Группа 1-4 Материаловедение

ПЛАН- КОНСПЕКТ УРОКА

Предмет: ОП.3 Материаловедение____

Дата проведения: __25.03.-26.03.2020г.____

№ занятия: ___16___

№ урока: ____31-32___ 2 часа___

ФИО препод.: __Салахбекова Маржанат Муртузалиевна___

Группа: 1.4__

Специальность: 23.01.17 Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей

Межпредметная связь: охрана труда, физика, химия

Тип урока: урок формирования новых знаний

Метод проведения урока: лекция с элементами беседы

Раздел программы: 1. Материаловедение.

Тема программы: 1.2 Металловедение.

Тема урока: Сварочное производство. Газовая сварка и резка металлов. Электродуговая сварка.

Цель: ознакомить учащихся с историей развития сварочного производства. С технологией сварки и резки металлов: газовой и электродуговой сваркой и резкой металлов.

Задачи:

Обучающая: Сформировать знания, понятия у уч-ся по теме на уровне запоминания, воспроизведения и практического применения________________________________________ _______________________________________________________________________________________

Развивающая: Формирование речи, памяти, логического мышления, воображения, наблюдательности, активности и самостоятельности ____________________________ ____________________________________________________________________________________

Воспитательная: Формирование интереса к предмету, дисциплинированности,

ответственности, аккуратности, чувства товарищества, долга, нравственности_____________ _______________________________________________________________________________________

Материально-дидактическое

обеспечение урока: ____ПК с выходом в Интернет, демонстрационные стенды, меловой плакат_______

_______________________________________________________________________________________

Литература:

_Барташевич А.А.__Материаловедение,_

Заплатин В.Н. Основы материаловедения (металлообработка

Ход урока

1. Организационная часть

- подготовка учащихся к восприятию нового материала;

- целевая установка на занятие.

2. Изложение нового материала:

- план изложения нового материала

__________________________________________________________________________________________ План.

1.История развития сварочного производства.

2.Технология сварки и резки металлов

2.1 Газовая сварка и резка металлов.

2.2 Электродуговая сварка.

1.История развития сварочного производства

1.Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления, упрочнения и ремонта строительных конструкций, трубопроводов, машин и механизмов, транспортных средств и прочих промышленных и бытовых изделий. Использование технологических приемов сварки очень эффективно и при резке металлов. Исторически сварка известна человечеству со времен использования меди, серебра, золота и особенно железа, при получении которого выполняли проковку, т. е. сваривание криц (кусочков технически чистого железа). Это и есть первый (и до недавнего времени основной) способ сварки – кузнечная сварка металла.

Газовая сварка появилась в конце XIX века после разработки промышленного способа производства карбида кальция путем спекания кокса с негашеной известью (1893–1895). Из карбида легко получается горючий газ – ацетилен, который и применяется при газовой сварке. Первые газовые горелки появились в 1900 г., а с 1906 г. ацетиленокислородная сварка получила промышленное применение. До 1950 г. газосварка называлась автогенной – по названию процесса автоматической генерации, т. е. получения ацетилена из карбида кальция при взаимодействии с водой в газогенераторе. До настоящего времени она применяется весьма широко как в производстве, так и при ремонте металлоизделий, а в ряде случаев является и единственно возможным способом сварки.

Наиболее же распространена в производстве и в быту электродуговая сварка – отечественное, кстати, изобретение. Впервые электрический дуговой разряд был выявлен профессором физики Петербургской медико-хирургической академии Василием Владимировичем Петровым в 1802 г. Через 80 лет (в 1882 г.) российский инженер Николай Николаевич Бенардос, работая со свинцовыми аккумуляторными батареями, открыл способ сварки неплавящемся угольным электродом. Он же освоил технологию сварки свинцовых пластин, разработал способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла. Бенардос назвал свое изобретение «Электрогефест». В греческой мифологии бог Гефест – покровитель кузнецов, и этим названием ученый объединил наследие античных мастеров кузнечной сварки с новейшими технологическими достижениями и открытиями.

В 1888 г. другой российский инженер Николай Гаврилович Славянов разработал способ сварки плавящим электродом. Дальнейшую работу по разработке сварочных методик Славянов и Бенардос выполняли вместе. С 1890 по 1892 г. по их технологии в Российской империи было отремонтировано с высоким качеством 1631 изделие общим весом свыше 17 тыс. пудов, в основном чугунные и бронзовые детали. Они даже разработали проект ремонта Царь-колокола, но «благодаря» высочайшему запрету это чудо литейного искусства так ни разу и не зазвонило. Известный мостостроитель академик Евгений Оскарович Патон, предвидя огромную роль электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, в 1929 г. резко сменил поле своей научной деятельности и организовал в Киеве сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки. Им было разработано и предложено много новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков, самоходных орудий, авиабомб.

В настоящее время широкое развитие получили такие способы сварки, как плазменная и электронно-лучевая, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе, порошковыми материалами и др. Многие из них были разработаны именно в Институте электросварки имени Е. О. Патона.

2. Технология сварки и резки металлов

Сварка металлов – это технологический процесс получения неразъемных соединений путем создания межатомных сил связи между частицами свариваемых металлов в результате совместной кристаллизации, местной пластической деформации или диффузии атомов.

В зависимости от степени нагрева соединяемых мест различают сварку давлением и плавлением. Сварка давлением производится либо в холодном состоянии, либо с предварительным нагревом. Давление обеспечивает взаимную диффузию металла. Сварка плавлением проще и требует более простого оборудования.

В зависимости от способа подачи электродного металла, флюса и перемещения сварочной горелки бывает ручная, полуавтоматическая и автоматическая сварка. Виды сварных соединений и швов: стыковые, нахлесточные, угловые и тавровые. Сварка деталей толщиной 5-10 мм осуществляется за 1 проход и шов называется однослойным. При большей толщине сварку осуществляют за несколько проходов и получают многослойный шов.

2. 1 Газовая сварка и резка металлов

Источником тепла служит пламя от сгорания газа. Различают 2 вида газовой сварки: сварку плавлением и газопрессовую сварку.

При сварке плавлением расплавляются кромки свариваемых материалов и присадочная проволока. Эти материалы образуют шов. При газопрессовой сварке кромки свариваемых металлов нагреваются и сдавливаются. Этот вид сварки применяется для соединения труб большого диаметра, рельсов, бурового оборудования.

Для сварки применяют кислород (О₂), ацетилен (С₂Н₂), который получают из карбида кальция. Горелки бывают инжекторные (всасывающие) и безинжекторные – высокого давления.

При горении в ацетилене в газовом пламени выделяют 3 зоны: ядро, восстановительная зона и факел. Максимальная температура 3500^оС развивается в восстановительной зоне. Газовую сварку применяют в основном для листов до 2-3 мм толщиной.

Газовая резка основана на сгорании металла в струе кислорода и возможна для тех металлов, у которых температура воспламенения ниже температуры плавления, например, стали. Резка осуществляется, например, резаками, имеющими дополнительный канал для подведения режущей струи кислорода.

Для резки чугуна, цветных металлов применяют порошкообразные флюсы, состоящие в основном из железа, которые, сгорая в струе кислорода, повышают температуру в зоне реза настолько, что образующиеся тугоплавкие окислы расплавляются и выдуваются струей кислорода.

2.2 Электродуговая сварка

Приоритет в разработке технологий электродуговой сварки принадлежит русским и советским ученым: В. Петрову, Н. Бенардосу,

Н. Славянову, Е. Патону. При сварке по способу Бенардоса один электрод изготовлен из угля, а другим электродом является свариваемый металл. Сварка осуществляется постоянным током. 99% сварки сейчас осуществляется по способу Славянова, когда одним электродом является плавящийся металлический пруток, другим – свариваемый металл.

В настоящее время 80% сварки осуществляют переменным током. В этом случае дуга горит хуже, чем для постоянного тока, но оборудование менее громоздкое, дешевле в 2-3 раза, расход электроэнергии на 1 кг расплавленного металла в 1,5-2 раза меньше.

При ручной сварке используются электроды с обмазкой. По назначению электроды делятся на 3 класса:

1) для сварки углеродистых и низколегированных сталей (Э38, Э50, Э60);

2) для сварки легированных и высокопрочных конструкционных сталей (Э70, Э85, Э150);

3) для сварки легированных теплостойких сплавов (Э09М, Э-0,5Х2М и др.).

В обозначении после буквы приведена прочность в кг\мм², в буквенно-цифровых обозначениях приведено содержание легирующих элементов аналогично обозначению легированных сталей.

Диаметр электрода при толщине свариваемого металла до 8 мм принимают приблизительно равным толщине свариваемого металла, но не более 5 мм. При толщине более 10 мм выбирают диаметр электрода 5 мм и более. При автоматической сварке наиболее часто применяют разработанную Е.О. Патоном сварку под слоем флюса с помощью устройства, называемого сварочным трактором. Шлаковая корка поверх шва замедляет его охлаждение, что препятствует возникновению 247

внутренних напряжений в шве и короблению свариваемых деталей. Скорость такой сварки до 200 м\час , что приблизительно в 10 раз больше, чем ручной.

Для толстостенных деталей, более 30 40 мм, эффективна электрошлаковая сварка, в которой сварка металла осуществляется за счет теплоты, выделяемой в расплавленном шлаке при пропускании через него электрического тока.

Для защиты шва от воздействия окружающего воздуха применяют различные газы (инертные, либо газы, восстанавливающие окислы, например, водород, метан и др.)

Встречается также атомно-водородная сварка независимой дугой, т.е. горящей между двумя вольфрамовыми электродами, независимо от свариваемых металлов. Водород Н₂ диссоциирует в зоне дуги с поглощением большого количества тепла. Соприкасаясь с более холодным металлом атомарный водород переходит в молекулярное состояние, отдавая тепло 2Н Н₂ +100600 кал\г.

Аргонодуговая сварка производится зависимой дугой в атмосфере аргона. Используется для алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющей стали, меди.

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа СО₂. Сваривают детали толщиной 0,8мм и более. Полуавтоматическая сварка нашла широкое применение на промышленных предприятиях. Практически на всех предприятиях, серийно выпускающих машиностроительную продукцию, цеха сборки-сварки или участки сварки используют полуавтоматическую сварку. Устройство для полуавтоматической сварки состоит из механизма, обеспечивающего подачу проволоки через шланговый держатель сварочной горелки с соплом, устройства подвода защитного газа в зону сварки. Защитный газ СО₂ подается чаще всего из центральной заводской сети. В качестве источника СО₂ могут использоваться также баллоны. Электродная проволока для обеспечения хорошего электрического контакта имеет, как правило, покрытие из меди. В процессе сварки одновременно включается подача защитного газа и механизма привода электродной проволоки. Этот вид сварки отличается высокой производительностью, хорошим качеством сварного шва, экономичностью, однако, также, как и ручная сварка, требует специальных устройств для отсоса и очистки сварочных газов и аэрозолей. Наиболее эффективны однопостовые или многопостовые (до 5-6 рабочих мест) фильтровентиляционные установки, например, фирмы «Плимут». Электродуговая резка применима для стали, чугуна, цветных металлов. Резку лучше осуществлять угольным электродом. Можно и металлическим, но этот процесс менее экономичен. При этом применяются дорогие электроды с толстой обмазкой для образования большого количества шлаков.

Электроконтактная сварка, в отличие от электродуговой, является экологически более благоприятной, она экономичнее, легко поддается автоматизации. Отличается более высокой производительностью. Различают следующие виды электроконтактной сварки: стыковая, точечная, роликовая.

Стыковая сварка наиболее часто используется для сваривания арматурных прутков либо аналогичных деталей. В зоне стыка соединяемых деталей их поверхности имеют окислы, прилегание в отдельных точках, что обуславливает высокое электрическое сопротивление. При прохождении через свариваемые детали электрического тока высокой плотности зона стыка нагревается больше всего и доводится до расплавления. При дальнейшей совместной кристаллизации обеспечивается сварка деталей.

Установки для контактной точечной и шовной сварки имеют медные электроды, обеспечивающие низкое электрическое сопротивление. Электроды могут быть выполнены пустотелыми для водяного охлаждения. При точечной сварке между свариваемыми листами в процессе прохождения электрического тока образуется зона расплавленного металла (точка). Точечная и шовная сварки предназначены для тонколистового материала, толщина свариваемого материала может находиться в интервале от 0,2 до 2 мм. За счет локального нагрева металла в зоне сварных точек при точечной сварке коробление конструкции при сварке практически отсутствует. Для формирования герметичного шва применяют шовную сварку.

_____________________________________________________________________________________

3. Закрепление нового материала (указываются виды деятельности учащихся)

ВОПРОСЫ:

1. Какой первый (и до недавнего времени основной) способ сварки существовал (кусочков технически чистого железа)?

2. Когда и кем был впервые выявлен электрический дуговой разряд?

3. Когда и кем был открыт способ сварки неплавящимся угольным электродом? родом.

4. Кто изобрёл способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла?

5. В каком году и кем был разработан способ сварки плавящимся электродом?

6. Что такое сварка металлов?

7. Какие существуют виды сварных соединений и швов? _

8. В каких случаях осуществляют однослойные швы, а в каких -многослойные?

9.Что является источником тепла при газовой сварке?

10. Какие виды различают 2 вида газовой сварки?

11. Что происходит при сварке плавлением?

12. Что происходит при газопрессовой сварке?

13. Какие газы используют при сварке?

14. На чём основана газовая резка металлов?

15. Что применяют для резки чугуна, цветных металлов?

16. Кому принадлежит приоритет в разработке технологий электродуговой сварки?

17. Каким подом тока осуществляют в настоящее время 80% сварки?

18. Как принимают диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла?

4. Подведение итогов урока

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Выдача задания на дом (на самостоятельную работу).

Составить опорный конспект, ответить на вопросы письменно.

6. Отметки за урок:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

План урока

Предмет: ОП.03 Материаловедение___

Дата проведения: ___30.03 – 1.04.2020г.__

№ занятия: __ 17

№ урока:__ 33-34_ 2 часа

ФИО препод.: Салахбекова Маржанат Муртузалиевна_

Группа: 1.4

Специальность: 23.01.17 Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей

Межпредметная связь: охрана труда, физика, химия

Тип урока: комбинированный

Метод проведения урока: диалогический

Раздел программы: 1. Материаловедение.

Тема программы: 1.2 Металловедение.__

Тема урока: Виды коррозии и способы защиты металлов. Требования к качеству обработки деталей Виды износа деталей и узлов

Цель урока:

ознакомить учащихся с понятиями о коррозии, видах коррозии, об основных методах защиты от коррозии, об износе деталей и узлов, о требованиях к качеству обработки деталей.

_____________________________________________________________________________________

Задачи:

Обучающая: Сформировать знания, понятия у уч-ся по теме на уровне запоминания, воспроизведения и практического применения________________________________________ _______________________________________________________________________________________

Развивающая: Формирование речи, памяти, логического мышления, воображения, наблюдательности, активности и самостоятельности ____________________________

Воспитательная: Формирование интереса к предмету, дисциплинированности,

ответственности, аккуратности, чувства товарищества, долга, нравственности_____________ _______________________________________________________________________________________

Матнриально-дидактическое

обеспечение урока: ПК с выходом в сеть Интернет, меловой плакат, образцы металлических деталей__________

Литература:

_ Барташевич А.А.__Материаловедение,_

Заплатин В.Н. Основы материаловедения (металлообработка)

_______________________________________________________________________________________

Ход урока

1. Организационная часть

- приветствие, подготовка учащихся к восприятию нового материала;

- целевая установка на занятие.

2. Повторение (актуализация ранее усвоенных знаний, умений)

Вопросы на повторение материала:

1. Какой первый (и до недавнего времени основной) способ сварки существовал (кусочков технически чистого железа)?

2. Когда и кем был впервые выявлен электрический дуговой разряд? 3. Когда и кем был открыт способ сварки неплавящимся угольным электродом?

4. Кто изобрёл способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла?

5. В каком году и кем был разработан способ сварки плавящимся электродом?

6. Что такое сварка металлов?

7. Какие существуют виды сварных соединений и швов? 8. В каких случаях осуществляют однослойные швы, а в каких -многослойные?

9. Что является источником тепла при газовой сварке? 10. Какие виды различают 2 вида газовой сварки?

11. Что происходит при сварке плавлением?

12. Что происходит при газопрессовой сварке?

13. Какие газы используют при сварке?

14. На чём основана газовая резка металлов?

15. Что применяют для резки чугуна, цветных металлов?

16. Кому принадлежит приоритет в разработке технологий электродуговой сварки? 17. Каким родом тока осуществляют в настоящее время 80% сварки ?

18. Как принимают диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла?

3. Изложение нового материала:

- план изложения нового материала

___

План

1.Понятие о коррозии.

2.Виды коррозии.

3. Основные методы защиты от коррозии.

4. Виды износа деталей и узлов.

5. Требования к качеству обработки деталей.

_____________________________________________________________________________________

1.Коррозия – самопроизвольный окислительно - восстановительный процесс разрушения металла при взаимодействии с окружающей средой. Среда, в которой происходит разрушение металла, называется коррозионной, а образующиеся в результате коррозии химические соединения – продуктами коррозии. Продукты – оксиды, сульфиды, карбонаты, сульфаты и т.д. – представляют собой прочные соединения, содержащие металлы в ионном виде, которые обладают существенно иными физическими свойствами.

2.По механизму протекания различают два основных вида коррозии: химическая и электрохимическая.

Химическая коррозия подчиняется основным законам химической кинетики гетерогенных реакций. Химическая коррозия подразделяется на газовую – окисление металла кислородом или другими газами (SO₂, CO₂, H₂ и пр.) при высокой температуре и полном отсутствии влаги на поверхности металлического изделия и коррозию в неэлектролитах – разрушение металла в жидких или газообразных агрессивных средах, обладающих малой электропроводностью.

Электрохимическая коррозия - это окисление металлов в электропроводных средах, сопровождающееся образованием и протеканием электрического тока. С электрохимическим механизмом протекают следующие виды процесса коррозии: 1) коррозия в электролитах; 2) почвенная коррозия; 3) электрокоррозия – разрушение подземного металлического сооружения, вызванное блуждающими токами; 4) атмосферная коррозия – разрушение металлов в атмосфере воздуха или среде любого влажного газа; 5) контактная коррозия – коррозия, вызванная электрическими контактами двух металлов, имеющих различный электрохимический потенциал.

3.Для защиты металлов от коррозии применяются различные способы, которые условно можно разделить на следующие основные направления: легирование металлов; защитные покрытия (металлические, неметаллические); электрохимическая защита; изменение свойств коррозионной среды; рациональное конструирование изделий.

Легирование металлов. Это эффективный метод повышения коррозионной стойкости металлов. При легировании в состав сплава или металла вводят легирующие элементы (хром, никель, молибден и др.), вызывающие пассивность металла. Пассивацией называют процесс перехода металла или сплава в состояние его повышенной коррозионной устойчивости, вызванное торможением анодного процесса. Пассивное состояние металла объясняется образованием на его поверхности совершенной по структуре оксидной пленки (оксидная пленка обладает защитными свойствами при условии максимального сходства кристаллических решеток металла и образующегося оксида).

Широкое применение нашло легирование для защиты от газовой коррозии. Легированию подвергаются железо, алюминий, медь, магний, цинк, а также сплавы на их основе. В результате чего получаются сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, чем сами металлы. Эти сплавы обладают одновременно жаростойкостью и жаропрочностью.

Легирование также используется с целью снижения скорости электрохимической коррозии, особенно коррозии с выделением водорода. К коррозионностойким сплавам, например, относятся нержавеющие стали, в которых легирующими компонентами служат хром, никель и другие металлы.

Защитные покрытия. Слои, искусственно создаваемые на поверхности металлических изделий для защиты их коррозии, называются защитными покрытиями. Нанесение защитных покрытий – самый распространенный метод борьбы с коррозией. Защитные покрытия не только предохраняют изделия от коррозии, но и придают поверхностям ряд ценных физико-химических свойств (износостойкость, электрическую проводимость и др.). Они подразделяются на металлические и неметаллические.

Для получения металлических защитных покрытий применяются различные способы: электрохимический (гальванические покрытия); погружение в расплавленный металл (горячее цинкование, лужение); металлизация (нанесение расплавленного металла на защищаемую поверхность с помощью струи сжатого воздуха); химический (получение металлических покрытий с помощью восстановителей, например, гидразина).

Электрохимические методы защиты металлических изделий подразделяются на протекторную, катодную, электродренажную и анодную защиты. Протекторная защита заключается в присоединении к защищаемому сооружению более активного металла, который выполняет роль протектора и разрушается, а металлическая конструкция (катод) сохраняется. Протектор периодически возобновляется в связи с его растворением. При катодной защите защищаемая конструкция присоединяется к отрицательному полюсу источника электрического тока. При электродренажной защите блуждающие токи с защищаемого трубопровода отводятся с помощью электродренажной установки к рельсовой сети (источнику блуждающих токов). Смысл анодной защиты заключается в создании на поверхности защищаемой конструкции пассивирующей пленки с помощью анодной поляризации от внешнего источника постоянного тока, то есть переводом металла в устойчивое пассивное состояние.

4. Изнашивание деталей может быть механическим (в том числе абразивным и усталостным), молекулярно-механическим и коррозионно-механическим. 
В результате износа изменяются размеры и форма деталей, увеличиваются зазоры в сопряжениях подвижных деталей, нарушается плотность посадки неподвижных деталей. Предельный износ детали наступает при условии невозможности дальнейшего ее использования из-за нарушения нормальной работы узла или машины и возможности аварии. Допустимый износ детали предполагает возможность ее установки в машину без ремонта и удовлетворительную работу в течение предстоящего межремонтного периода.
Износ детали может быть определен по следующим признакам:
- обнаружение дефектов (трещин, бороздок, забоин, вмятин) и изменений формы детали при ее внешнем осмотре;      
- изменение характера звука, 
- оценка качества и формы поверхности, обработанной на станке;
- увеличение мертвого хода рукояток;   
- нагрев детали;  
-  падение давления в гидро- или пневмосистеме.
При механическом изнашивании (сопряжений деталей, деталей валов, зубьев шестерен, пружин и др.)  с целью его уменьшения необходимы регулярная смазка, применение в конструкции износостойких материалов, поверхностное упрочнение, снижение шероховатости обработанных поверхностей, правильная эксплуатация оборудования.  
Для уменьшения молекулярно-механического изнашивания (зубчатая и винтовая пары, подшипник) при значительном удельном давлении необходимы регулярная и обильная смазка, снижение удельного давления. 
Коррозионно-механическое изнашивание (шейки валов и осей, опоры качения) снижают регулярной

смазкой трущихся и окрашиванием нерабочих поверхностей, применением коррозионно-стойких материалов и покрытий.

5. К основным свойствам качества деталей относятся: прочность (статическая, циклическая, сопротивление усталости); долговечность (ресурс); технологичность; взаимозаменяемость; износостойкость рабочих поверхностей; коррозионная и кавитационная стойкость; специальные свойства (отражательная способность, жаростойкость, электропроводность и др.); эстетичность; экологическая чистота; прочность неподвижных соединений; герметичность соединений и другие.
Все свойства качества закладываются при проектировании, обеспечиваются в процессе изготовления и поддерживаются при эксплуатации.
От выбора конструкционных материалов для деталей на этапе проектирования зависит обеспечение  качества.
Основными требованиями к материалу деталей,  являются обеспечение высокой обрабатываемости предполагаемыми способами получения заготовок и последующей размерной и финишной обработки, эффективных методов упрочняющей технологии, в том числе термической обработки с целью придания требуемых свойств поверхностным слоям деталей.
Эксплуатационные свойства деталей определяется геометрическими параметрами их поверхностей и физико-химическими параметрами поверхностных слоев, которые зависят от технологии изготовления деталей и могут иметь различные значения при одних и тех же конструкционных материалах. 
Под точностью геометрических параметров понимают степень соответствия действительных значений геометрических параметров их заданным значениям. 
В государственных стандартах для выражения точности размеров элементов деталей предусмотрены квалитеты и классы точности. На свойства качества деталей оказывают также геометрические параметры поверхностей, представляющие собой неровности, образованные в процессе обработки этих поверхностей при изготовлении деталей. К их числу относятся параметры шероховатости и волнистости.    

4. Закрепление нового материала (указываются виды деятельности учащихся).

Вопросы:

1. Что такое коррозия?

2. Назовите виды коррозии.

3. Понятия химической коррозии.

4. Понятие электрохимической коррозии и её подвиды.

5. Методы защиты металлов от коррозии.

6. Какие виды изнашивания деталей существуют?

7. По каким признакам может быть определен износ детали?

8. Какие свойства качества должны иметь детали?

______________________________________________

5. Подведение итогов урока

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Выдача задания на дом. Переписать конспект, ответить на вопросы письменно, подготовиться

_к практическому занятию №6 ______________________________________________________________________________

7. Отметки за

урок: _ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

План-конспект урока

Предмет: ОП.03 Материаловедение_

Дата проведения:

№занятия: __18__

№урока: _35-36_

Группа: __1.4

ФИО препод.:__Салахбекова Маржанат Муртузалиевна____

Тип урока: Повторительно – обобщающий

Метод проведения: диалогический

Форма проведения: семинар, практические задания.

Раздел программы: 1. Материаловедение.

Тема программы: 1.2 Металловедение.__

Практическое занятие №_6____

Цели урока: 1. Образовательная – закрепить и обобщить знания по пройденным темам________________________________________.

2. Воспитательная – сформировать дисциплинированность, аккуратность, ответственность, чувство долга, самостоятельность _____________________________________-

3. Развивающая – формирование у учащихся памяти, логического мышления речи, внимания, умений обобщать, анализировать, воображения

Оснащение урока:____ ПК с выходом в сеть Интернет, меловой плакат, образцы металлических деталей__________

Литература:

_ Барташевич А.А.__Материаловедение,_

Заплатин В.Н. Основы материаловедения (металлообработка)

__________________________________________________

Ход урока:

I. Организационная часть: приветствие, отметить отсутствующих, подготовка уч-ся к занятию, целевая установка на занятие, проверка готовности учебной группы и состояния места проведения занятия; доведение до обучаемых содержания целей, задач, учебных вопросов занятия и очередности их изучения; проверка знаний вопросов темы.

Контрольные вопросы по темам:

_______________________________________________________________________________________1. Сварочное производство. Газовая сварка и резка металлов. Электродуговая сварка.

2. Виды коррозии и способы защиты металлов. Требования к качеству обработки деталей Виды износа деталей и узлов

3. Сообщение студента на тему: «Применение основных свойств металлов и сплавов в сельскохозяйственной технике».

II. Опрос учащихся по схеме:

1. Какой первый (и до недавнего времени основной) способ сварки существовал (кусочков технически чистого железа)?

2. Когда и кем был впервые выявлен электрический дуговой разряд?

3. Когда и кем был открыт способ сварки неплавящимся угольным электродом?

4. Кто изобрёл способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла?

5. В каком году и кем был разработан способ сварки плавящимся электродом?

6. Что такое сварка металлов?

7. Какие существуют виды сварных соединений и швов?

8. В каких случаях осуществляют однослойные швы, а в каких -многослойные?

9.Что является источником тепла при газовой сварке?

10._Какие виды различают 2 вида газовой сварки?

11. Что происходит при сварке плавлением?

12. Что происходит при газопрессовой сварке?

13. Какие газы используют при сварке?

14. На чём основана газовая резка металлов?

15. Что применяют для резки чугуна, цветных металлов?

16. Кому принадлежит приоритет в разработке технологий электродуговой сварки? - русским и советским ученым: В. Петрову, Н. Бенардосу

17. Каким родом тока осуществляют в настоящее время 80% сварки?

18. Как принимают диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла?

19. Что такое коррозия?

20. Назовите виды коррозии.

21. Понятия химической коррозии.

22. Понятие электрохимической коррозии и её подвиды.

23. Методы защиты металлов от коррозии.

24. Какие виды изнашивания деталей существуют?

25. По каким признакам может быть определен износ детали?

26. Какие свойства качества должны иметь детали?

3. Письменное сообщение учащихся на тему: «Применение основных свойств металлов и сплавов в сельскохозяйственной технике»

IV.Подведение итогов урока

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

V.Отметки за урок:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

VI.Домашнее задание: ответить письменно на вопросы

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Предмет: ОП.3 Материаловедение____

Дата проведения: ________

№ занятия: ___19___

№ урока: __37-38___

ФИО препод.: __ Салахбекова Маржанат Муртузалиевна___

Группа: __1-3

Специальность: 23.01.17 Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей

Тип урока: урок формирования новых знаний

Метод проведения урока: лекция с элементами беседы

Раздел программы: 1. Материаловедение

Тема программы: 1.2 Металловедение.

Тема урока: Общие сведения о композиционных материалах. Металлокерамические твердые сплавы.

Цель: Ознакомить учащихся с общими сведениями о композиционных материалах,

классификацией композиционных материалов, металлокерамическими твердыми сплавами.

_______________________________________________________________________________________

Задачи:

Обучающая: Сформировать знания, понятия у уч-ся по теме на уровне запоминания, воспроизведения и практического применения________________________________________

Развивающая: Формирование речи, памяти, логического мышления, воображения, наблюдательности, активности и самостоятельности ____________________________ _____________________________

Воспитательная: Формирование интереса к предмету, дисциплинированности,

ответственности, аккуратности, чувства товарищества, долга, нравственности_____________ _______________________________________________________________________________________

Материально-дидактическое

обеспечение урока: ____ПК с выходом в Интернет, демонстрационные стенды, меловой плакат_______

_______________________________________________________________________________________

Литература:

_Барташевич А.А.__Материаловедение,_

Заплатин В.Н. Основы материаловедения (металлообработка

Ход урока

1. Организационная часть

- приветствие, подготовка учащихся к восприятию нового материала;

- сообщение темы и цели урока.

2. Изложение нового материала:

- план изложения нового материала

_______________________________________________________________________________________

План.

1.Общие сведения о композиционных материалах

2. Классификация композиционных материалов 

3. Металлокерамические твердые сплавы.

1.Композицио́нный материал (КМ), композит - искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с чёткой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу (или связующее) и включённые в неё армирующие элементы (или наполнители).

Два или более неоднородных материала используют вместе, чтобы создать новый уникальный материал или же улучшить характеристики одного из них. Первое использование этого метода относится к 1500 году до нашей эры, когда в Египте и Месопотамии начали использовать глину и солому для строения зданий. Также солому вносили в состав для укрепления керамических изделий и лодок. 

2. Классификация композиционных материалов 

Все композиционные материалы можно условно классифицировать по следующим признакам: материалу матрицы, типу арматуры ее ориентации, способу получения композиции и изделий из них.

В зависимости от материала матрицы композиционные материалы можно разделить на следующие основные группы: композиции с металлической матрицей - металлические композиционные материалы (МКМ), с полимерной - полимерные композиционные материалы (ПКМ), с резиновой - резиновые композиционные материалы (РКМ) и с керамической - керамические композиционные материалы (ККМ). Название ПКМ обычно присваивают в зависимости от армирующего материала. Например, ПКМ армированы стеклянными волокнами называют стеклопластиками. Аналогично получили свои названия углепластики, боропластики и т. д. По типу арматуры и ее ориентации КМ подразделяют на две основные группы: изотропные и анизотропные. Изотропные КМ имеют одинаковые свойства во всех направлениях. К этой группе относят КМ с порошкообразными наполнителями. К числу изотропных условно относят КМ, армированные короткими (дискретными) частицами. У анизотропных материалов свойства зависят от направления армирующего материала. Их подразделяют на однонаправленные, слоистые и трехмерно-направленные. Анизотропия материалов закладывается конструктором для получения КМ с заданными свойствами. Однонаправленные КМ чаще всего проектируют для изготовления изделий, работающих на растяжение. Анизотропия КМ «проектируемая» заранее с целью изготовления из КМ конструкций называется конструкционной. Существуют также технологическая анизотропия, образующаяся вследствие пластической деформации изотропных материалов, и физическая, присущая кристаллам и связанная с особенностями строения их кристаллической решетки. Гибридными называют КМ, содержащие в своем составе три или более компонентов. По способам получения КМ подразделяются на полученные жидко- и твердофазными методами, методами осаждения-напыления и комбинированными методами. 

Структура композиционных материалов 

В композиционном материале главную роль в упрочнении играют наполнители, (армирующие компоненты), их называют упрочнителями. Они должны обладать высокой прочностью, твердостью и высоким модулем упругости. Чем выше эти характеристики у наполнителей, тем выше соответствующие свойства композиционного материала, хотя они и не достигают характеристик наполнителя. По типу упрочняющих наполнителей композиционные материалы делят на дисперсноупрочненные, волокнистые и слоистые. 
Дисперсноупрочненные материалы содержат мелкие, равномерно распределенные тугоплавкие частицы карбидов, оксидов, нитридов, которые не взаимодействуют с матрицей и не растворяются в ней вплоть до температуры плавления. Дисперсные частицы упрочняют материал за счет сопротивления оказываемого движению дислокаций, при нагружении. Чем мельче частицы наполнителя и меньше расстояние между ними, тем прочнее материал. Сопротивление движению дислокаций сохраняется вплоть до температуры плавления матрицы. Поэтому данные материалы отличаются высокой жаропрочностью и сопротивлением ползучести.

В волокнистых композиционных материалах, арматурой могут быть волокна различной формы: нити, ленты, сетки различного плетения. Армирование волокнистых композиционных материалов может осуществляться по одноосной, двухосной и трехосной схеме. Прочные и твердые волокна находятся в окружении металлической или пластмассовой матрицы. В качестве волокон используют прочную металлическую проволоку, металлические или керамические нитевидные кристаллы с низкой плотностью дислокаций, стеклянные и керамические нити (например, из бора или углерода). Волокна являются элементами, воспринимающими нагрузку, матрица распределяет нагрузку между волокнами, защищает их поверхность и повышает энергию распространения трещины, предупреждая разрушение хрупкого типа. Этот принцип упрочнения композиционного материала противоположен различным методам упрочнения металлов, когда металлическая матрица упрочняется, например, за счет выделений второй фазы. В композиционных материалах твердость матрицы благодаря наличию прочных волокон повышать не требуется. 

Армирование волокнами дает больший прирост прочности, но дисперсное упрочнение технологически легче осуществимо.

Слоистые композиционные материалы (набираются из чередующихся слоев наполнителя и материала матрицы (конструкция типа «сэндвич»). Слои наполнителя могут быть различно ориентированы. Возможно поочередное использование слоев наполнителя из материалов, с разными механическими свойствами. Для слоистых композитов обычно используют неметаллические материалы.

Для расширения комплекса свойств или усиления какого-либо свойства, композиционный материал одновременно армируют наполнителями различной формы и размеров. Так, для повышения модуля упругости композитов с полимерной матрицей, армированных стеклянными волокнами, дополнительно вводят волокна бора. [1] 

3.Металлокерамические твердые сплавы представляют инструментальные материалы, состоящие из карбидов тугоплавких металлов и цементирующего металла - кобальта, играющего роль связки. На рис. 5.6 приведена зависимость твердости различных инструментальных материалов от температуры испытания. Твердые сплавы обладают наиболее высокой твердостью и сохраняют ее при нагреве до высоких температур.

Твердые сплавы изготавливают методом порошковой металлургии. Применяют карбиды вольфрама, титана и тантала, а за рубежом - также карбиды ниобия и ванадия. Сплавы получают спеканием порошков карбидов с порошком кобальта, являющегося связующим компонентом, при 1400-1550^оС после предварительного прессования.

Твердые сплавы изготавливают в виде пластин, которые медным припоем припаивают к державке из обычной углеродистой стали. Твердые сплавы применяют для резцов, сверл, фрез и другого инструмента.

Инструмент из металлокерамических твердых сплавов характеризуется высокой твердостью (НRА 80-97), износостойкостью в сочетании с высокой теплостойкостью (до 800-1000^oС). Их недостатком является высокая хрупкость. Скорость резания твердыми сплавами в 5-10 раз выше, чем при применении быстрорежущих сталей.

В зависимости от состава карбидной основы различают три группы твердых сплавов: вольфрамовые, титановольфрамовые и титанотанталовольфрамовые.

Вольфрамовые твердые сплавы изготавливаются на основе карбида вольфрама и кобальта. Сплавы этой группы называют однокарбидными и обозначают буквами ВК и цифрой, показывающей содержание кобальта в процентах. Например, сплав ВКЗ содержит 3% кобальта и 97% карбида вольфрама. Содержание кобальта может меняться (сплавы ВК6, ВК8). Чем больше содержание кобальта, тем выше прочность, хотя и несколько ниже твердость сплава. Твердые сплавы вольфрамовой группы имеют наибольшую прочность, но более низкую твердость, чем сплавы других групп. Они теплостойки до 800^oС. Их обычно применяют для обработки чугуна, сплавов цветных металлов и различных неметаллических материалов, дающих прерывистую стружку.

Сплавы второй группы (двухкарбидные) изготовляют на основе карбидов WС и ТiС на кобальтовой связке. Их маркируют бук вами Т, К и цифрами. Цифры после буквы Т указывают содержание карбидов титана в процентах, а цифры после буквы К - содержание кобальта. Например, в сплаве Т15К6 содержится 15 % Т1С, 6% Со, остальное, (т. е. 79 %) WС. Карбид вольфрама растворяется в карбиде титана при температуре спекания, образуя твердый раствор (Тi, W) С, имеющий более высокую твердость, чем WС. Сплавы этой группы имеют более высокую до 900-1000^oС теплостойкость, повышающуюся с увеличением содержания карбидов титана. Их в основном применяют для высокоскоростной обработки сталей.

Для изготовления сплавов третьей группы используют карбиды вольфрама, титана, тантала и порошок кобальта в качестве связки. Эти сплавы маркируют буквами ТТК и цифрами. Цифра, стоящая после букв ТТ указывает суммарное содержание карбидов титана ТiС и тантала ТаС, а цифра, стоящая после буквы К - содержание кобальта. Например, сплав ТТ7К12 содержит 4% ТiC, 3 % ТаС, 12 % Со и 81 % WС. Сплавы этого типа имеют более высокую прочность, чем сплавы второй группы и лучшую сопротивляемость ударным воздействиям вибрации и выкрашиванию. Их применяют для более тяжелых условий резания (черновое точение стальных слитков, поковок, литья).

Общим недостатком рассмотренных сплавов помимо высокой хрупкости, является повышенная дефицитность исходного вольфрамового сырья, являющегося основным компонентом, определяющим их повышенные физико-механические характеристики. Поэтому перспективным направлением является использование безвольфрамовых твердых сплавов. Хорошо себя зарекомендовали сплавы, в качестве основы для которых используется карбид титана, а в качестве связки - никель и молибден. Они маркируются КТС и ТН. Твердые сплавы КТС-1 и КТС-2 содержат 15-17 % никеля и 7-9 % молибдена соответственно, остальное - карбид титана. В твердых сплавах типа ТН-20, ТН-25, ТН-ЗО в качестве связующего металла применяют в основном никель, содержание которого 16-30 %. Концентрация молибдена составляет 5-9%), остальное -также карбид титана. Твердость подобных твердых сплавов составляет НRА 87-94, сплавы имеют высокую износо- и коррозионную стойкость. Их используют для изготовления режущего инструмента и быстроизнашивающихся деталей технологического оборудования.

Особо твердые инструментальные материалы созданы на основе нитрида бора и нитрида кремния. В них нет пластичной металлической связки. Изделия из этих материалов изготавливают либо с помощью взрыва, либо в условиях сверхвысоких статических давлений и высоких температур. Изделия из нитридов бора и кремния используют в качестве материала инденторов (наконечников) для измерения твердости тугоплавких материалов в интервале температур 700-1800°С, как абразивный материал и в качестве сырья для изготовления сверхтвердых материалов, применяемых для оснащения режущей части инструментов для обработки закаленных сталей, твердых сплавов, стеклопластиков, цветных металлов. Они обладают высокой твердостью (НКА 94-96), прочностью, износостойкостью, теплопроводностью, высокой стабильностью физических свойств и структуры при повышении температуры до 1000°С. Их преимуществом является доступность и дешевизна исходного продукта, благодаря чему они используются для замены вольфрамсодержащих твердых сплавов.

Для изготовления доводочных паст, шлифовальных кругов применяют абразивные материалы. Они представляют собой порошки, либо скрепленные связкой, либо нанесенные на гибкую основу - ткань или бумагу. Различают природные и искусственные абразивные материалы. К природным относятся алмазы, гранаты, корунд; к искусственным - искусственные алмазы, гексагональный нитрид бора (эльбор), карборунд. _

3. Закрепление нового материала (указываются виды деятельности учащихся)

ВОПРОСЫ:

1. Дайте определение композиционному материалу (КМ), композиту.

2. На какие компоненты можно разделить большинство композитов (за исключением слоистых)?

3. На какие группы в зависимости от материала матрицы можно разделить композиционные материалы?

4. Что является в композиционном материале упрочнителями?

5. Что представляют собой металлокерамические твердые сплавы?

6. Для чего применяют твёрдые сплавы?

7. Какими свойствами характеризуется инструмент из металлокерамических твердых сплавов?

8. В зависимости от состава карбидной основы какие группы твердых сплавов различают.

__________________________________________________________________

4. Подведение итогов урока

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Выдача задания на дом (на самостоятельную работу). Составить опорный конспект, ответить письменно на вопросы

_______________________________________________________________________________________ 6. Отметки за урок:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________