Мастер-класс "Классификация и маркировка сталей"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«АТКАРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ЛИЦЕЙ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

МАСТЕР-КЛАССА

по дисциплине ОП.03.«Основы материаловедения» по профессии «Сварщик (ручная и частично механизированная сварка (наплавка))»

Тема: «Классификация и маркировка сталей»

Выполнил:

преподаватель

спецдисциплин,

Козицкий Н.Ф.

Аткарск, 2017г.

Тема урока: Классификация и маркировка сталей

Цели урока:

Образовательная: изучить классификацию сталей по различным признакам и маркировку сталей, научиться расшифровывать марки сталей;

воспитательная: воспитывать ответственность за качество и правильность выполняемой работы;

развивающая: развивать монологическую речь, используя специальную терминологию;

наблюдательность, внимание в процессе поиска ошибок; мыслительную деятельность, логическое и аналитическое мышление.

Оборудование: образцы сталей, плакаты, карточки с заданиями, ПК, мультимедийный проектор.

ХОД ЗАНЯТИЯ

1-й слайд. Название темы мастер-класса его цели и задачи.

Классификация марок стали довольно разнообразна и зависит от многих факторов. Прежде всего, необходимо знать, что стали делятся по четырем признакам. Рассмотрим классификацию сталей по каждому из них.

2-й слайд. Все стали классифицируются по:

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные.

3-й слайд. Углеродистые по содержанию углерода:

-низкоуглеродистые, с содержанием углерода до 0,2 %;

-среднеуглеродистые, с содержанием углерода 0,2…0,45 %;

-высокоуглеродистые, с содержанием углерода выше 0,5 %.

Первые две цифры в марке стали указывают содержание углерода в сотых долях процента, если в начале маркировки перед буквами стоит одна цифра, то она выражает содержание углерода в десятых долях процента; при содержании углерода свыше 1% цифру перед буквами не ставят. Например,

45ХС - 0,45 % углерода; 8ХС - 0,8 % углерода; ХС - более 1 % углерода.

4-й слайд. Легированные по суммарному содержанию легирующих добавок:

-низколегированные, с содержанием легирующих элементов до 2,5 %;

-среднелегированные, с содержанием легирующих элементов до 2,5-10 %;

-высоколегированные, с содержанием легирующих элементов более 10 %.

5-й слайд. Слово "легирование" произошло от немецкого слова "legiren", означающего "сплавлять", а последнее, в свою очередь, было образовано от латинского "ligare" - "связываю, соединяю". Легированные стали, кроме углерода, содержат различные химические элементы (металлы и неметаллы), которые добавляют в сталь во время плавки, изменяя её свойства для получения более высоких физико-химических и механических свойств, чем в углеродистых сталях.

6-й слайд. Далее в маркировке следуют буквы русского алфавита, показывающие наличие соответствующих легирующих элементов в составе стали. Обозначения легирующих элементов: Х – хром, Н – никель, М – молибден, В – вольфрам, К – кобальт, Т – титан, А – азот ( указывается в середине марки), Г – марганец, Д – медь, Ф – ванадий, С – кремний, П – фосфор, Р – бор, Б – ниобий, Ц – цирконий, Ю – алюминий,  А -в середине-азот, А в конце марки –высококачественная сталь.

7-й слайд. Цифры за буквами показывают среднее процентное содержание легирующего элемента. При этом, если содержание элемента до 1,5 % , цифра не ставится. Например, Сталь15Х25Н19ВС2

В начале марки указывается двухзначное число, показывающее содержание углерода в сотых долях процента. Далее перечисляются легирующие элементы. Число, следующее за условным, обозначение элемента, показывает его содержание в процентах,
если число не стоит, то содержание элемента не превышает  1,5 %.
В указанной марке стали содержится 0,15 % углерода, 35% хрома, 19 % никеля, до 1,5% вольфрама, до 2 % кремния.
8-й слайд. По способу раскисления.

Раскисление - это процесс удаления кислорода из жидкой стали путём добавления марганца, алюминия и кремния. При затвердевании в изложнице стали ведут себя по-разному.

- спокойные (сп) - раскисляются спокойно, без газовыделения;

- кипящие (кп) - при затвердевании кислород частично реагирует с углеродом и выделяется в виде газовых пузырей окиси углерода, создавая впечатление "кипения" стали;

- полуспокойные (пс) - по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими.

При маркировке сталей индекс, стоящий справа от номера марки, означают: сп - спокойная, кп - кипящая, пс - полуспокойная.

9-й слайд. По качеству.

Количественным показателем качества стали является содержание вредных примесей - серы (вызывает хрупкость стали при высоких температурах, снижает свариваемость, ударную вязкость и коррозионную

стойкость) и фосфора (уменьшает пластичность и увеличивает склонность к образованию трещин при низких температурах - хладноломкость), поэтому их содержание в стали строго ограничивается:

- обыкновенного качества, содержат до 0,06 % S и 0,07% P;

- качественные, содержащие до 0,035 % S и 0,035% P;

- высококачественные - не более 0,025% S и 0,025% P;

- особо высококачественные - не более 0,015% S и 0, 025% P.

10-й слайд. Стали обыкновенного качества

Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп. Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая,пс - полуспокойная, СП - спокойная.

11-й слайд. Качественные стали

 Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной. Сталь 08кп, сталь10пс, сталь 45. Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

12-й слайд. По назначению

- конструкционные стали - предназначены для изготовления деталей машин и элементов строительных конструкций (обыкновенного качества, улучшаемые, автоматные, высокопрочные, рессорно-пружинные);

сталь 08кп, сталь 10кп - сталь качественная (для деталей кузовов автомобилей, корпусов и кожухов, сварных конструкций, труб, ёмкостей ит.д.)

А12, А20, А40Г - автоматная сталь с содержанием углерода 0,12%; 0,20%; 0,40% и 1,5% марганца соответственно.

12К, 15К, 16К-котельная сталь.

50С2, 55С2, 60С2- рессорно-пружинные стали.

95Х18- коррозионностойкая высокоуглеродистая сталь для подшипников, работающих в агрессивных средах.

- инструментальные стали - предназначены для изготовления различного инструмента (режущего, измерительного, штампово-прессовой оснастки);

 маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.
СтальУ8,стальУ13- (режущий инструмент). Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 % 9ХС, 12Х1-измерительный инструмент.

- стали специального назначения - стали с особыми физическими и механическими свойствами (нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие и др.)

13-й слайд. Например, Э11 - электротехническая сталь, первая цифра - содержание кремния (4 группы) %, вторая цифра - уровень электротехнических свойств (1-8): Э32-электротехническая сталь, кремния 3 %, 2 уровень электротехнических свойств. 17ХНГТ - сплав с особыми упругими свойствами. 20НТ, 46Н, 27НМ- термобиметаллы (*для тепловых реле, конденсаторов, сигнальных пожарных устройств); Ti-Ni (нитинол) - сплав с "эффектом памяти механической формы" (применяется для самораскрывающихся антенн космических аппаратов, устройства пожаротушения).

14-й слайд.

15-й слайд.

- Вот вы и ознакомились с классификацией и маркировкой сталей.

Попробуем теперь расшифровать маркировку некоторых сталей, имея конспект и справочный материал.

Схема расшифровки

Пример:

10ХСНД - 0,1 % углерода, хром, сремний, никель, медь по 1%.

20ХН3А - 0.2 % углерода, хрома до 1,5%, никель 3%, А - качественная.

35ХС - 0,35 % углерода, хрома и кремния по 1%.

16-й слайд. - А теперь предлагаю ответить на вопросы:

Какой сплав называется сталью? В чём различие между углеродистыми и легированными сталями? Что означают в марке стали буквы кп, пс, сп?

Вам предлагаются карточки с заданием. Нужно: расшифровать марку стали (верный ответ на слайде) за каждый правильный ответ 1 балл.

(на решение выделяется 5 минут.)

17- слайд.

30ХГСА

18- слайд.

19- й слайд.

20-й слайд. (Проверяются выполненные задания, подсчитываются баллы и по большему количеству набранных баллов объявляется победитель.)

Срисок литературы

Основные источники:

1. Основы материаловедения (металлообработка): учебник для нач. проф. образования / В.Н.Заплатин, Ю.И.Сапожников, А.В.Дубов и др.; под ред. В.Н.Заплатина. - 5-е изд., перераб. - М.: Издательский центр "Академия",2016. - 272 с.

Дополнительные источники:

1. Материаловедение и слесарное дело: учебное пособие./ Ю.Т. Чумаченко. - Изд. 2-е. - Ростов н/Д: Феникс, 2015. - 448 с - (НПО).