Машина жасау институты

• Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті

• МАШИНА ЖАСАУ ИНСТИТУТЫ
• 5В0710 «Материалтану және жаңа материалдар технологиясы» мамандығы
• АЛМАТЫ, 2010

• «БІЛДЕКЖАСАУ, МАТЕРИАЛТАНУ ЖӘНЕ МАШИНА ЖАСАУ ӨНДІРІСІНІҢ ТЕХНОЛОГИЯСЫ»
• КАФЕДРАСЫ

ЖОҒАРЫ БЕРІК МАШИНА ЖАСАУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ӨҢДЕУДІҢ АРНАЙЫ ӘДІСТЕРІ

• Курс - 4
• Семестр - 7
• Кредит саны - 3
• Дәріс - 2 кредит
• Лабораториялық жұмыс - 1 кредит
• СОӨЖ - 3 кредит
• Емтихан - жазбаша
• Тьютер – СМиТМП кафедрасының аға оқытушысы
• Мадижанова Алия Турсынхановна

АҢДАТПА

• “Жоғары берікті машина жасау материалдары және оларды өңдеудің арнайы әдістері” пәні жалпы кәсіптік пәндердің циклына жатады. Пән бойынша ОӘК жоғарғы кәсіптік білімнің мемлекеттік жалпы білім беру стандартына және өңдеу тәртібіне сәйкес құрастырылған. Оған барлық қажетті бөлімдер кіргізілген: пәннің мақсаты мен мәнінің пошымдалуы, оның тағайындалуы мен бакалаврдың инженерлік дайындау жүйесіндегі басқа да пәндермен байланысы, ең қажетті білімнің минимумы, пән бойынша оқып білу және үйрену, дәрістік сабақтардағы теориялық оқу үшін негізгі тақырыптар, лабораториялық жұмыстар бойынша тізім және тапсырма, СӨЖ және СОӨЖ үшін сұрақтар, бөлімдер мен модулдер бойынша қажетті әдебиеттер тізімі.
• Дәрістік материалдар мазмұны толық пәннің оқу бағдарламасын қамту көлемінде берілген. Әр дәрісте негізгі терминдер, түсініктер және материалдарды толық оқып білу үшін сұлбалар, кестелер, суреттер немесе оларға түсініктер толығымен жүйеленген. Лабораториялық жұмыстарды жүргізу тапсырмасына жүргізу әдістемесі, қажетті материалдар тізімі және жұмысты орындауға арналған аспаптар, теориялық бөлім және жұмысты орындау тәртібі кіргізілген. Ағымды, аралық және емтихандық тестілеуге арналған тест сұрақтарының кешені студенттердің сұрақ мәнін ойланып табуына көмегін тигізеді.
• Бакалаврлардың “Жоғары берікті машина жасау материалдары және оларды өңдеудің арнайы әдістері” пәніндегі негізгі терминдер мен түсініктерді өз беттерімен оқып білуі үшін пәннің глосарийі құрастырылған. Пәннің бөлімдерінде кездесетін анықтамалар пәннің мазмұнын құрумен олардың қолдану ретімен келтірілген.

«Жоғары берікті машина жасау материалдары және оларды өңдеудің арнайы әдістері» пәні туралы ақпараттар

• Алдыңғы реквизиттер: Химия, физика, материалдардың физикалық қасиеттері, материалдардың механикалық қасиеттері, конструкциялық материалдардың беріктігі мен созымдылығының физикасы.
• Соңғы реквизиттер: Ұнтақ және композиттік материалдар, ерекше қасиеттерімен материалдар, материалдарды термиялық өңдеу, термиялық және химия термиялық өңдеу теориясы және технологиясы, машина жасау өндірісінің технологиялық үрдістері.
• Пәннің мәні мен мақсаты
• Пәнді оқыту мақсаты арнайы машина жасау болаттардың негізгі тобы үшін косындылау теориясының және олардың технологиялық өңделу режимдерін таңдау мәселелері түсінігімен студенттерді дағдыландырып легірлеу ұстанымы мен жоғары берік машина жасау материалдарының әр түрлі тобының ғылыми жасалуының негізін оқытып үйрету болып табылады.
• Пәнді оқытудың мәні: легірлеу ұстанымын жасау бойынша білім алу және машиналар мен жабдықты құрастыруда және пайдалануда жоғары берік машина жасау материалдарының өңделу негізінің құрамын (ентаңбасын) дұрыс таңдай білу табылады.

Пәннің тақырыптық жоспары

• 1. “Жоғары берік машина жасау материалдары және оларды өңдеудің арнайы әдістері” пәнінің мәні мен мақсаты. Негізгі анықтамалар мен ұғымдар. Болат қоспалары және олардың сыныпталуы.Легирленген болаттар. Болаттың металлургиялық сапасы.
• 2. Болаттың аумалы нүктелеріне легірлеуші элементердің /ЛЭ/ ықпалы.Темірдің полиморфизіміне ЛЭ әсері. Болаттағы ЛЭ таралуы.
• 3. Легірлеуші болаттардағы қатты фазалар. Феррит қасиеттеріне ЛЭ әсері. Инелі ферриттің түзілүі. Карбиттік фазаге ЛЭ әсері.
• 4. Қосындыланған болаттардың сыныпталуы және ентаңбалануы.
• 5. Темір негізіндегі қатты ерітінділер. Темір және оның қасиеттері. Легірлеуші ферриттің, аустениттің құрылымы мен қасиеттері.
• 6. Карбидтер мен нитридтер. Жалпы заңдылық. 4-5 топтың, 6-8 топтың металдарының карбидтері мен нитридтері.
• 7. Қорытпалардағы қатты фазалар. Алмасу мен ену қатты ерітінділерінің түзілу заңдылықтары. Қатты ерітінділердің негізгі сипаттамалары.
• 8. Металдық қосылыстар. Электрондық қосылыстар. Ену фазалар. Лавес фазалары. Сигма-фазалар.
• 9. Қыздырғанда және салқындатқанда аустениттің айналулары. Перлиттік айналу. Аралық айналу. Мартенситтік айналу.
• 10. Суарылған болаттың жұмсартылуы. Мартенситтің ыдырауы. Қалдық аустениттің ыдырауы. Болаттың жұмсарту морттылығы.
• 11. Жоғары берік құрылғылық машина жасау болаттары. Сапалы және жоғары сапалы көміртекті болаттардың қасиеттері, сыныпталуы, ентаңбалануы және қолдану аймақтары. Жоғары берік құрылғылық машина жасау болаттары. Сапалы және жоғары сапалы көміртекті болаттардың қасиеттері, сыныпталуы, ентаңбалануы және қолдану аймақтары.
• 12. Жоғары берік легірленген болаттар. Төменгі жұмсартылған легірленген болаттар. Термо-механикалық өңдеумен беріктендірілген орташа көміртекті болаттар.
• 13. Мартенситті-ескіретін болаттар. ПНП және ПНД болаттар. Негізгі қасиеттері және сыныпталуы. Қолдану аймағы мен келешегі.
• 14. Арнайы қызмет атқаратын жоғары берік құрылғы болаттары. Криогенды болаттар. Тозуға берік болаттар. Ыстыққа берік және коррозияға төзімді болаттар. Арнайы қызмет атқаратын жоғары берік құрылғы болаттары. Криогенды болаттар. Тозуға берік болаттар. Ыстыққа берік және коррозияға төзімді болаттар.
• 15. Жоғары берік аспаптық болаттар. Тезкескіш, өлшеуіш және штампты аспаптардың болаттары. Қатты қорытпалар, қасиеттері, құрамы, құрылымы, ентаңбалануы мен тағайындалуы.

Лабораториялық жұмыстар тізімі

• 1. Металдар мен қорытпаларды құрылымын ірі талдау. Ірі талдау әдістерін және темір – көміртекті қорытпалардың үлгілеріне ірі талдау жүргізуді оқып үйрену.
• 2. Конструкциялық болаттарды шағынталдауды оқып үйрену.
• 3. Рессорлы – серппелі болаттарды шағын талдауды оқып үйрену.
• 4. Аспаптық болаттарды шағын талдауды оқып үйрену.
• 5. Ерекше қасиеттерімен болаттарды шағын талдауды оқып үйрену.
• 6. Алюминий қорытпаларын шағын талдауды оқып үйрену.
• 7. Магний қорытпаларын шағын талдауды оқып үйрену.
• 8. Мыс, қола және жезді шағын талдауды оқып үйрену.

Ұсынылған әдебиеттер

• Негізгі әдебиет
• Травин О.В. Травина Н.Т. Материаловедение.-М.: Металлургия, 1989, 384с.
• Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1980, 483 с.
• Гуляев А.П. Металловедение.-М.:Металлургия, 1986,542с.
• Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия,1986, 480с.
• Қосымша єдебиет
• 5 Термическая обработка в машиностроении. (Справочник под ред. Ю.М. Лахтина и А.Г. Рахштадта), М.: Машиностроение, 1981, с.275-368.
• 6 Дуйсемалиев У.К., Джанысбаева Т.А., Тундыбаева Э.К. Машиностроительные материалы. Методические указания к лабораторным работам. – Алматы: КазНТУ, 1996, 26
• 7 Металловедение и термическая обработка стали. (Справочник под ред. Ю.М. Бернштейна, А.Г. Рахштадта), М.: Металлургия, 1983, 352с.

Студенттердің оқытушымен бірігіп өз бетімен жұмыстарының тізімі (СОӨЖ)

• 1. Заттардың металдық күйінің сипаттамалары. Құралғыш, фаза және қорытпа түсініктері.
• 2. Қатты ерітінділердің атомдық-кристалдық құрылымын оқу әдістері. Рентгенқұрылымдық сараптау.
• 3. Полиморфизм құбылысы. Темір, титан, вольфрам және цирконийдің полиморфты модификациясы.
• 4. Салқындату кезіндегі болаттың қатты күйіндегі металлографиялық түрленулер.
• 5. Түрөзгертудің талшықты құрылымы. Поликристалдық металды деформациялық беріктендіру.
• 6. Сызықты және бұрандалы дислокациялар. Материалдарды беріктендіру кезіндегі олардың ролі.
• 7. Қаттылық материалдың қасиеті ретінде. Оларды анықтау тәсілдері.
• 8. Бұрау кезіндегі беріктіктің шартты және нақты шекараларын анықтау.
• 9. Шарпи бойынша маятникті коперде динамикалық сынау тәсілдері.
• 10. Материалдың сызатқа төзімділігі және олардың басқа да маңызды сипаттамалары.
• 11. Түйіндерінің өсу ыңғайына байланысты болаттардың негңзгң түрлері.
• 12. Перлит, сорбит және троостит құрылымымен болаттардың механикалық қасиеттері.
• 13. Легірленген болаттардағы мартенситтің құрылымы мен қасиеттері.
• 14. Жұмсарту кезіндегі карбиттердің коагуляциясы. Түйірлі перлит.
• 15. Жұмсарту кезіндегі бірінші, екінші және үшінші түрленулерден кейінгі болаттардың фазалық құрамы.
• СОӨЖ - дәрісханада және офиста консультация және сөз алыс, баяндамалармен сөз алу түрінде жүргізіледі.

Студенттердің өз бетімен жұмыстарының тізімі ( СӨЖ)

• 1. Металдық материалдардың макро және микро құрылымы. «Жүйе» және «құрылым» түсініктемелері. Қазіргі кездегі металдық материалдардың микроқұрылымын талдау әдістері. Сынықтарды жай көзбен зерттеу тәсілдері.
• 2. Қатты күйде қыздырған және суытқан кездегі материалдардағы құрылымдық түрленулер. Өзіндің араласу және араласу, осы процестер өткен кездегі негізгі заңдылықтар. Алллотропиялық түрленудің араласулық және мартенситтік механизмдері. Магниттік түрленулер.
• 3. Фазалық тепе-теңдіктің қос кесте сызбалары. Гиббстің фазалық ережесі. Термодинамиканың сызбалық әдісінің негіздері. Сұйық және қатты күйдегі қорытпалардағы тепе-теңдік пен құрылымдық өзгерістері. Н.С. Курнаковтың сәйкестік және үздіксіздік принциптері.
• 4. Материалдың серпімді және пластикалық деформациясы. Деформацияның кесте сызбалары. Металдың кристалдық құрылымының ақау түрлері. Пластикалық деформацияның сырғанау және қосарласу механизмдері. Материалдың теоретикалық беріктігі.
• 5. Материалдың морттылығы. Материалдың беріктік және пластикалық сипаттамалар өзгерісінің сандық ара қатынасы. Артық пластикалықтың құбылысы. Морт және тұтқыр бұзылу процестері. «Суықтай сынғыштық табалдырығы» түсініктеме.
• 6. Статикалық және шаршау сынағы кезіндегі материалдың механикалық сипаттамалары. Үзу жолымен бұзған кездегі серпімділік шегі, шартты аққыштық шегі, физикалық аққыштық шегі, уақытша кедергі, салыстырмалы ұзару және салыстырмалы тарылу. Металдарды жылжыпсырғымалыққа сынау.
• 7. Динамикалық сынау кезіндегі материалдың механикалық қасиеті. Созу кезіндегі динамикалық қасиеттері. Бұзылудағы динамикалық тұтқырлық параметрлері. Ию кезіндегі соққы тұтқырлығы.
• 8. Металдың механикалық, жемірілу-механикалық және электроэрозиялық тозуы. Тозуға сынау әдістері. Әсерлесу төзімділігінің шегі.
• 9. Материалдың беріктігін жоғарлатудың қазіргі заманғы әдістері. Берістендірудің құрылымдық тәсілдері. Материалдың беріктігін жоғарлатудағы қатты ерітінді әдістері. Дисперсті беріктендіру.
• 10. Аса салқындатылған аустениттің өзгерісінің термокинетикалық кесте сызбасы. «Квазиэвтектоид» түсінігі. Перлиттің құрылымдық туындауы. Видманштетті табақтардың түзілуі.
• 11. Қорытпалардың термиялық және деформациялық ескіруі. Тұрақсыз қатты ерітінділердің спинодальды ыдырауы. Түзілу және туындылардың өсу механизмі бойынша изотермиялық ыдырау. Қатты ерітінділерден толық когерентті, жартылай когерентті және когерентті емес бөлінулер.
• 12. Мартенситке шынықтырылатын болаттарды термомеханикалық өңдеу. Төмен температуралы және жоғары температуралы термомеханикалық өңдеулер. Перлітті түрлену кезіндегі деформациясымен термомеханикалық өңдеу.
• 13. Жаңа машина жасау металдық материалдары. Композициялық металдық армирленген талшықты және дисперсті беріктендірілген материалдар. Наноқұрылымдық материалдар. Алу әдістері, қасиеттері, құрылымы, ентаңбалануы және қолдану аймағы.
• 14. Интерметалит негізіндегі қорытпалар. Реттелген интерметалитті материалдар. Легірленген интерметалиті қорытпалар. Алу әдістері, қасиеттері, құрылымы, ентаңбалануы және қолдану аймағы.
• 15. Аморфты және микрокристалдық қорытпалар. Темір, никель, титан және мыс негізіндегі амрфты материалдар. Рентгендіаморфты қорытпалар. Алу әдістері, қасиеттері, құрылымы, ентаңбалануы және қолдану аймағы.
• СӨЖ реферат, семестрлік тапсырма түрінде орындалады, кітапханада бар әдебиеттерді, “Интернет” жүйесін қолданады.

Глоссарий

• Жоғары берікті материалдар - уақытша кедергілері 200мПа жақын және соққы тұтқырлығы 0,2 мДж/м2-ден төмен емес материалдар аталады.
• Легірлеуші элементтер - болаттың құрылымы мен қасиетін өзгерту мақсатында қосылатын арнайы элементтер, олар легірлеуші элементтер (грек сөзінен «лиа» - «күрделі» алынған) деп аталады. Соған байланысты болаттар легірлеуші болаттар (легірлеуші болаттарды кейде арнайы деп атайды) деп аталады.
• Ескірту – полиморфты түр өзгеріссіз шынықтыруға түскен қорытпаның негізгі процесі аса қаныққан қатты ерітіндінің ыдырауы болатын термиялық өңдеуді айтамыз.
• Болаттар - құрамында 0,025 –ден 2,14 % дейін көміртегі бар темір – көміртекті қорытпаларды айтады.
• Қасиеттердің әр қасиеттілігі - әр түрлі бағыттарда қорытпаның барлық немесе кейбір қасиеттерінің бірдей еместігі.
• Ақ шойын - барлық көміртек темірмен цементит түрінде байланған шойын. Ақ шойынның ақшыл (ақ) сынығы, жоғары қаттылығы мен морттылығы бар.
• Тез кескіш болат - жылумен өңдеуден кейін жоғары қаттылығымен және беріктігімен ерекшеленетін және оларды 6000С жоғары жылысалқындықта сақтайтын аспаптық қосынды болат.
• Суарылғыштығы - болаттың, шойынның және басқа қорытпалардың суарудан кейін кенеттен қаттылығын арттыру қабілеті.
• Қыздырудағы ұстау - бұйымның берілген жылысалқындыққа жетуден бастап суынудың басталуына дейінгі уақыт аралығы.
• Үзілуге уақытша кедергі - үлгілер қирауының алдында болған ең үлкен жүктеменің үлгі қимасының бастапқы ауданына қатынасына тең кернеу.
• Түйір шекарасы - бастапқы түйірлерге жанасатын түйір көлемінің шекаралық бөлігі. Түйірлер шекараларының құрамы мен қасиеттері металдар мен қорытпалардың физикалық-жарақтылық қасиеттерін байланыстырады.
• Ұзақтық беріктік - ұзақ уақыт бойы түсірілген тұрақты жүктеменің әсеріне жадығаттың жарақтылық қирауға қарсыластығы. Ұзақ беріктік әдетте көтеріңкі жылысалқындықта сыналады.
• Ұзақ уақыттылық - бұйымның шегіне жеткен күйжайына дейінгі жұмыс істеу қабілетін сақтау қасиеті.
• Тозуға беріктік - жадығаттың беттік тозуға қарсыластық көрсету қасиеті.
• Жұмсарту морттылығы - жоғары жұмсартуда суынудың жай жылдамдығымен қосынды болаттың кейбір ентаңбаларының созымдылығының төмендеуі. Үлгілерді соғуға сынауда айқындайды.
• Тұрақсыздану шегі - жүктеменің ұлғаюынсыз жадығаттардың түрөзгеруі жүргендегі кернеу.
• Қыздырылғыштық - белгілі тереңдігімен суаруды алатын болаттың қабілеті.
• Өздігінен жұмсартылуы - бұйымдарда суарудан кейін қалған жылу үлесінен болатын жұмсарту.
• Тұрықтық сынаулар - біртіндеп ұлғаятын жүктемені түсірумен жадығатты жарақтылық сынаулар.
• Қаттылық - жадығаттың бетіне онан қаттырақ денені қысып енгізетін оның қарсы тұру қабілеті.
• Соққы тұтқырлығы - жадығаттың соғу жүктемелерінің әсеріне қарсы тұру қабілеті.
• Суықтай сынғыштығы - жадығаттың төменгі жылысалқындықтарда тұтқырлықтан мортты күйжайға өту қабілеті.
• Морттылығы - елеусіз созымды түрөзгеру жүретін қираудағы жадығаттың күйжайы. Жоғары берікті материалдар - уақытша кедергілері 200мПа жақын және соққы тұтқырлығы 0,2 мДж/м2-ден төмен емес материалдар аталады.
• қосынды болат.

Оқытушы туралы мәліметтер

• Мадижанова Алия Турсынханқызы – в 1994 жылы Қазақ ұлттық техникалық университетінің 0407 – «Металтану, металдарды термиялық өңдеу технологиясы, жабдықтары» мамандығы бойынша бітірген.
• Ғылыми-педагогикалық стажы – 16 жылдан астам. Ғылыми-әдістемелік еңбектер тізімі – 55 атауымен. Оқытатын пәндері: 050710, 050712 мамандықтарына арналған «Материалтану», «Конструкциялық материалдар технологиясы», «Машина жасау өндірісінің технологиялық процестері», «Машина жасау материалдары», «Металл емес материалдар, олардың қасиеттері мен машина жасауда қолданылуы», «Конструкциялық материалдар және термиялық өңдеу».
• 2009 жылы академиялық атақ – магистр атағына келесі тақырыпта диссертация қорғалды: «ОСОБЕННОСТИ ДИАГРАММ РАСТЯЖЕНИЯ, ПОЛУЧАЕМЫХ С ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ НАГРУЖЕНИЯ И ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ РАСТЯЖЕНИЯ».