Методическая разработка учебного занятия с применением инновационных технологий обучения. Тема: Алюминий и его сплавы: свойства, область применения. Медь и ее сплавы: свойства, область применения. Титан, магний и их сплавы. Олово, свинец, цинк и их сплавы

Методическая разработка учебного занятия с применением инновационных технологий обучения. Тема: Алюминий и его сплавы: свойства, область применения. Медь и ее сплавы: свойства, область применения. Титан, магний и их сплавы. Олово, свинец, цинк и их сплавы.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Технология: перспективно- опережающее обучение с использованием опорных схем при комментируемом управлении
Процесс обучения материаловедению иногда я строю на основе перспективно- опережающего обучения с использованием опорных схем при комментируемом управлении, что позволяет сэкономить время на уроке для закрепления изученного материала, углубления, опережения, для развития умений и навыков при выполнении практических заданий. На уроках я использую стенды, схемы, рисунки, таблицы.
Схемы и таблицы (опорные конспекты) позволяют быстрее продвигаться в учении, систематизировать свои знания, развивать логическое мышление и речь обучающихся.
Использование опорных конспектов на уроке позволяет сэкономить время, например, на этапах объяснения и обобщения материала и увеличить промежуток времени для закрепления, повторения изученного, на развитие навыков и умений при выполнении практических заданий.
Опорные конспекты – это выводы, к которым обучающиеся должны прийти в момент объяснения или обобщения материала. Оформляют их обучающиеся по-разному: в виде таблиц, карточек, рисунков и т.д.Основные конспекты должны находиться перед глазами обучающихся несколько уроков подряд до полного усвоения учебного материала. Схема – опора мысли обучающегося, опора его деятельности.
Опорные конспекты обеспечивают высокую работоспособность, энергичный темп урока. Вся сложная, но необходимая информация читается по схемам. Представленный урок демонстрирует работу с использованием опорных схем.
Тема: Алюминий и его сплавы: свойства, область применения. Медь и ее сплавы: свойства, область применения. Титан, магний и их сплавы. Олово, свинец, цинк и их сплавы.
Цели занятия:
Образовательная: Содействовать усвоению понятия об алюминии и его сплавах, свойствах и области применения. Обеспечить усвоение материала о меди и ее сплавах, свойствах и области применения. Подвести обучающихся к пониманию особенностей титана, магния и их сплавов. Показать основание и особенности олова, свинца, цинка и их сплавов. Устранить пробелы в знаниях обучающихся о сплавах, рассмотреть особенности их производства. Помочь овладению практическими приемами анализа теоретического материала. Обучать умению осуществлять планомерный поиск ответов на поставленные вопросы.
Развивающая: Развитие познавательной активности, памяти, внимания, логического мышления, грамотной речи. Формирование навыков самостоятельной работы, навыков само- и взаимооценки, навыков работы в команде. Развивать умения анализировать документы, сравнивать, сопоставлять, делать выводы; умения, необходимые для применения полученных знаний при решения практических задач, выборе форм поведения и способов защиты прав и интересов личности.
Воспитательная:
Содействовать техническому воспитанию обучающихся. Способствовать стремлению получать новые знания, которые будут полезны при дальнейшем обучении. Воспитание устойчивого интереса к изучению материаловедения, ответственного и серьезного отношения к групповой деятельности.
Методическая цель: интерактивное обучение через перспективно- опережающее задание с использованием опорных схем при комментируемом управлении.
Технология: перспективно- опережающее обучение с использованием опорных схем при комментируемом управлении, игровая технология.
Цель данной технологии: реализация гуманистического подхода на основе эффективности управления и организации учебного процесса; формирование активной познавательной и мыслительной деятельности обучающихся через сотрудничество, партнерство, доброжелательность и взаимопомощь; предупреждение ошибок, а не работа над ними; дифференциация, доступность заданий для каждого.
Методы и приемы обучения: комментируемое управление, проектная деятельность, объяснительно- иллюстративный метод, методы наглядной передачи информации и зрительного восприятия информации (приёмы: наблюдение, демонстрация опыта, презентация), методы стимулирования и мотивации обучающихся (приёмы: создание проблемной ситуации, проблемное изложение, групповая исследовательская деятельность, выполнение творческого задания), методы контроля.
Принципы обучения: принцип научности, принцип наглядности, системный подход к изучению материала, доступность изложения, опора на интуицию.
Формируемые компетенции:
1.Учебно- познавательные:
Умение ставить познавательные задачи, цели;
Анализировать, находить причины явлений, обозначать свою позицию по отношению к изучаемой проблеме;
Формулировать выводы;
Умение использовать имеющиеся знания по обществознанию в стандартных и нестандартных ситуациях;
Умение планировать учебную деятельность с целью достижения прогнозируемого результата;
Осуществление анализа собственной деятельности, способность к самооценке, рефлексии;
2.Компетенции личностного самосовершенствования:
Формирование культуры мышления и поведения
Освоение различных видов деятельности в рамках саморазвития;
3.Информационные компетенции:
Овладение навыками работы с учебным раздаточным материалом; различными источниками информации;
Умение ориентироваться в информационных потоках, уметь выделять в них главное, необходимое;
Владение навыками работы с персональным компьютером для решения учебных задач;
Самостоятельный поиск, извлечение, систематизация, анализ и представление различной информации согласно поставленной задаче.
4.Коммуникативные компетенции:
Навыки работы в группе;
Уважение иной точки зрения;
Умение ценить совместную работу;
Умение выступать перед аудиторией;
Умение аргументировано доказывать свою точку зрения;
Умение корректно вести учебный диалог.
5.Здоровьесберегающие компетенции:
Знать и уметь применять правила техники безопасности в учебной ситуации
Тип занятия: комбинированное.
Место проведения: учебная аудитория
Время: 90 минут
Дидактическая база занятия:
Презентация по теме.
Компьютер, мультимедийный проектор.
Индивидуальные карточки.
Видеофильмы: «Алюминий», «Магнитные свойства алюминия», «»Сварка алюминия», «Обработка алюминия», «Алюминий и его сплавы», «Получение меди», «Титан и его сплавы», Температура плавления: олова, цинка, алюминия и свинца»
Межпредметные связи:
Физика
Химия
Информатика
Хронокарта занятия:
1.Организационная часть – 5 мин.
2.Контроль исходного уровня знаний – 20 мин.
3.Изучение нового материала – 45 мин.
4.Закрепление – 10 мин.
5.Подведение итогов, рефлексия – 5 мин.
6.Задание на дом – 5 мин.
Итого: 90 мин.
Ход занятия:
1.Организационная часть:
Преподаватель:
1.Приветствует обучающихся
2.Обращает внимание на внешний вид обучающихся
3.Обращает внимание на санитарное состояние учебной аудитории.
4.Проверяет готовность обучающихся к занятию.
5.Отмечает отсутствующих (через доклад старосты).
2.Контроль исходного уровня. Тема: Понятие о термической обработке. Основные виды термической обработки. Назначение и область применения термической обработки.
1. Задание в тестовой форме.
1.Отметьте стали, для которых предпочтительна нормализация, а не отжиг:
а)легированные;
б)низкоуглеродистые;
в)среднеуглеродистые;
г)высокоуглеродистые;
д)специальные стали и сплавы.
2.Подчеркните характерные отличия отжига от нормализации:
а)возможность получения у стали мелкозернистой структуры;
б)скорость охлаждения;
в)температура нагрева;
г)назначение;
д)оборудование для проведения операции;
е)охлаждающая среда.
3.Подчеркните виды дефектов термообработки, которые являются необратимыми:
а)окисление и обезуглероживание;
б)пережог;
в)перегрев;
г)недостаточная твердость;
д)коробление и трещины.
4.Перечислите особенности термообработки:
а) легированных сталей —
б) ковкого чугуна —
5. Термическая обработка, в результате которой металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к равновесной, называется…
а. отжиг,
б. закалка,
в. отпуск
г старение
6. Термическая обработка, в результате которой в сплавах образуется неравновесная структура пересыщенного твердого раствора, называется…
а. отжиг,
б. закалка,
в. отпуск
г старение
7. Термическая обработка, в результате которой в предварительно закаленном сплаве происходит фазовое превращение, приближающее его структуру к равновесной, называется…
а. отжиг,
б. закалка,
в. отпуск
г старение
8. Термическая обработка, в результате которой из пересыщенного твердого раствора выделяются мелкодисперсные частицы второй фазы, формирующие равновесную структуру, называется…
а. отжиг,
б. закалка,
в. отпуск
г старение
9. Низкий отпуск стали проводится при температуре
а. 150-200°С
б. 350-450 °С
в. 550-650°С
10. Средний отпуск стали проводится при температуре
а. 150-200°С
б. 350-450 °С
в. 550-650°С
11. Высокий отпуск стали проводится при температуре
а. 150-200 °С
б. 350-450 °С
в. 550-650°С
12. Отжиг (разупрочняющая термообработка) дуралюмина заключается в нагреве сплава до
а. 150°С
б. 350 °С
в. 550°С
13. Отжиг, который, частично или полностью устраняет отклонения от равновесного состояния структуры, возникшие при литье, обработке давлением, сварке и др. технологических процессах, называется
а. отжиг 1-го рода
б. отжиг 2-го рода
14. Отжиг, при котором происходят качественные или только количественные изменения фазового состава (типа и объёмного содержания фаз) при нагреве и обратные изменения при охлаждении, называется
а. отжиг 1-го рода
б. отжиг 2-го рода
15. Изделия из каких сталей подвергают цементации? Подчеркните пра-вильный ответ:
а)из низкоутлеродистых;
б)среднеутлеродистых;
в)высокоутлеродистых.
2.Фронтальный опрос.
1. С какой целью изделия подвергают поверхностному упрочнению?
2.Укажите три метода поверхностного упрочнения изделий:
3.В чем заключается химико-термическая обработка сталей и сплавов?
4. Какой физический процесс лежит в основе химико-термической обработки сталей и сплавов?
5.Что называется цементацией?
6. В какой среде проводят цементацию
7.Какие науглероживающие материалы используют при цементации?
Рис. Виды химико-термической обработки («звездочка»)
8. Почему стальные детали цементируют после механической обработки?
.
9. В какой среде осуществляют азотирование?
10. Что называется азотированием?
3. Индивидуальный письменный опрос
1. Запишите в «лучах звездочки» виды химико-термической обработки
2.. Заполните таблицу
Таблица 4.1
Достоинства и недостатки различных видов химико-термической обработки
Вид химико-термической обработки Достоинства Недостатки
111. Изучение нового материала
1. Формирование целей и задач урока.
Преподаватель: Сегодня мы будем говорить о цветных металлах, которые являются самыми распространенными в природе и используемые в промышленности и в частности о металле и его сплавах, которые называют крылатым так как благодаря своим физико-химическим свойствам его широко применяют в авиации.
Исходя из того, что вы уже услышали, как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке?
«Мозговой штурм» в течении 1 минуты определите для себя и заполните таблицу: что вы уже знаете, а что хотите узнать.
Знаю Хочу узнать
-И что умеете, а чему хотите научиться?
Умею Хочу научиться
- Какие учебные задачи нам предстоит решить, какие компетенции сформировать
Давайте познакомимся с компетенциями, которые нам необходимо сформировать. Откройте свои методички и выберите компетенции. Которые мы можем сформировать на данном занятии.
Преподаватель: Наше занятие будет проходить в форме работы «малых групп Поэтому прошу вас организоваться и представить сейчас нам ваших модераторов. Объяснение обязанностей модераторов группы.
2. Сообщение темы: Алюминий и его сплавы: свойства, область применения. Медь и ее сплавы: свойства, область применения. Титан, магний и их сплавы. Олово, свинец, цинк и их сплавы.
План:
Алюминий и его сплавы: свойства, область применения.
Медь и ее сплавы: свойства, область применения.
Титан, магний и их сплавы.
Олово, свинец, цинк и их сплавы.
Вопрос: Алюминий и его сплавы: свойства, область применения.
Разбивка на кластеры.
Преподаватель напоминает правила кластера.
Преподаватель на доске пишет слово Алюминий и просит обучающихся написать в тетради два-три понятия по ассоциации.
Алюминий хорошо обрабатывается давлением и легко образует сплавы. Даже при обычной температуре поверхность его быстро покрывается тонкой (0,00001 мм) матовой оксидной пленкой. Эта пленка прочная, твердая, гибкая и не отстает от основного металла при растяжении, сжатии, закручивании и изгибе. Она защищает алюминий от коррозионного действия влаги и воздуха.
Алюминий называют крылатым металлом, так как благодаря своим физико-химическим свойствам его широко применяют в авиации. Так, самолет на 2/3 состоит из алюминия и его сплавов, а авиационный мотор — на 1/4 из сплавов алюминия. Алюминий применяют также в электропромышленности, машиностроении, пищевой промышленности, пиротехнике. В производстве металлов он занимает второе место (после железа) .
Алюминий получают электролизом оксида алюминия Al203. Установлены следующие марки алюминия (ГОСТ 11069-74): А999, А995, А99, А97, А95, А85, А8, А7, А6, А5, АО, А и АЕ. Алюминий марок А85-АЕ, содержащий до 2 % примесей, называется алюминием технической чистоты.
Основные примеси в алюминии — железо и кремний. Они входят в состав алюминия примерно в равных количествах — от сотых до десятых долей процента.
Железо в твердом алюминии практически не растворяется.
Железо во всех сплавах алюминия является вредной примесью, так как оно снижает электропроводность и коррозионную стойкость сплавов и ухудшает их пластические свойства. Исключение составляют жаропрочные сплавы, в которых железо — примесь полезная. Кремний растворим в железе при комнатной температуре в количестве не более 0,12 %; при 570 °С растворимость его достигает 1,6 %. Влияние кремния на механические и физико-химические свойства алюминия подобно железу.
Для сплавов алюминия характерно, что в результате добавок менее коррозионностойких металлов получаются сплавы высокой коррозийной стойкости (например, типа магналия с 3—5 % Мg, сплавы с марганцем и кремнием) и, наоборот, если данный металл более устойчив против коррозии, чем алюминий, то сплавы получаются низкой коррозионной стойкости (например, AI—Сu).
Сплавы алюминия обладают, как правило, более высокими механическими свойствами, чем чистый алюминий. Поэтому в промышленности широкое распространение получил не чистый алюминий, а его сплавы с медью, цинком, магнием, кремнием, марганцем и другими металлами.
Все существующие алюминиевые сплавы по их технологическим свойствам делят на две группы:
обрабатываемые давлением (деформируемые)
литейные.
Деформируемые сплавы разделяют также на следующие группы:
1) технический алюминий;
2) алюминиевомарганцевый сплав АМЦ;
3) алюминиевомагниевые сплавы (магналии); обозначаются буквами АМг (с цифрой, указывающей процент содержания магния. Если цифры нет, то магния в сплаве меньше 2,5 %;
4) типа "авиаль" с магнием и кремнием: АД31, АДЗЗ, АД35 и А8 (в последний входит немного меди);
5) с медью и магнием типа дюралюминий, обозначаемые буквой Д с цифрой, указывающей номер сплава, например Д1, Д16;
6) высокопрочные алюминиевые сплавы, в которые, кроме алюминия, входят еще три компонента: цинк, магний и в большинстве случаев медь; обозначается буквой В с цифрой, например В92 (без меди); В95;
7) ковочные (жаропрочные), обозначаемые буквами АК с цифрой (АК2, АК4 и др.) и применяемые для поковок и штамповок.
Сплавы групп 1—3 не упрочняются термической обработкой, сплавы групп 4—6 упрочняются (закалкой с последующим старением).
Кроме приведенных выше обозначений, к маркам сплава добавляют еще буквы, указывающие состояние изделий или вид обработки.
Например, Н — нагартованное состояние; П — полунагартованное; М — обожженное; Т — закаленное и естественно состаренное; Т1 — закаленное и искусственно состаренное при 135—180 °С, Ч, ПЧ — указывают на содержание примесей в сплаве.
Алюминиевые сплавы характеризуются высокой удельной прочностью и простотой изготовления из них полуфабрикатов, а также высокой коррозионной стойкостью, в 10—20 раз превышающей стойкость обычной конструкционной стали, и повышенной пластичностью при низких температурах. Изделия из алюминиевых сплавов при ударе не дают искр. Конструкции из алюминиевых сплавов устойчивы против сейсмических нагрузок, огнестойки и имеют хороший внешний вид.
Прочностные свойства алюминиевых сплавов зависят от их типа, марки и состояния, вида, формы и размера полуфабрикатов, условий работы и других факторов.
Сплав Д21 применяют в основном в виде поковок, штамповок и прессованных заготовок.
Сплав Д19, принадлежащий к системе AI—Сu—Мg, упрочняется закалкой с 500—515 °С в воде и последующим естественным старением не менее 10 сут. При этом он незначительно изменяет свою пластичность. Из него выпускают все виды полуфабрикатов.
Сплав В92, принадлежащий к системе AI—Zn—Мg, упрочняется как при естественном, так и при искусственном старении. Механические свойства его достигают максимума после закалки с 440—460 °С и искусственного старения при 100 С. Его применяют для изготовления всех видов полуфабрикатов.
Из сплава ВАД23 системы AI—Сu—Мg также изготовляют полуфабрикаты всех видов. Этот сплав среди всех других деформируемых сплавов алюминия характеризуется самыми высокими значениями временного сопротивления и предела текучести при нормальных и повышенных (до 160-180 °С) температурах, но после искусственного старения пластичность его понижается.
Сплав АМг6 системы AI—Мg наиболее широко распространен в технике. Он имеет высокую коррозионную стойкость, хорошо сваривается, очень пластичен, не упрочняется термической обработкой и его применяют для производства всех видов полуфабрикатов, которые поставляют только в отожженном или отожженном и дополнительно нагартованном состояниях. После нагартовки прочность этого сплава резко повышается, а пластичность уменьшается. Для снятия нагартовки применяют обжиг при 300—350 °С с охлаждением на воздухе.
Промышленность выпускает листы из алюминиевых сплавов следующих видов:
1) горячекатаные, без термообработки (АД1, ДА1, Д16А, Д16А-Б, АМгА, АМцА, ABA, В95А);
2) отожженные (Д1АМ, Д16АМ, В95АМ, АВ-М, АМцАМ, АМгАМ, АДМ, АД1М);
3) полунагартованные (АМцАП, АМгАП);
4) нагартованные (АДН, АД1 Н, АМцАН) ;
5) закаленные и естественно состаренные (Д1АТ, Д16АТ, Д16АБТ);
6) закаленные и естественно состаренные повышенного качества прокатки (Д1АТВ, Д16АТВ, Д16АБТВ);
7) закаленные и искусственно состаренные (АВАТ1, В95АТ1);
8) закаленные и искусственно состаренные повышенного качества прокатки (В95АТ1В);
9) нагартованные после закалки и естественного старения (Д16АТН, Д16АБТН);
10) нагартованные после закалки и естественного старения повышенного качества прокатки (Д16ТАНВ, Д16АВТНВ).
Вопрос: Медь и ее сплавы: свойства, область применения.
МЕДЬ.Медь относится к самым распространенным цветным металлам. Она обладает высокими антикоррозийными свойствами как при нормальных атмосферных условиях, так в пресной и морской воде и других агрессивных средах. Однако медь не устойчива в аммиаке и сернистых газах.
Медь легко поддаётся обработке давлением и пайкой. Обладая невысокими литейными свойствами, медь тяжело режется и плохо сваривается. На практике медь используется в виде прутков, листов, проволоки, шин и труб.
Бескислородная М0 (0,001% O2) и раскисленная М1 (0,01% О2) медь широко применяется в электронике, электровакуумной технике, в right165100электротехнической промышленности.
Сплавы, содержащие в своём составе медь, обладают высокими антикоррозийными свойствами, хорошо сопротивляются износу и имеют высокие технические и механические характеристики.
Медь бывает разных марок: М00, М0, М1, М2 и М3. Марки меди определяются чистотой её содержания.
В меди марок М1р, М2р и М3р содержится 0,01% кислорода им 0,04% фосфора. В составе меди марок М1, М2 и М3 процентное содержание кислорода составляет 0,05-0,08 %.
Марка М0б характеризуется полным отсутствием кислорода. Процентное содержание кислорода в марка МО составляет до 0,02%.
Как примеси влияют на свойства меди
В зависимости от того, как примеси взаимодействую с медью, они подразделяются на три группы:
Примеси, которые образуют с медью твёрдые растворы – никель, сурьма, алюминий, цинк, железо, олово и др. Эти примеси оказывают существенное влияние на электропроводность и теплопроводность меди, снижая их. Ввиду этого в качестве проводников тока используют медь М0 и М1, в состав которых входит не более 0,002 As и 0,002 Sb. Горячая обработка давлением затрудняется, если в ней содержится сурьма.
Примеси, которые практически не растворяются в меди – висмут, свинец и др. Практически не влияют на электропроводность меди, но затрудняют её обработку давлением.
Хрупкие химические соединения, образующиеся в примеси меди с серой и кислородом. Кислород, входящий в состав меди, в значительной мере снижает её прочность и уменьшает электропроводимость. Сера способствует улучшению обрабатываемости меди резанием.
БРОНЗА.Бронзой называется сплав меди с алюминием, кремнием, оловом, бериллием и другими элементами, кроме цинка. Бронзы бывают алюминиевыми, кремниевыми, оловянными, бериллиевыми и т.д. – в зависимости от легирующего элемента.
Маркировка бронзы представляет собой определенную последовательность, начинающуюся с буквосочетания «Бр», после которого указываются легирующие элементы. Легирующие элементы перечисляются, начиная с элемента, который находится в максимальном процентном содержании относительно остальных.
Все бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные.
Оловянные бронзы. Оловянные бронзы применяются в химической промышленности и в качестве антифрикционных материалов благодаря высоким антикоррозийным и антифрикционным свойствам.
Легирующие элементы оловянных бронз – фосфор, цинк, никель. Цинк, входящий в состав оловянных бронз в количестве до 10%, служит для того, чтобы стоимость бронз стала меньше. Фосфор и свинец способствуют повышению антифрикционных свойств бронзы и улучшают их обрабатываемость резанием.
Литейные оловянные бронзы применяются:
Деформированные бронзы - БрОФ6,5-0,4; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5 – используются в качестве пружин, антифрикционных деталей, мембран
Литейные бронзы - БрО3Ц12С5, БрО3Ц12С5, БрО4Ц4С17 – используются в антифрикционных деталях, арматуре общего назначения
Безоловянные бронзы – это двойные или многокомпонентные бронзы без олова, в состав которых входя такие элементы как марганец, алюминий, свинец, железо, никель, кремний, бериллий.
Алюминиевые бронзы обладают высокими технологическими и механическими свойствами, коррозийной стойкостью в условиях тропического климата и в морской воде. Для глубокой штамповки на практике используют однофазные бронзы, двухфазные бронзы применяются в виде фасонного литья и подвергают горячей деформации.
Алюминиевые бронзы, обладая более низкими литейными свойствами в сравнении с right306070оловянными бронзами, способствуют более высокой плотности отливок.
Кремнистые бронзы. Кремний, входящий в состав бронзы (до 3,5%), повышает её пластичность и прочность. В сочетании с марганцем и никелем коррозийные и механические свойства кремнистых бронз повышаются. Они широко применяются при работе в агрессивной среде, для изготовления пружинящих деталей, которые должны работать при температуре до 2500°C.
Бериллиевыне бронзы обладают высокой прочностью благодаря термической обработке. Для них характерны высокие характеристики упругости, предела текучести и временного сопротивления, устойчивы к коррозии. Применяются в электронной технике, для пружинящих контактов, мембран, деталей, которые работают на износ.
Свинцовые бронзы представляют собой сплавы, состоящие из включения свинца, который практически не растворяется в меди, и кристаллов меди. Высокие антифрикционные свойства свинцовых бронз позволяют применять их для изготовления деталей, которые работают в условиях больших скоростей и повышенного давления (вкладыши подшипников скольжения). За счёт высокой теплопроводности, свинцовые бронзы БрС30 способствуют отведению теплоты, возникающей при трении.
Бронзы, легированные оловом и никелем, отличаются повышенными коррозийными и механическими свойствами.
Безоловянные бронзы применяются:
Алюминиевые бронзы - БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4, БрА9Ж3Л, БрА10Ж3Мц2 – применяются для обработки давлением, в качестве деталей химической аппаратуры, арматуры и антифрикционных деталей
Кремниевые бронзы - БрКМц3-1- применяются в качестве проволоки для пружин, лент, арматуры
Бериллиевая бронза - БрБ2 – используется как прутки, проволоки для пружин, ленты, полосы
Свинцовая бронза- БрС30- применяется в антифрикционных деталях
ЛАТУНЬ. Сплав меди с цинком, процентное содержание цинка в котором составляет от 5 до 45%, называется латунью. Латунь, в состав которой входит 2-20% цинка, называется томпак или красная латунь. Если содержание цинка равно 20-36%, то такая латунь называется жёлтой. Латуни, с более чем 45% цинка в своём составе, применяются крайне редко.
Классификация латуней:
· Простые (двухкомпонентные) – сплавы которые состоят из цинка и меди с незначительными примесями других элементов;
· Специальные (многокомпонентные) латуни в своём составе помимо меди и цинка включают ряд других легирующих элементов.
Простые латуни. Двухкомпонентные латуни обозначаются заглавной буквой «Л», за которой следует двузначная цифра, определяющая среднее значение процентного содержания меди в сплаве (Л80-латунь, в состав которой входит 80% меди и 20% цинка).
Классификация простых латуней приведена в таблице:
Сплав Марка Состав сплава, %
Медь Примеси, не более
Томпак Л96 95-97 0,2
Л90 88-91 0,2
Полутомпак Л85 84-86 0,3
Л80 79-81 0,3
Латунь Л70 69-72 0,2
Л68 67-70 0,3
Л63 62-65 0,5
Л60 59-62 1,0
Простые латуни легко поддаются обработке давлением. Обычно, они поставляются в виде труб и трубок, отличающихся по форме сечения, в виде лент, полос, проволоки, листов. Для изделий из латуни, обладающих высоким внутренним напряжением, хапактерно растрескивание, которого можно избежать, если перед длительным хранением провести отжиг при низких температурах (200-300°C).
Специальные латуни. Многокомпонентные латуни представлены в большей разновидности, чем простые.
Маркировка специальных латуней начинается с заглавной буквы «Л», после которой обозначается последовательность легирующих элементов сплава (за исключением цинка) и их процентное содержание, начиная с преобладающего в сплаве элемента. Количество цинка определяется в соответствии с разницей от 100%.
Легирующие элементы латуни, среди которых основными являются кремний, left385445марганец, свинец алюминий, железо и никель, оказывают существенное влияние на свойства латуней:
Олово способствует повышению прочности и коррозийной стойкости латуней в морской воде;
Марганец (особенно сочетаясь с оловом, железом и алюминием), а также никель повышают устойчивость сплава к коррозии и его прочность;
Свинец, входящий в состав сплава, ухудшает его механические свойства, обеспечивая при этом лёгкость в обработке резанием, поэтому латуни, которые предполагают дальнейшую обработку см помощью станков-автоматов, имеют именно свинец в качестве основного легирующего элемента;
Содержание кремния в сплавах из латуни негативно сказывается на их прочности и твёрдости. Однако если латуни легированы одновременно свинцом и кремн6ием, их антифрикционные свойства повышаются, и такие латуни могут заменить более дорогостоящие сплавы (например, оловянные бронзы).
Специальные латуни применяются:
Деформируемые латуни ЛАЖ60-1-1 применяются в качестве прутков, труб, ЛЖМц59-1-1 и ЛС59-1 в качестве труб, прутков, полос, проволоки
Литейные латуни ЛЦ40Мц3Ж применяются в деталях, сложных по своей конфигурации, гребных винтах и лопастях и др.; ЛЦ30А3- детали, устойчивые к коррозии; ЛЦ40С нашли применение в арматуре, сепараторах шариковых втулках и др.
Вопрос: Титан, магний и их сплавы.
Титан — серебристо-белый металл с высокой механической прочностью и высокой коррозионной и химической стойкостью.
Для производства титана используют рутил, ильменит, титанит и другие руды, содержащие 10 — 40 % двуокиси титана ТiO2. После обогащения концентрат титановых руд содержит до 65% ТiO2. ТiO2 и сопутствующие окислы железа разделяют восстановительной плавкой.
В процессе плавки окислы железа и титана восстанавливаются, в результате чего получают чугун и титановый шлак, в котором содержится до 80 — 90% ТiO2.
Титановый шлак хлорируют, в результате чего титан соединяется с хлором в четыреххлористый титан TiCl4. Затем четыреххлористый титан нагревают в замкнутой реторте при температуре 950—1000 °С в среде инертного газа (аргон) вместе с твердым магнием.
Магний отнимает хлор, превращаясь в жидкий МgСl2, а твердые частицы восстановленного титана спекаются в пористую массу, образуя титановую губку. Путем сложных процессов рафинирования и переплава из титановой губки получают чистый титан. Технически чистый титан ГОСТ 19807—74 содержит 99.2—99.65 % титана.
Магний — самый легкий из технических цветных металлов, его плотность 1,740 кг/м3, температура плавления 650 °С. Технически чистый магний непрочный, малопластичный металл с низкой тепло и электропроводностью. Для улучшения прочностных свойств в магний добавляют алюминий, кремний, марганец, торий, церий, цинк, цирконий и подвергают термообработке.
Для производства магния используют преимущественно карналлит МgСl2·КСl·6Н2O, магнезит МgС03, доломит СаС03·МgС03 и отходы ряда производств, например титанового. Карналлит подвергают обогащению, в процессе которого отделяют КСl и нерастворимые примеси путем перевода в водный раствор МgСl2 и КСl.
После получения в вакуум- кристаллизаторах искусственного карналлита, его обезвоживают и электролитическим путем получают из него магний, который затем подвергают рафинированию. Технически чистый магний (первичный) содержит 99,8 — 99,9% магния ГОСТ 804-93.
Маркировка и химический состав магниевых сплавов для фасонного литья и слитков, предназначенных для обработки давлением, приведены в ГОСТ 2581-78.
Примеры условных обозначений:
Труба 89 x 10 ПТ-7М ГОСТ 21945-76
Труба горячекатаная с наружным диаметром 89 мм и с толщиной стенки 10 мм из сплава марки ПТ-7М, немерной длины, обычной точности изготовления:
Труба 89п x 10 п ПТ-7М А ГОСТ 21945-76
Труба горячекатаная с наружным диаметром 89 мм и с толщиной стенки 10 мм из сплава марки ПТ-7М, немерной длины, повышенной точности изготовления по диаметру и толщине стенки и с повышенным качеством поверхности (группа А):
Вопрос: Олово, свинец, цинк и их сплавы.
Цинк - синевато-белый металл. Температура плавления цинка 419,5 ºС, удельный вес 7,13 г/см3. Цинк имеет гексагональную решетку от комнатной температуры до температуры плавления. Аллотропических превращений цинк не испытывает. Чистый цинк при комнатной температуре очень хрупок, при температуре 100-150 ºС пластичен, хорошо поддается прокатке и прессованию. Чистый цинк при обычных условиях на сухом воздухе устойчив против коррозии. Основное количество цинка (до 50% производимого в промышленности) используется для защиты железа и стали от атмосферной коррозии.
Олово и свинец - пластичные, легкоплавкие металлы, с повышенной стойкостью против коррозии в атмосферных и в некоторых кислотных условиях.
Свинец является металлом с гранецентрованной кубической решеткой, аллотропических превращений в твердом состоянии не испытывает. Температура плавления свинца 327 ºС.
Олово может находиться в двух кристаллических модификациях: a-Sn (серое олово) с алмазной решеткой - ниже +13 ºС и b-Sn (белое олово) с объемно-центрированной тетрагональной решеткой. На морозе пластичное b-олово рассыпается в серый порошок a-Sn. Это явление называется оловянной чумой. Температура плавления олова 232 ºС.
Важной областью применения свинца и олова являются припои, а также сплавы для типографских шрифтов, анатомических слепков, плавких предохранителей. Эти сплавы содержат кроме свинца и олова также висмут и кадмий. Попарно все эти элементы образуют между собой системы с легкоплавкими эвтектиками без промежуточных фаз и химических соединений, т.е. образуют простые эвтектические системы. В тройных системах между этими элементами образуются тройные эвтектики, еще более легкоплавкие, чем двойные. Температура плавления этих эвтектик 90-100 ºС. В четверной системе этих компонентов образуется четверная эвтектика с температурой плавления 70 ºС. Практически применяемый сплав Вуда по своему составу близок к эвтектическому (50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn и 12,5% Cd).
Для получения еще более легкоплавких сплавов, в них вводят ртуть, например сплав с содержанием Bi-36%; Pb-28%; Cd-6% и Hg - 30% имеет температуру плавления 48 ºС.
В качестве припоев для пайки медных, стальных и многих других изделий применяются как чистое олово, так и сплавы свинца с оловом, содержащие олово от 3 до 90% и небольшое количество сурьмы (до 2% Sb).
Температура плавления припоев зависит от содержания олова и может быть ориентировочно определена по двойной диаграмме Pb-Sn. Наиболее легкоплавким припоем является сплав с 61% Sn, маркируется ПОС 61. Различают сплавы ПОС 18, ПОС-40, ПОС-61, ПОС 90 и т.д.
Наиболее важными сплавами на основе свинца и олова являются подшипниковые сплавы – баббиты, например, сплав на основе олова, легированный до 12% Sb и до 6% Cu (баббит Б83). Сплавы на основе свинца являются заменителями оловянных подшипниковых сплавов. Типичным представителем подшипникового сплава на основе свинца является баббит Б16, содержащий16% Sb, 16% Sn, 1,5-2%Cu, остальное - Pb. В этом сплаве при кристаллизации в качестве избыточной фазы выделяется не сурьма, а смесь кристаллов b и d на основе сурьмы. Темная составляющая - мягкая эвтектическая смесь.
Для уменьшения ликвации по удельному весу в сплав введена медь, которая образует мелкие игольчатые выделения Cu2Sb. В сплав Б16 для улучшения антикоррозионных свойств вводят Ni, Cd, Al (до 1%), Te (до 0,1%). Теллур, кроме того, приводит к упрочнению сплава.
В качестве подшипниковых сплавов применяют кальциевый баббит (БК) состава: 0,85-1,15% Ca и 0,6-0,9% Na.
IV. Закрепление нового материала.
Задание 1. Определите химический состав сплавов по их маркам. Укажите назначение этих сплавов:
АМг2-
АМц2-___
МА5-
МЛ4-__
ВТ21-
ВТ5Л -
БрБ2-
БрОЦСЗ-12-5 -
БрОС8-12 -
ЛАЖ60-1-1Л -
Л85-
Л60-
Задание 2. Изобразите схему получения алюминия.
Задание 3. Предложите марки материалов для изготовления следующих изделий:
прутки диаметром 5... 10 мм —
водопроводные трубы —
фасонное литье —
детали криогенной техники —
Задание 4
Подчеркните металлы, на основе которых изготавливают сплавы с эффектом памяти:
а)никель—ниобий;
б)хром—никель;
в)ниобий—титан;
г)медь—алюминий;
д)никель—титан.
2. Фронтальный опрос
1. Перечислите наиболее широко применяемые цветные металлы.
2. В каких отраслях промышленности используют цветные металлы?
3. Почему руды цветных металлов называют полиметаллическими?
4.Заполните пропуски в тексте. Для выполнения задания используйте ин-формационный банк.
Чистая медь — металл розовато-красного цвета. Ее плотность составляет
, температура плавления —. В отожженном
состоянии ее предел прочности, относительное удлинение
, твердость.
Информационный банк: 8= 45...60 %; 60 НВ; ав = 250 МПа; Тш = 1083 °С; р = 8,93 г/см3.
5.Из каких руд получают медь?
6. Запишите в свободных кружках (рис. 5.1) металлы, с которыми медь образует сплавы.

Рис. «Планета» Медь
7. Какой материал называется латунью?
а)50% цинка, 50% меди;
б)45 % цинка, 55 % меди;
в)20% цинка, 80% меди;
г)90% цинка, 10% меди.Подчеркните правильный ответ.
8. Укажите, при каком соотношении содержания меди и цинка латунь имеет максимальную прочность:
9.Определите химический состав обыкновенных латуней по их маркам. Ука-жите назначение этих латуней.
Л63 —, служит для
Л85 —, служит для
Л96 —, служит для
Л90 —, служит для
10.Почему латуни марок Л85 и Л90 называют томпаками?
11. Чем отличаются специальные латуни от обыкновенных?
12. Определите химический состав специальных латуней по их маркам:
ЛАЖ60-1-1Л -
ЛА77-2 -
ЛО70-1 -
ЛМцЖ52-4-1-
ЛА67-2,5-
13. Заполните таблицу
Таблица 5.1
Области применения некоторых латуней
Марка Области применения
ЛАЖ60-1-1Л ЛА67-2,5 ЛА77-2 ЛО70-1 ЛК80-ЗЛ 15. Укажите, какому виду термообработки подвергают изделия из специальных латуней после холодной обработки давлением:
14. Чем отличаются литейные латуни от деформируемых?
а)отжигу;
б)отпуску;
в)нормализации;
г)закалке.
Подчеркните правильный ответ.
Допишите определение: сплав меди с оловом, алюминием, никелем и другими элементами называется
На какие два основных вида подразделяют бронзы по химическому составу?
18. Какими свойствами обладают литейные бронзы?
19. Какими свойствами обладают деформируемые бронзы?
20. Определите химический состав бронз по их маркам:БрОЦСНЗ-7-5-1 -
БрАЖ9-4 -
БрАЖН10-4-4Л -
БрАЖМцЮ-3-1 -
БрОС8-12 -
БрБН1-7-
БрКМцЗ-1 -
21. Заполните табл. 5.2.
Таблица
Области применения некоторых бронз
Марка Области применения
БрКН1-3 БрОС2-5 БрАЖН10-4-4 БрОФ65-15 БрБН4-9 22. Заполните секторы у внешней части круга, в которых напишите марки оловянных бронз.
23. Заполните секторы внешнего кольца, в которых укажите марки безоловянных бронз.

24. Почему безоловянные бронзы дешевле, чем оловянные?
25. Почему алюминий называют первым «крылатым» металлом?
26. Какой конструкционный материал является самым легким?
27. В каких отраслях промышленности алюминий применяют наиболее широко?
У. Подведение итогов:
Преподаватель:
1.Отмечает, все ли обучающиеся в равной степени справились с заданием.
2.Анализирует работу обучающихся
3.Определяет степень достижения целей, задач занятия.
4.Останавливается на вопросах, которые надо доработать.
Самоанализ работы обучающихся:
Обучающимся предлагается рефлексивная карта, на основании которой они анализируют свою работу на уроке и выставляют себе отметку, вписывая в карту свою фамилию в соответствующей колонке.
- Какие знания вы приобрели сегодня на уроке? Какие компетенции формировали?( самостоятельно приобретали знания, изучая неадаптированные тексты по теме урока, анализировали их, трансформируя в схемы; работая в подгруппах, учились взаимодействовать друг с другом, оказывать помощь, вырабатывать собственную точку зрения).
-Что нового узнали для себя? Что вас озадачило, удивило, огорчило? -Как вы оценили свою работу на уроке?
Заполнение рефлексивной карты обучающегося.(см.урок №1)
Преподаватель оценивает обучающихся с мотивацией
У1.Домашнее задание.
1.А.М.Адаскин. Материаловедение (металлообработка): учеб. Пособие для нач. проф. Образования\-6-е изд., стер.- М.: издательский центр «Академия» стр.222-224, 225-226.
2.Заполнить глоссарий терминов.
3. Подготовиться к словарному диктанту