Тема: Фізичні, хімічні і технологічні властивості металів.
Мета:
Навчальна: Ознайомити учнів зі знаннями про призначення та особливості використання чавунів, сталей, кольорових металів та їх сплавів, систематизувати знання про галузі застосування металів та їх сплавів; сформувати вміння визначати яка марка сталі або чавуну де застосовується.
Виховна: виховувати творче ставлення до праці, охайність, вимогливість до себе;
Розвиваюча: розвивати координацію рухів рук, окомір.
Тип уроку: комбінований.
Час: 90 хвилин.
Дата проведення: 20.10.05
План.
I. Організаційна частина 2 хв.
II. Повторення раніше вивченого матеріалу 5хв.
III. Вивчення нового матеріалу 10 хв.
IV. Закріплення нових знань 5 хв.
V. Вступний інструктаж 10 хв.
VI. Самостійна практична робота учнів і інструктаж вчителя. 50 хв.
VII. Заключний інструктаж. 5 хв.
VIII. Прибирання робочих місць і приміщення майстерні черговими. Зхв.
Хід уроку.
Організаційна частина.
(Привітання з класом. Перевірка присутніх. Оголошення теми уроку.)
1. Де застосовуються електродвигуни?
2. Назвіть основні частини колекторного електродвигуна і розповісти про їх призначення.
3. У чому перевага електродвигунів у порівнянні з іншими двигунами?
Викладення нового матеріалу та вступний інструктаж.
Методи: бесіда з елементами пояснення, спостереження.
Тема: (Записано на дошці) Фізичні, хімічні і технологічні властивості металів.
У промисловості метали застосовуються в основному у виді сплавів: чорних (чавун, сталь) і кольорових (бронза, латунь, дюралюміній і ін.).
Сталь і чавун — це сплави заліза з вуглецем. Але в сталі зміст вуглецю небагато менше, ніж у чавуні.
У чавуні утримується від 2 до 4% вуглецю. До складу чавуна входять також кремній, марганець, фосфор і сірка.
Чавун — крихкий твердий сплав. Тому його використовують у тих виробах, що не будуть піддаватися ударам. Наприклад, з чавуна відливають радіатори опалення, станини верстатів і інші вироби. Чавун виплавляють таких видів сірий білий, ковкий. Практично весь білий чавун переплавляють у сталь. З сірого чавуну виготовляють різні конструкції найчастіше корпуси до верстатів та інше. З ковкого чавуну можна виготовити різні вироби які, мають високу ковкість.
Чавун виплавляють із залізної руди в доменних печах. Руду разом з коксом (спеціально обробленим вугіллям, що дає при горінні високу температуру) завантажують у доменну піч зверху. Знизу в домну увесь час удмухують чисте гаряче повітря, щоб кокс краще горів. Усередині печі утвориться висока температура, руда плавиться, і отриманий чавун стікає на дно печі. Розплавлений метал випливає з отвору домни в ковші.
Із суміші чавуна зі сталевим брухтом у мартенівських печах, конверторах і електропечах одержують сталь.
Сталь, як і чавун, має домішки кремнію, фосфору, сірки й інших елементів, але в меншій кількості.
Сталь не тільки міцний, але і пластичний метал. Завдяки цьому вона добре піддається механічній обробці. Сталь буває м'якої і твердої. З жерстю — м'якою тонколистовою сталлю — ви вже знайомі. Більш тверда сталь використовується для виготовлення дроту, цвяхів, шурупів, заклепок і інших виробів. З дуже твердої сталі роблять металеві конструкції (конструкційна сталь) і різальні інструменти (інструментальна сталь). Інструментальна сталь має більшу, ніж конструкційна, твердість і міцність.
Сталь — це сплав заліза з вуглецем (до 2%) і іншими хімічними елементами. Вона широко застосовується в машинобудуванні, на транспорті, у будівництві, побуті.
У залежності від складу розрізняють вуглецеву і леговану сталь. В вуглецевій сталі утримуються 0,4...2% вуглецю. Вуглець додає сталі твердість, але збільшує крихкість, знижує пластичність. При додаванні в сталь під час плавки інших елементів: хрому, нікелю, ванадію й ін.— змінюються її властивості. Одні елементи підвищують твердість, міцність, інші — пружність, треті додають антикоррозийність, жароміцність і ін. Сталі, у яких є ці елементи, називаються легованими. У марках легованої сталі добавки позначають буквами: Н — нікель, У — вольфрам, Г — марганець, Д — мідь, До -кобальт, Т — титан.
По призначенню розрізняють конструкційну, інструментальну і спеціальну сталі. Конструкційна вуглецева сталь буває звичайної якості і якісна.
Конструкційна вуглецева звичайної якості — пластична, але має невисоку міцність. Застосовується для виготовлення заклепок, шайб, болтів, гайок, м'якого дроту, цвяхів.
Конструкційна вуглецева якісна відрізняється підвищеною міцністю. З неї виготовляють вали, шківи, ходові гвинти, зубчасті колеса.
Сталь інструментальна має більшу твердість, міцністю, чим конструкційна, і застосовується для виготовлення зубил, молотків, різьбонарізних інструментів, свердл, різців.
Спеціальні сталі — це стали з особливими властивостями: жароміцні, зносостійкі, нержавіючі й ін.
Усі види сталей маркіруються певним чином. Так, конструкційна сталь звичайної якості позначається буквами Ст. і порядковим номером від 0 до 7 (Ст. 0, Ст. 1 і т.д.— чим вище номер стали, тим вище зміст вуглецю і межа міцності), якісна — двома цифрами 05, 08, 10 і т.д., що показують зміст вуглецю в сотих частках відсотка. По довіднику можна визначити хімічний склад стали і її властивості.
Властивості стали можна змінювати за допомогою теплового впливу— термічної обробки (термообробки). Вона полягає в нагріванні до визначеної температури, витримці при цій температурі і наступному швидкому або повільному охолодженні. Діапазон температур може бути широким у залежності від виду термообробки і змісту вуглецю в сталі.
Властивості металу.
Властивості металів прийнято підрозділяти на фізичні, хімічні, технологічні і механічні. Зупинимося детальніше на механічних властивостях.
Вони є основною характеристикою матеріалів. Ці властивості відбивають здатність тіла пручатися впливові зовнішніх механічних (навантажень): міцність, пластичність, пружність, в'язкість, твердість, крихкість
Міцність — здатність тіла пручатися деформації і руйнуванню під дією зовнішніх навантажень. Чим вище міцність, тим менше можуть бути розміри деталі (спорудження, конструкції), тим більше економія металу. Але при цьому слід враховувати конкретні умови експлуатації виробу.
Пластичність — здатність тіла, не руйнуючись змінювати свою форму і розміри під дією зовнішніх сил.
В'язкість — здатність тіла, пластично деформуючись, поглинати енергію зовнішніх сил. Знаючи в'язкість, можна оцінити схильність матеріалу до переходу в крихкий стан. Оскільки багато матеріалів, в умовах повільного навантаження, стають крихкими при швидкому (ударному) навантаження.
Пружність — властивість твердого тіла відновлювати свою форму й об’єм після зняття навантаження, що викликало деформацію. У конструкціях пружність виявляє себе у твердості — здатності пручатися деформації. Це одна з найважливіших практичних характеристик.
Під твердістю розуміють здатність матеріалу пручатися проникненню в нього іншого, більш твердого тіла.
Крихкість — здатність тіла руйнуватися під дією зовнішніх сил практично без пластичної деформації
Найважливіші механічні властивості стали — твердість і міцність. На твердість сталі випробують за допомогою спеціальних пристроїв-твердомірів. Метод виміру заснований на вдавленні в зразок більш твердого матеріалу; кульки з твердої сталі, алмазного конуса або алмазної піраміди. Значення твердості НВ визначають розподілом навантаження на площу поверхні відбитка, що залишається в металі (метод Бринеля) (мал. на дошці), або по глибині занурення в метал алмазного вістря, сталевої кульки (метод Роквелла) (мал. на дошці).
Міцність стали визначають на розривних машинах іспитом зразків спеціальної форми, розтягуючи їх у подовжньому напрямку аж до розриву. Визначаючи міцність, поділяють найбільше навантаження, що передувала розривові зразка, на площу його первісного поперечного переріза.
Основні види термообробки — загартування, відпустка, відпал, нормалізація.
Для підвищення твердості стали застосовують загартування — нагрівання металу до визначеної температури (наприклад, до 800 °С) і швидке охолодження у воді, маслі або інших рідинах.
При значному нагріванні і швидкому охолодженні сталь стає твердою і крихкою. Крихкість після загартування можна зменшити за допомогою відпуску — остиглу загартовану сталеву деталь знову нагрівають до визначеної температури (наприклад, 200...300°С), а потім прохолоджують на повітрі.
У деяких інструментів гартують тільки їхню робочу частину. При цьому підвищується довговічність всього інструмента.
При відпалі заготівку нагрівають до визначеної температури, витримують при цій температурі і повільно (у цьому головну відмінність від загартування) охолоджують. Відпалена сталь стає м'якше і тому краще обробляється.
Нормалізація — різновид відпала, тільки охолодження відбувається на повітрі. Цей вид термообробки сприяє підвищенню міцності стали.
Кольорові метали та сплави.
З кольорових сплавів найбільше широко застосовуються бронза, латунь і дюралюміній.
Бронза — жовто-червоний сплав на основі міді з додаванням олова, алюмінію й інших елементів. Відрізняється високою міцністю, стійкістю проти корозії. З бронзи відливають художні вироби, роблять технічну арматуру, трубопроводи, деталі, що працюють в умовах тертя і підвищеної вологості.
Латунь — сплав міді з цинком, жовтого кольору. Має високу твердість, пластичність, корозійну стійкість. Випускається у виді аркушів, дроту, шестигранного прокату і застосовується найчастіше для виготовлення деталей, що працюють в умовах підвищеної вологості.
Дюралюміній — сплав алюмінію з міддю, цинком, магнієм і іншими металами, сріблистого кольору. Володіє високими антикорозійними властивостями, добре обробляється. Дюралюміній широко застосовують в авіабудуванні, машинобудуванні і будівництві, де потрібні легкі і міцні конструкції
Закріплення нових знань.
А тепер дайте відповіді на мої питання.
1.Назвіть основні види стали.
2. Як розшифровується марка конструкційної вуглецевої сталі?
3. Як розшифровується марка інструментальної вуглецевої сталі?
4. Укажіть призначення і види термообробки стали.
5. У чому відмінність загартування від відпалу?
6. Назвіть основні механічні властивості матеріалів?
7. Назвіть основні кольорові сплави?
Самостійна практична робота учнів і поточний інструктаж вчителя.
1) форма проведення — бригадна;
2) зміст цільових обходів робочих місць учнів:
Учням на кожну бригаду роздається завдання. та обладнання. В нього входять зразки різних металів.
Завдання для виконання.
1. Визначити за зовнішнім виглядом що це за метал ?
2. Визначити галузі його застосування?
3. Заповнити і здати таблицю.?
№ п/п Назва металу. Опис. Основні відмінності. Найпоширеніші галузі застосування.
1-й обхід: перевірка правильності організації робочого місця і початку
роботи;
2-й обхід: перевірка правильності виконання трудових прийомів, дій,
рухів і якості виробів;
3-й обхід: перевірка правильності проведення самоконтролю;
4-й обхід: перевірка правильності дотримання технічних умов і т. д. Постійна
перевірка виконання учнями правил безпеки праці і виробничої
санітарії;
3) прийняття і оцінка робіт учнів.
Заключний інструктаж.
Сьогодні ми з вами ознайомились з електромагнітом його будовою та галузями застосування. Ви добре підготувались до заняття, тому отримаєте відповідні оцінки (Повідомлення оцінок за урок).
Повідомлення домашнього завдання.
(Записати на дошці домашнє завдання, при необхідності - з додатковим поясненням)
Прибирання робочих місць і приміщення майстерні черговими.
Фізичні, хімічні і технологічні властивості металів.
- Батьківська категорія: План-конспекти уроків
- Категорія: Уроки з Трудового навчання