовности (допуск к работе) в форме контрольных вопросов по теории.
✓ Предусмотрены индивидуальные варианты заданий с таблицами исходных данных (до 30 вариантов) для практических расчетов.
✓ Даны подробные алгоритмы выполнения работ с указанием последовательности действий, схем подключения измерительных приборов и таблиц для записи результатов.
✓ Включены контрольные вопросы для закрепления материала и критерии оценки с балльной системой (всего 100 баллов, шкала перевода в оценки «3», «4», «5»).
4. Требования к оформлению отчета
✓ Отчет по каждой работе включает: тему, наименование работы, цель, электрическую схему включения или замещения, таблицу измерительных приборов, таблицу измерений и вычислений, расчеты неизвестных параметров, графические построения (векторные диаграммы, осциллограммы, характеристики), выводы по работе.
✓ Все схемы и графики выполняются с использованием чертежных инструментов с соблюдением правил графического изображения элементов электрических схем.
✓ Расчеты проводятся с необходимой точностью с использованием калькулятора.