Методическая разработка к уроку по теме " Классификация чугуна"

Единственный путь ведущий к знанию, - это деятельность.

Бернард Шоу

Единственный путь ведущий к знанию, - это деятельность.

Бернард Шоу

Что же общего у этих изделий ?

• Чугун кагульский, ты священ Для русского, для друга славы — Ты средь торжественных знамен Упал горящий и кровавый, Героев севера губя . . . . . . . . . . . . . . . . .
• Александр Сергеевич Пушкин

Чугун чернеет одинокой Средь силикатовых песков!.. Зачем он нам в стране далёкой? Не зря ль на опыты несём?

Комитет по науке и высшей школе СПб ГБПОУ «Невский машиностроительный техникум»

Классификация чугуна

Преподаватель Сущенко Т.А.

ЦЕЛИ и ЗАДАЧИ

Что должны знать?

Что должны уметь?

Для чего это нужно?

• Цель занятия:
• Изучить виды чугунов, их структуру и свойства;
• Научиться определять виды чугунов по их структуре;
• Зная свойства чугунов, выбрать материал для изготовления деталей

Рейтинговый лист  

Первый этап

Проверка домашнего задания

Второй этап

Всесторонняя проверка знаний (тестирование)

Третий этап

+ кроссворд

Закрепление новой темы

Усвоение новой темы

рефлексия

итоги

Рейтинговый лист  

Первый этап

Проверка домашнего задания

Второй этап

10 баллов

Всесторонняя проверка знаний (тестирование)

Третий этап

8 баллов

17 баллов

6 баллов

13 баллов

5 баллов

Закрепление новой темы

Усвоение новой темы

+ кроссворд

Итоги

рефлексия

Я усвоил(а) тему полностью

3 баллов

9 баллов

5 баллов

37 баллов = «5»

Я усвоил(а) тему частично 4 балла

2 баллов

28-26 баллов = «4»

Я не усвоил(а) тему ,но понятны основные моменты 2баллов

19 баллов =«3»

Вопросы для проверки домашнего задания

1. Дайте определение чугуна

2.По какому принципу работает доменная печь?

3.Перечислить зоны доменной печи

4. Что входит в состав шихты?

5. Почему чугунная летка по уровню ниже, чем шлаковая?

6. Какие процессы происходят в доменной печи?

7. Назовите продукты доменного производства

8.Какие постоянные примеси в чугуне?

9.В какой зоне доменной печи скапливается жидкий чугун?

10. Чем выкладывают внутренние стенки доменной печи?

Ответы на вопросы домашнего задания

1. Чугун – это сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится свыше 2,14%)

2. Принцип противотока – шихта движется сверху вниз, а горячие воздушные массы – снизу вверх. Происходит тепловой взаимообмен. Шихтовой материал плавится, жидкий чугун скапливается в горне печи

3. Колошник, шахта, распар, заплечики, горн.

4. Руда, кокс, флюс

5. Плотность шлака меньше, чем плотность чугуна приблизительно в 3 раза

6. Горение топлива, восстановление железа, образование чугуна, шлакообразование

7. Чугун, шлак, доменный газ

8. Кремний, марганец, сера, фосфор

9. В горне, на лещади

10. Огнеупорными материалами: шамотом и графитизированными блоками

Оценивание результатов проверки домашнего задания

за 1 правильный ответ студент набирает 1бал.

обучающийся набрав 10 баллов, получает оценку «5»; 8 -9 баллов - оценку «4»,

6-7 баллов - оценку «3»,

меньше 6 баллов - оценку «2» .

Всесторонняя проверка знаний .

3

1

2

4

5

6

7

Вопросы к кроссворду

1.Сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится более 2, 14%.

2.Процесс введения в сплав химических элементов с целью улучшения его свойств.

3.Переход металла сварочной ванны из жидкого состояния в твердое.

4. Наука о строении и свойствах технических материалов, основной задачей, которой является установление связи между составом, структурой и свойствами.

5. Способность материалов воспринимать, не разрушаясь, различные виды нагрузок, вызывающих внутренние напряжения и деформации.

6. Твердое пористое вещество — является про­дуктом сухой перегонки каменного угля, служит топливом для плавки чугуна.

7. Изменение формы и размеров твердого тела под влиянием приложенных внешних сил.

К

Р

И

С

Л

Ч

М

Т

Е

у

А

г

Г

А

Т

И

У

Л

Р

Е

Н

Л

П

Р

К

Р

О

И

В

О

З

О

И

А

К

Ч

А

А

Д

Н

Н

Ц

С

Л

Е

И

И

О

О

Ф

Е

В

С

Я

О

Т

Е

Р

Ь

Д

М

Е

А

Н

Ц

И

И

Е

Я

Комитет по науке и высшей школе СПб ГБПОУ «Невский машиностроительный техникум»

Классификация чугуна

Преподаватель Сущенко Т.А.

Цель : изучить чугуны Задачи: -изучить:

• влияние постоянных примесей на структуру и свойства чугуна;
• классификацию чугунов;
• Свойства и применение чугунов.

-научиться:

• Устанавливать связь между структурой и свойствами чугуна;
• Определять вид чугуна по микроструктуре

• -Для чего нам это нужно знать ?

Сплавы железа с углеродом, содержащие углерода от 2,14 до 6,67 % называют чугунами.

Классификация чугуна

Чугуны

Белый чугун

Серый чугун

Высокопрочный

Ковкий чугун

чугун

Ориентировочное влияние элементов на структуру чугуна

Элементы

Содержание в %

Влияние

Кремний

на основную металлическую массу

До 3,0

Углерод

Относительное графитизирующее действие

на графит

Уменьшение содержания перлита

Более 1,7

То же

Марганец

» 0,8

при затвердевании

Увеличение количества и укрупнение

Фосфор

» 1,0

+ 1,0

Размельчение перлита

То же

в твердом состоянии

Образование серни­стого марганца

Сера

До 1,0

+ 1,0

+ 1,0

Слабое размельчение

То же, но умень­шение количества

Образование

Никель

» 0,2

От +0,2 до + 0,5

Хром

» 1,5

Образование

— 0,2

Влияет слабо

фосфидов

» -0,2 » 0,5

сульфидов

Уменьшение количества

П римечания: 1. Знак «+» обозначает положительное, а знак «—» — отрицательное влияние.

Размельчение

» 1,0

+ 0,1

» + 0,1 » —0,2

То же

Увеличение количества и слабое размельчение

перлита

— 2,0

+ 0,4

» - 2 » - 4

Уменьшение количества и слабое размельчение

» + 0,4 » - 0,2

- 1,2

» - 1,2 » - 3,0

Диаграмма железо -углерод

Процесс графитизации

Графит – это полиморфная модификация углерода. Способы образования графита в чугуне - из жидкой фазы; - при разложении ранее образовавшегося цементита.

• Графитизацию из жидкой фазы, а также от распада цементита первичного и цементита, входящего в состав эвтектики, называют первичной стадией графитизации.
• Выделение вторичного графита из аустенита называют промежуточной стадией графитизации.
• Образование эвтектоидного графита, а также графита, образовавшегося в результате распада цементита, входящего в состав перлита, называют вторичной стадией графитизации.

Классификация чугунов в зависимости от состояния углерода

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

белый чугун – углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск

серый чугун – весь углерод или большая часть находится в свободном состоянии в виде графита

половинчатый – часть углерода находится в свободном состоянии в форме графита

высокопрочный чугун графитные включения имеют шаровидную форму

ковкий чугун - графитные включения имеют хлопьевидную форму

Формы графита: • пластинчатый; • шаровидный; • хлопьевидный; • вермикулярный .

В зависимости от формы графита и условий его образования различают следующие группы чугунов

серый – с пластинчатым графитом

высокопрочный – с шаровидным графитом

ковкий – с хлопьевидным графитом

Схемы микроструктур чугуна в зависимости от металлической основы и формы графитовых включений

Серый чугун

Свойства

Механические свойства серого чугуна зависят от количества и размера графитных включений. По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность. Поэтому графитные включения можно считать нарушениями сплошности, ослабляющими металлическую основу. Так как пластинчатые включения наиболее сильно ослабляют металлическую основу, серый чугун имеет наиболее низкие характеристики, как прочности, так и пластичности среди всех машиностроительных чугунов. Уменьшение размера графитных включений улучшает механические свойства.

Применение

Учитывая малое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать этот материал для деталей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам. В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, направляющие; в автостроении - блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления. Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.

Ковкий чугун

В ковком чугуне форма графитных включений – в виде хлопьев, что в меньшей степени разрушает металлическую основу , чем в сером чугуне.

Свойства

Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33-8, КЧ 37-12) имеют более высокую пластичность, а перлитные (КЧ 50-4, КЧ 60-3) более высокую прочность

Применение Используются для изготовления прокатных валов, вагонных колес с отбеленным ободом, шаров для шаровых мельниц. Для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа, используются белые чугуны, легированные хромом, хромом и марганцем, хромом и никелем. Отливки из такого чугуна отличаются высокой твердостью и износостойкостью. Для деталей, работающих в условиях износа при высоких температурах, используют высокохромистые и хромоникелевые чугуны. Жаростойкость достигается легированием чугунов кремнием ( 5…6 %) и алюминием ( 1…2 %). Коррозионная стойкость увеличивается легированием хромом, никелем, кремнием. Для чугунов можно применять термическую обработку .

Марки серого чугуна для отливок, применяемых в основных отраслях машиностроения

Отрасль машиностроения

Назначение отливок

Автостроение

Марка чугуна (по ГОСТ 1412 – 70)

Коробки скоростей, всасывающие и вы­хлопные трубы, маховики

СЧ 15-32

Блоки цилиндров

Тракторостроение

СЧ 18-36 СЧ 24-44

Головки цилиндров

Станкостроение

Гильзы цилиндров

СЧ 21-40; СЧ 28-48

СЧ 21-40

Станины прессов, гидроцилиндры

СЧ 32-52

Станины станков, разметочные плиты, ги­дроцилиндры, клапаны

СЧ 21-40

Основания станков, салазки, столы

СЧ 18-36

Корыта, краники, основания, плиты

Дизелестроение

СЧ 00

Мелкие и средние неответственные от­ливки

СЧ 15-32

Выхлопные трубы, маховики, фундаментные рамы, картеры, крышки рабочих цилинд­ров, блоки и другие ответственные от­ливки

СЧ 21-40

Закрепление новых знаний.

1.Установить соответствие структуры белого чугуна и названия

1.Доэвтектический

2. эвтектический

3.заэвтектический

• 2. Указать стрелками направление изменения механических свойств( прочности, твердости ,пластичности) у чугуна в зависимости от металлической основы и формы графитных включений

Я усвоил(а) тему полностью

Я усвоил(а) тему частично

5 баллов

4 балла

Я не усвоил(а) тему,

но понятны основные моменты

2баллов

• Подведение итогов

Первый этап

Проверка домашнего задания

Второй этап

10 баллов

Всесторонняя проверка знаний (тестирование)

Третий этап

8 баллов

17 баллов

6 баллов

13 баллов

5 баллов

Закрепление новой темы

Усвоение новой темы

+ кроссворд

Итоги

рефлексия

Я усвоил(а) тему полностью

3 баллов

9 баллов

5 баллов

37 баллов = «5»

Я усвоил(а) тему частично 4 балла

2 баллов

28-26 баллов = «4»

Я не усвоил(а) тему ,но понятны основные моменты 2баллов

19 баллов =«3»

• Домашнее задание

по теме «Структура чугуна» [1, с.119-124] Заполнить таблицу

Элементы

Содержание, %

Влияние

C

Si

На металлическую основу

Mn

На графитизацию

S

На свойства

P