Урок технологии "Сталь и ее производство"

Тема. Сталь и ее производство.

Цели:

• Что такое металлы и сплавы?

• На какие группы делятся металлы и сплавы?

• Привести примеры сплавов на основе железа.

Прогнозируемые результаты обучения:

учащиеся должны знать;

■ производстве чугуна и стали, термической обработке стали и

ее технологических свойствах.

■ правила охраны труда;

учащиеся должны уметь:

■ различать сталь и чугун, разбираться в технологических свойствах сталей, понимать особенности термической обработки металлов.

Оборудование и средства обучения: различные виды металлов, проектор, компьютер.

Х о д урока

I. Этап организации занятия

Проверка готовности к уроку. Мобилизация внимания.

II. Этап актуализации субъективного опыта учащихся

Вопросы учителя:

• Какой вид деятельности вы выполняли на прошлом занятии?

• Какому виду деятельности будет посвящен сегодняшний

урок, что мы будем изучать?

Какими свойствами обладает железо?

Почему чистое железо не используется в промышленности?

Назовите сплавы на основе железа?

Почему эти сплавы получили широкое распространение?

Учитель вместе с учащимися формулирует тему и учебные

задачи, определяет содержание практических заданий.

III. Этап изучения нового материал

Общий вид доменной печи

Доменная печь работает непрерывно. Периодически в печь добавляют новые порции шихты. В одной доменной печи за сутки можно получить 4000 т чугуна. Работа печи продолжается в течение нескольких лет, вплоть до капитального ее ремонта.

Чугун — сплав железа с углеродом, в котором содержании углерода составляет 2,14—6,67 %. Сырьем для производства чугуна является смесь железной руд, каменного угля (кокса) и флюсов (известняк, доломит). Такую смесь называют шихтой.

Производство стали.

Сталь получают из сырьевой шихты (чугуна

и железного металлолома) плавлением в мартеновских печах, конвертерах или электрических (электродуговых) печах.

Сталь — сплав железа с углеродом, в котором содержание

углерода составляет до 2,14 %.

Электродуговая печь.

Основные технологические свойства сталей

Обрабатываемость резанием - Способность поддаваться механической обработке режущим инструментом для придания детали определенной формы и размеров. Стали хорошо поддаются резанию как ручным способом (резка слесарной ножовкой, рубка, опиливание), так и механическим

способом (сверление, точение, фрезерование)

Ковкость - Способность без разрушения поддаваться обработке

давлением (прокатке, ковке и штамповке)

Износостойкость - Способность сопротивляться износу при трении

Коррозионная стойкость - Способность сопротивляться коррозии

Общие сведения о термической обработке стали.

Сталь, имея один и тот же химический состав, может изменять свои свойства в результате теплового воздействия — термической обработки. Термическая (тепловая) обработка заключается в нагреве стали доопределенной

(заданной) температуры, выдержке при этой температуре и в последующем охлаждении с заданной скоростью. Например, термической обработке подвергают инструменты для придания им твердости, прочности,

износостойкости.

Основными видами термической обработки стали являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

При отжиге заготовку после нагрева и выдержки медленно охлаждают вместе с печью. Отжиг снижает твердость стали, она становится мягче и лучше обрабатывается.

Процесс нормализации схож с отжигом, только охлаждение заготовки происходит на воздухе. При этом получается сталь несколько более высокой твердости и прочности, чем при отжиге.

При закалке сталь нагревают до определенной температуры (напри-

мер, до 750 °С), а затем быстро охлаждают в закалочной среде (воде,

масле или водных растворах солей). Закалка повышает твердость,

прочность и износостойкость стали, но вместе с тем делает ее более

хрупкой.

Отпуск включает нагрев остывшей закаленной стали до определенной температуры (например, до 400—500 °С), выдержку при этой температуре и охлаждение в воде, на воздухе или в масле. Отпуск снижает хрупкость стали после закалки, повышает ее пластичность, что способствует улучшению обрабатываемости заготовки.

IV. Этап первичной проверки изученного материала

Какими свойствами обладает железо? Почему чистое железо не используется в промышленности? Назовите сплавы на основе железа. Почему эти сплавы получили широкое распространение?

Назовите свойства металлов и сплавов. Какие свойства относят к

технологическим свойствам?

Как вы считаете, в чем преимущество стали при ее использовании?

У. Этап выполнения практических заданий

.

Определить по заготовкам виды металлов

VI. Этап оценки выполненных заданий

Учащиеся выполняют самооценку и взаимооценку объема и

качества выполненных работ.

.

VII. Этап подведения итогов урока

Учащиеся называют свои отметки, учитель делает количественную

и качественную оценку выполненных работ, отмечает

типичные недостатки при выполнении заданий, рекомендует

пути повышения эффективности знаний и умений учащихся

(дополнительные, поддерживающие занятия и др.).

VIII. Этап рефлексии

IX. Этап завершения занятия

Записать тему занятия и выставить отметки в дневники.

Дать рекомендации учащимся. При необходимости назначить

стимулирующие или поддерживающие занятия.

Известно ли вам что-нибудь про булатный клинок или клинок из дамасской стали? Впервые Европа познакомилась с булатом при столкновении армии Александра Македонского с войсками индийского царя Пора. Особенно поразил македонцев панцирь захваченного в плен царя. Он был сделан из необыкновенно прочного белого металла, на котором македонское оружие совсем не оставляло вмятин и царапин. Из булата были изготовлены и широкие индийские мечи, которые легко рассекали пополам македонское железо. Сабля из булата могла сгибаться на 90—120°, не ломаясь. Называли этот металл по-разному: булат, дамаск, дамасская сталь, булатная сталь, сварочная сталь, а также красное, белое и узорчатое железо.

Отличить булат легко — такую сталь называют узорчатой.

Слитки литого булата привозились из Индии в Сирию и стоили очень дорого. Поэтому сирийские кузнецы изобрели свой сварной булат и назвали его

дамасским (по названию г. Дамаска, где изготавливали оружие). В результате многолетних исследований историкам удалось выяснить, что дамасская

сталь получалась путем многократных проковок заготовки в разных направлениях. Кузнецы собирали стопку, состоящую из чередующихся пластин из мягкой и твердой стали, нагревали в горне, расковывали на колоду и разрубали на несколько частей. Затем эти части снова складывали стопкой и повторяли действия. Так продолжалось до тех пор, пока не собиралось желаемое количество слоев в изделии. Оптимальным считались пакеты с 300—500 слоями стали. До сих пор сталелитейщиков мучает вопрос, каким образом индийские мастера владели такой высокой технологией в III в. до н. э.