Методическая разработка урока по материаловедению на тему: "Алюминий и его сплавы"

Тема урока: «Алюминий и сплавы на его основе»

Цель урока:

Обучающая - ознакомить обучающихся со свойствами алюминия и сплавами на его основе; объяснить промышленное значение меди и его сплавов; изучить свойства, маркировку, область применения;

Развивающая – развивать способность анализировать, сравнивать, обобщать полученный материал; умение логически правильно и технически грамотно излагать свои мысли; устанавливать межпредметные связи;

Воспитательная - воспитывать интерес к выбранной профессии и изучаемой дисциплине, бережное отношение к используемым металлам.

Методическая цель: Активизация познавательной активности обучающихся через современные педагогические технологии

Тип урока: формирование новых понятий с использованием знаний, полученных на предыдущих уроках.

Метод проведения: информационно-сообщающий, объяснительно-иллюстративный.

Материально-техническое оснащение: мультимедийная аппаратура, учебник «Материаловедение», презентация, индивидуальные карточки.

Межпредметные связи: физика, химия, спецтехнология, производственное обучение.

Ход урока:

1. Организационный момент

• Проверка присутствующих;

• Проверка готовности к уроку.

1. Актуализация опорных знаний, умений, навыков и мотивационных состояний:

Вопросы:

- Алюминий относится к цветным металлам?

- Какие цветные металлы еще вы знаете?

- Назовите признаки характерные для всех цветных металлов.

- Где чаще всего применяются цветные металлы и их сплавы?

Слайд 1

1. Изложение нового материала

   1. Из истории открытия

В 1808 г. английский ученый Гемфри Дэви доказал существование алюминия и дал ему имя.

Слайд 3

А в 1825 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед впервые получил алюминий, загрязненный калием и ртутью - «комочки металла по цвету и блеску похожие на олово».

Слайд 4

В то время алюминий стоил в 1500 раз дороже железа (сейчас в 3 раза). Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского химика Д.И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая - из алюминия. Чашка из алюминия стоила дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции.

Слайд 5

Основоположником электрометаллургических процессов в области производства алюминия, создателем отечественной алюминиевой промышленности считается Павел Павлович Федотьев. 27.03.1929 под его руководством на заводе «Красный выборжец» получено 8 кг первого отечественного алюминия

Слайд 6

1. Производство алюминия

По сырьевым запасам алюминий – самый распространенный в природе элемент. В земной коре имеются значительные запасы алюминиевых руд (бокситов).

Слайд 8 Слайд 9

Давайте познакомимся с современным производством алюминия. Посмотрев видеоролик «Алюминий» (www.galileo.com -10 мин.), ответим на следующие вопросы:

1. Из чего производится алюминий?

2. Как называется устройство для получения алюминия?

3. Какой процесс происходит при выплавке алюминия?

4. Сколько времени занимает процесс выплавки?

Слайд 10

3.3. Свойства алюминия

• Физические свойства

Металл серебристо-белого цвета, легкий, хорошо проводит тепло и электричество.

• Плотность — 2712 кг/м³;

• Температура плавления у технического алюминия - 658°C, у алюминия высокой чистоты - 660°C;

• Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг;

• Температура кипения — 2500 °C;

• Удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг;

• Удельная теплоемкость — 897 Дж/кг·K;

• Высокая пластичность (прокатывается даже в фольгу);

• Высокая электропроводность — 37·10⁶ См/м (65% от электропроводности меди);

• Высокая светоотражающая способность;

• Теплопроводность — 203,5 Вт/(м·К);

• Слабый парамагнетик

Слайд 11

Химические свойства алюминия

Алюминий химически активен. Окисляется кислородом; при нормальных условиях он покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и поэтому не реагирует с классическими окислителями. Алюминий устойчив против коррозии на воздухе и в воде. Поэтому широко востребован в современной индустрии.

Механические свойства алюминия

Из-за низких механических свойств чистый алюминий в качестве конструкционного материала не применяется.

Для повышения физико-механических и технологических свойств алюминий легируют различными элементами (медь, магний, кремний, цинк).

Слайд 12

3.4 Сплавы на основе алюминия

Классификация алюминиевых сплавов:

1. В зависимости от технологических свойств

Литейные - алюминий заливают в литейную форму, которая соответствует конфигурации получаемого изделия. Эти сплавы часто содержат значительные примеси кремния для улучшения литейных свойств.

Деформируемые - Эти сплавы сначала разливают в слитки, а затем придают им нужную форму.

• Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.

• Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.

• Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.

• Ковкой, если требуется получить сложные формы с повышенными механическими свойствами.

Слайд 14

1. По химическому составу

• Силумины - легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (8-13%).

Область применения: изготовление деталей сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.

Слайд 15

• Дюралюминий- сплав алюминия с медью (до 5,2%), марганцем и магнием

Применение

Является конструкционным материалом для авиационного и транспортного машиностроения.

Слайд 16

• Магналий - сплавы алюминия (основа) с магнием (1-30%) .

Применение

Изготавливают фасонные отливки, листы, проволоку, заклепки и т.д. Эти пластичные сплавы обладают хорошей свариваемостью, коррозийной стойкостью и высоким уровнем усталостной прочности.

В алюминиево-магниевых сплавах содержится до 6% магния.

Слайд 17

1. Применение алюминия

Структура применения алюминия по отраслям народного хозяйства приведена на слайде 21.

Слайд 20

Алюминий и его сплавы широко используют в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока; во всех видах транспорта, а в особенности воздушного, что привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования.

Слайд 21 Слайд 22

Также они нашли применение в гражданском строительстве при изготовлении каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и других конструкций. В автомобильной промышленности моторы, блоки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.

Слайд 23 Слайд 24

Особую популярность алюминий получил в пищевой промышленности для изготовления кухонной посуды, тары для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства, а также используется как упаковочный материал для пищевых продуктов.

Слайд 25

Использование алюминия широко и разнообразно, а в некоторых случаях даже непредсказуемо, например, в стекловарении и при изготовлении ювелирных изделий.

Слайд 26

4. Закрепление нового материала:

Вопросы на закрепление:

1. Расскажите о свойствах алюминия и его марках.

2. В чем различие между силумином и дюралюмином?

3. Объясните значение букв и цифр в марках: АЛ4, Д16.

4. Каково применение алюминиевых сплавов в автомобилестроении?

Слайд 26

Дополнительное задание: определить верность следующих утверждений (верно – неверно):

1. Алюминий не поддаётся коррозии.

2. Замена стальных деталей алюминиевыми повышает грузоподъёмность судна.

3. Из дюралюминия изготавливают литые детали.

4. Кремний содержится во всех перечисленных сплавах: Д1, АК4, АЛ25.

5. Алюминиевые радиаторы предпочтительнее стальных.

При устном ответе необходимо объяснить свои рассуждения.

1. Домашнее задание

Укажите область применения алюминия и его сплавов в автомобильном транспорте.

Заключение:

тема «Алюминий и его сплавы» является очень актуальной при подготовке специалистов разных направлений, как автомехаников, так и сварщиков, токарей и других специалистов.

6