конспект урока по материаловедению

Тема урока: «Основные операции термообработки стали» Автор: Скворцова Татьяна Владимировна, преподаватель спецдисциплин ГБОУ НПО ПУ-34 Цель урока: Формирование знаний учащихся о классификации и термической обработке сталей. Задачи урока: • Формирование знания о классификации и термической обработке сталей; • воспитание технологической культуры; • Развитие познавательного интереса учащихся в области металлургической промышленности. Методы: объяснительно-иллюстративный, диалогический Тип урока: комбинированный. Оборудование: интерактивная доска, образцы сталей, таблицы по термообработке сталей. Организация учебной деятельности. Проверка количества учащихся; Актуализация знаний учащихся: 1. Где производят металл? 2. Из чего производят металл? 3. Какие виды продукции получают из металлов? 4. Вспомните, какими свойствами обладают металлы? 5. Как классифицируются стали?- ответ на данный вопрос учащиеся дают, пользуясь интерактивной доской(фрагмент № 1): напротив стрелочек написать виды сталей, а именно: - по химическому составу: - углеродистая сталь - легированная сталь - по качеству: - обыкновенного качества - качественная - высококачественная -по назначению: - конструкционная - инструментальная - специальная Объявление темы и цели урока. Изучение нового материала. Термическая обработка стали – это совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью придания им определённых свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры Цель термообработки – это придание сплавам таких свойств, которые требуются в процессе эксплуатации этих изделий. Есть упрочнение металла (например: коленчатый вал в двигателе автомобиля – к нему предъявляется повышенная прочность при эксплуатации). Но есть и такие технологические процессы, в которых термообработка не является конечной операцией, а промежуточной и её цель – снижение твёрдости стали, сплава для последующей обработки. Процесс термообработки состоит из нагревания до каких то определённых температур, выдержки детали, заготовки при этих температурах и последующем охлаждении с определённой скоростью. Термообработке подвергают заготовки (кованные, штампованные и т.д.), детали машин и различный инструмент. Для заготовок термообработка заключается в снижении твердости, улучшении их структуры, а для деталей – это придание им определённых свойств (твердости, прочности, износостойкости). Улучшение механических качеств даёт возможности использовать сплавы более простых составов, расширить область их применения. Термообработкойможно повысить допускаемые напряжения, уменьшить массу деталей и механизмов, а также существенно повысить их надёжность и долговечность, что очень важно в машиностроении. Например, упрочнению термообработкой подвергаются до 10% общей выплавки в стране, а в машиностроении до 40%. В термообработке есть следующие виды этого процесса: отжиг, закалка, отпуск, а также есть химико-термическая и термомеханическая обработка. Так как основными факторами любого вида термообработки является температура и время, то режим термообработки обычно представляется графиком в координатах t – время, где t – температура. Угол наклона характеризует скорость нагрева или охлаждения. Постоянная скорость нагрева или охлаждения изображается на графике прямой линией с определенным углом наклона. В результате термообработки в сплавах происходят структурные изменения. После термообработки металлические сплавы могут находиться в равновесном(стабильном) и неравновесном (метастабильном) состоянии. (данное объяснение сопровождается демонстрированием на интерактивной доске слайда с графиком нагрева, выдержки и охлаждения металла)-(фрагмент № 2) Виды термообработки: - Отжиг - служит для снятия напряженного состояния после холодной деформации, повышения пластичности. Заготовку нагревают до определенной температуры, выдерживают и медленно охлаждают (часто вместе с печью).(Пояснить отжиг без фазовых превращений и отжиг с фазовыми превращениями). - нормализация–отличается от отжига тем, что охлаждение происходит на воздухе. Структура стали получается более мелкозернистая, поэтому механические свойства – твердость и прочность – будут выше. - Закалка - металл нагревают до определенной температуры (например, до 750 градусов), выдерживают, а за тем быстро охлаждают в воде, масле или водных растворах солей. Закалка повышает твердость и прочность стали, но вместе с тем повышается и хрупкость. - Отпуск - служит для уменьшения хрупкости стали после закалки. Отпуск представляет собой нагрев остывшей закаленной стали до определенной температуры (например, до 400-500 градусов) с последующим охлаждением в воде или на воздухе. Отпуск повышает пластичность стали и снимает внутренние напряжения (виды отпуска: низкий, средний, высокий.Низкому отпуску подвергают режущий и измерительный инструмент). Закрепление материала: На доске демонстрируется изображение названий основных операций термообработки, температурные режимы, способы охлаждения и назначение. Учащиеся должны правильно скомпоновать все этапы. - (фрагмент №3) Д.з. : 1) в конспекте привести конкретные примеры применения операций термообработки. 2) Стр. 62-65