Чебоксары

УДК 378(076):620.2

ББК 30.3я73

М 341

Материаловедение и технология материалов : лабораторный практикум, оценочные средства : учебное пособие для студентов специальности 280104.65 «Пожарная безопасность» / Чуваш. гос. пед. ун-т ; сост. В. С. Антонов. – Чебоксары : ЧГПУ, 2011. – 85 с.

Печатается по решению ученого совета ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева».

Рецензенты:

Тимофеев И. А., доктор технических наук, профессор кафедры машиноведения ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева»;

Семенов А. В., кандидат технических наук, доцент кафедры «Ремонт машин и технология конструкционных материалов» ФГОУ ВПО «Чуваш-ская государственная сельскохозяйственная академия».

Учебное пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, а также согласно рабочей учебной программе дисциплины «Материаловедение и технология материалов» и предназначено для студентов специальности 280104.65 «Пожарная безопасность».

Представлены описания лабораторных работ и методика их выполнения.

Изложены виды наиболее распространенных механических испытаний материалов, таких, как на одноосное растяжение, на ударную вязкость, на твердость.

Дан анализ микроструктуры основных металлов и сплавов. Рассмотрено влияние термической обработки на свойства различных сталей.

Описаны приборы и методики дефектоскопии и толщинометрии. Показаны способы оценки параметров высокотемпературных свойств различных металлов и реологических свойств полимеров.

Приведены оценочные средства знаний в виде тестовых заданий.

Учебный материал данного пособия может быть весьма полезен различным категориям работников в области пожарной безопасности, в том числе и преподавателям.

© Антонов В. С., составление, 2011

© ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный

педагогический университет им. И. Я. Яковлева», 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Материаловедение и технология материаловявляется наукой о строении, свойствах и технологии создания материалов. Эта область знаний относится к числу основополагающих инженерных дисциплин, поскольку изготовление традиционных и разработка новых материалов, изучение их свойств и способы их обработки являются основой современного производства.

Достаточный уровень знаний в области материаловедения и технологии материалов является важнейшим показателем образованности инженера.

Знание свойств традиционных и вновь создаваемых материалов, особенностей их поведения при обычных температурах, а также при повышенных температурах в условиях пожара необходимо при проектировании и безопасной эксплуатации различных объектов.

Материалы обладают физическими, химическими, механическими, технологическими и специальными свойствами.

Знание качественных особенностей и количественных параметров, характеризующих механические свойства материалов в различных условиях, особенно важно для специалистов по пожарной безопасности.

Дисциплина «Материаловедение и технология материалов» преподается на всех инженерных факультетах высших учебных заведений.

В курсе предусматривается изучение теоретического лекционного материала, выполнение расчетно-графической контрольной работы на практических занятиях и самостоятельно, выполнение под контролем преподавателя лабораторных работ приведенных в пособии.

Практические лабораторные работы являются важнейшей составной частью любого курса материаловедения.

Перечень рекомендуемых к выполнению лабораторных работ представлен в содержании пособия.

Тематика лекций, практических занятий и лабораторных работ почти не дублируется, что важно для небольшого по объему курса. С другой стороны, курс достаточно подробно охватывает многие важные вопросы поведения материалов, в том числе и при пожаре, что особенно актуально при изучении профилирующих дисциплин по специальности «Противопожарная безопасность».

Изучение тем данного пособия позволит студентам лучше усвоить обширные сведения о строении, свойствах и технологии
изготовления различных конструкционных материалов, о методах экспериментального изучения свойств материалов и обнаружения дефектов при их изготовлении и эксплуатации.

Цель изучения курса – дать теоретические знания о строении материалов, их свойствах и технологии изготовления, а также выработать практические навыки использования данных материаловедения в технических задачах.

В результате изучения курса студент должен

знать: физико-механические свойства сплавов черных и цветных металлов и методы их определения, маркировку сплавов и область их применения; закономерности поведения материалов в обычных и особых условиях; технологические основы производства материалов и их обработки;

уметь: пользоваться технической документацией, содержащей сведения о материалах; оценивать возможность и целесообразность использования в технике современных материалов; количественно оценивать прочностные и другие физико-механические параметры материалов, используемых в промышленности, в том числе и на пожароопасных объектах;

иметь представление: о строении традиционных и современных материалов; о напряженно-деформированном состоянии в точках материала; о ползучести, релаксации и длительной прочности материалов в условиях нормальных и высоких температур; о методах экспериментального изучения свойств материалов и обнаружения дефектов при их изготовлении и эксплуатации.

Качество знаний и полученных навыков проверяется в конце курса на дифференцированном зачете. При этом используются оценочные средства в виде приведенных в конце каждой лабораторные работы вопросов и тестовых заданий. Примеры тестовых заданий к защите лабораторных работ и зачету даны в приложении.

При подготовке к сдаче зачета необходимо усвоить материал данного пособия, самостоятельно выполнить лабораторные работы, расчетно-графическую контрольную работу, изучить теоретический материал по учебникам и пособиям, указанным в списке литературы, в соответствии с программой курса.

Особое внимание необходимо обратить на определения и физический смысл изучаемых явлений. Заучивать формулировки наизусть не следует, достаточно понять их смысл, а также уметь изложить суть определения или смысл формулы своими словами.

ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

При подготовке к проведению и проведении испытаний на лабораторном оборудовании требуется неукоснительно выполнять следующие правила, строго обеспечивающие безопасность их проведения.

1. Преподавательский состав, проводящий лабораторные работы, и учебно-вспомогательный персонал, обслуживающий оборудование в лабораториях, должны проходить обучение, инструктаж и проверку знаний правил безопасного выполнения лабораторных работ.

2. Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по безопасности труда и пожарной безопасности в лаборатории в целом и на каждом рабочем месте.

3. К оперативному обслуживанию энергоустановок могут допускаться только лица, знающие эксплуатационные инструкции, особенности оборудования и прошедшие обучение и проверку знаний.

4. Вводный инструктаж обязательно проводят со всеми студентами перед началом всех лабораторных и практических работ в учебных лабораториях.

О проведении вводного инструктажа обязательно делают запись в журнале регистрации вводного инструктажа с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего.

5. Все работы в лаборатории могут производиться только с разрешения преподавателя, ведущего занятия, заведующего лабораторией или старшего лаборанта, работающего на данной установке.

6. Перед началом работы все участники должны на месте подробно ознакомиться со схемой установки, обратив особое внимание на выключатели или рубильники со стороны питающей сети, и проверить отсутствие электрического питания на участке работы.

7. Категорически запрещается оставлять без надзора установки и схемы под электрическим напряжением.

8. В случае неисправности установки или при аварии необходимо немедленно отключить электропитание установки и незамедлительно сообщить о происшедшем руководителю работ.

9. При поражении работающего электрическим током нужно немедленно отключить электропитание установки, чтобы освободить его от соприкосновения с токоподводящими частями энергоустановки.

Если пострадавший при этом находится в бессознательном состоянии, следует немедленно применить искусственное дыхание, вызвать врача.

10. При возникновении пожара все студенты немедленно эвакуируются из помещения лаборатории, а учебно-вспомогательный персонал срочно принимает меры по ликвидации очага пожара в соответствии со штатной утвержденной инструкцией.