Материалтану және технология – машина жасау мамандығын оқитын барлық дерлік студенттер үшін ең маңызды пәндердің бірі. Халықаралық нарықта бәсекеге төтеп бере алатын жаңа әзірлемелерді жасауды осы пәнді толық білмей елестету және жүзеге асыру мүмкін емес.
Әртүрлі шикізаттардың ассортиментін және олардың қасиеттерін зерттеу материалтану курсы болып табылады. Қолданылатын материалдардың әртүрлі қасиеттері олардың техникада қолдану аясын алдын ала анықтайды. Металл немесе композиттік қорытпаның ішкі құрылымы өнім сапасына тікелей әсер етеді.
Негізгі мүмкіндіктер
Материалтану және құрылымдық материалдар технологиясы кез келген металдың немесе қорытпаның төрт ең маңызды сипаттамасын көрсетеді. Ең алдымен, бұл болашақ өнімнің операциялық және технологиялық қасиеттерін болжауға мүмкіндік беретін физикалық-механикалық ерекшеліктер. Негізгі механикалық қасиетміне, беріктік – бұл жұмыс жүктемелерінің әсерінен дайын өнімнің бұзылмайтындығына тікелей әсер етеді. Жою және күш туралы ілім «материалтану және техника» базалық курсының маңызды құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады. Бұл ғылым қажетті беріктік сипаттамалары бар бөлшектерді дайындау үшін дұрыс құрылымдық қорытпалар мен компоненттерді табудың теориялық негізін құрайды. Технологиялық және пайдалану ерекшеліктері дайын өнімнің жұмыс және шектен тыс жүктемелер кезіндегі әрекетін болжауға, беріктік шегін есептеуге және бүкіл механизмнің ұзақ мерзімділігін бағалауға мүмкіндік береді.
Негізгі материалдар
Соңғы ғасырларда металл машиналар мен механизмдерді жасаудың негізгі материалы болды. Сондықтан «материалтану» пәні металлтану – металдар және олардың қорытпалары туралы ғылымға үлкен көңіл бөледі. Оның дамуына кеңес ғалымдары: Аносов П. П., Курнаков Н. С., Чернов Д. К. және т.б. үлкен үлес қосты.
Материалтану мақсаттары
Материалтану негіздерін болашақ инженерлер үйренуі қажет. Өйткені, бұл пәнді оқу бағдарламасына енгізудің басты мақсаты – инженерлік мамандық бойынша студенттерді олардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін инженерлік бұйымдарға материалды дұрыс таңдауға үйрету.
Бұл мақсатқа жету болашақ инженерлерге келесі мәселелерді шешуге көмектеседі:
- Өндіріс шарттарын талдау арқылы материалдың техникалық қасиеттерін дұрыс бағалауөнім және оның жарамдылық мерзімі.
- Металлдың немесе қорытпаның құрылымын өзгерту арқылы оның кез келген қасиеттерін жақсартудың нақты мүмкіндіктері туралы дұрыс қалыптасқан ғылыми идеяларға ие болу.
- Құралдар мен бұйымдардың беріктігі мен өнімділігін қамтамасыз ететін материалдарды қатайтудың барлық әдістерін біліңіз.
- Қолданылатын материалдардың негізгі топтары, осы топтардың қасиеттері және қолдану аясы туралы соңғы білімге ие болыңыз.
Қажетті білім
«Материалтану және конструкциялық материалдар технологиясы» курсы кернеу, жүктеме, пластикалық және серпімді деформация, заттың агрегация күйі, атом- металдардың кристалдық құрылысы, химиялық байланыс түрлері, металдардың негізгі физикалық қасиеттері. Оқу процесінде студенттер бейіндік пәндерді бағындыру үшін пайдалы болатын базалық дайындықтан өтеді. Жетілдірілген курстар материалтану мен технология маңызды рөл атқаратын әртүрлі өндірістік процестер мен технологияларды қамтиды.
Кім жұмыс істейді?
Металдар мен қорытпалардың конструкциялық ерекшеліктері мен техникалық сипаттамаларын білу қазіргі заманғы машиналар мен механизмдерді пайдалану саласында жұмыс істейтін технолог, инженер немесе конструктор үшін пайдалы болады. Жаңа материалдар технологиясы саласындағы мамандар машина жасауда, автомобиль жасауда, авиацияда,энергетика және ғарыш саласы. Соңғы уақытта қорғаныс өнеркәсібінде және коммуникацияларды дамыту саласында материалтану және технология мамандығы бойынша дипломы бар мамандар жетіспейді.
Материалтануды дамыту
Материалтану жеке пән ретінде әртүрлі металдар мен олардың қорытпаларының әртүрлі жағдайларда құрамын, құрылымын және қасиеттерін түсіндіретін типтік қолданбалы ғылымның мысалы болып табылады.
Металл алу және әртүрлі қорытпалар жасау қабілетін адам алғашқы қауымдық жүйенің ыдырау кезеңінде алған. Бірақ жеке ғылым ретінде материалтану және материалтану 200 жылдан сәл астам уақыт бұрын зерттеле бастады. 18 ғасырдың басы – металдардың ішкі құрылысын алғаш рет зерттеуге тырысқан француз энциклопедиті Реамурдың ашылу кезеңі. Осыған ұқсас зерттеулерді ағылшын өндірушісі Гриньон жүргізді, ол 1775 жылы өзі ашқан бағаналы құрылым туралы қысқаша есеп жазды, ол темірдің қатаюы кезінде пайда болады.
Ресей империясында металлургия саласындағы алғашқы ғылыми еңбектер М. В. Ломоносовқа тиесілі болды, ол өзінің оқу құралында әртүрлі металлургиялық процестердің мәнін қысқаша түсіндіруге тырысты.
Металлтану 19 ғасырдың басында әр түрлі материалдарды зерттеудің жаңа әдістері дамыған кезде үлкен секіріс жасады. 1831 жылы П. П. Аносовтың еңбектері металдарды микроскоппен зерттеу мүмкіндігін көрсетті. Осыдан кейін бірқатар елдердің бірнеше ғалымдары ғылыми тұрғыдан дәлелдедіметалдардың үздіксіз салқындауы кезіндегі құрылымдық өзгерістер.
Жүз жылдан кейін оптикалық микроскоптар дәуірі өмір сүруін тоқтатты. Құрылымдық материалдар технологиясы ескірген әдістерді қолдана отырып, жаңа ашулар жасай алмады. Оптика электроникаға ауыстырылды. Металлтану бақылаудың электронды әдістеріне, атап айтқанда, нейтрондар дифракциясы мен электрондардың дифракциясына жүгіне бастады. Осы жаңа технологиялардың көмегімен металдар мен қорытпалардың қималарын 1000 есеге дейін ұлғайтуға болады, яғни ғылыми тұжырымдарға әлдеқайда көп негіздер бар.
Материалдардың құрылымы туралы теориялық ақпарат
Пәнді оқу барысында студенттер металдар мен қорытпалардың ішкі құрылысы туралы теориялық білім алады. Курстың соңында студенттер келесі дағдылар мен дағдыларды меңгеруі керек:
- металдардың ішкі кристалдық құрылымы туралы;
- анизотропия және изотропия туралы. Бұл қасиеттерге не себеп болады және оларға қалай әсер етуге болады;
- металдар мен қорытпалар құрылымындағы әртүрлі ақаулар туралы;
- материалдың ішкі құрылымын зерттеу әдістері туралы.
Материалтану пәніндегі практикалық сабақтар
Материалтану кафедрасы әрбір техникалық университетте бар. Берілген курсты оқу барысында студент келесі әдістер мен технологияларды оқиды:
Металлургияның негіздері – металл қорытпаларын алудың тарихы және қазіргі әдістері. Қазіргі заманғы домна пештерінде болат пен шойын өндіру. Болат пен шойын құю, өнім сапасын арттыру әдістеріметаллургиялық өндіріс. Болаттың жіктелуі және таңбалануы, оның техникалық және физикалық сипаттамалары. Түсті металдар мен олардың қорытпаларын балқыту, алюминий, мыс, титан және басқа да түсті металдарды өндіру. Пайдаланылған жабдық
- Материалтану негіздеріне құю өндірісін, оның қазіргі жағдайын, құйма өндірудің жалпы технологиялық схемаларын зерттеу жатады.
- Пластикалық деформация теориясы, суық және ыстық деформацияның айырмашылығы неде, жұмыс шынықтыру дегеніміз не, ыстық штамптаудың мәні, суық штамптау әдістері, штамптау материалдарының қолдану ауқымы.
- Соғу: бұл процестің мәні және негізгі операциялар. Прокат өнімдері дегеніміз не және ол қайда қолданылады, илемдеу және тарту үшін қандай жабдық қажет. Бұл технологиялар арқылы дайын өнімдер қалай алынады және олар қайда пайдаланылады.
- Дәнекерлеу өндірісі, оның жалпы сипаттамасы және даму перспективалары, әр түрлі материалдарды дәнекерлеу әдістерінің классификациясы. Дәнекерленген тігістерді алудың физика-химиялық процестері.
- Композиттік материалдар. Пластмассалар. Алу әдістері, жалпы сипаттамасы. Композиттік материалдармен жұмыс істеу әдістері. Қолдану перспективалары.
Материалтану ғылымының заманауи дамуы
Жақында материалтану дамуға күшті серпін алды. Жаңа материалдардың қажеттілігі ғалымдарды таза және өте таза металдарды алу туралы ойлануға мәжбүр етті, жасау жұмыстары жүргізілудебастапқы есептелген сипаттамалары бойынша әртүрлі шикізаттар. Құрылымдық материалдардың заманауи технологиясы стандартты металдардың орнына жаңа заттарды пайдалануды ұсынады. Металл бұйымдарымен үйлесімді, бірақ кемшіліктері жоқ беріктік параметрлері бар пластмассаларды, керамикаларды, композициялық материалдарды пайдалануға көбірек көңіл бөлінеді.
