Открытый урок по МДК.01.01 «Технологические процессы изготовления деталей машин» на тему Состав и виды чугунов

Схема конспекта урока (занятия или другого режимного момента).

Преподаватель Боброва Нина Алексеевна Открытый урок по МДК.01.01 «Технологические процессы изготовления деталей машин» Возраст учащихся:
Тема занятия: «Состав и виды чугунов»
Тип урока: Комбинированный
Цель занятия: «Активизация познавательной активности обучающихся через современные педагогические технологии».
Задачи:
Образовательные: – закрепить знания о железоуглеродистых сплавах - чугунах, способах его производства, свойствах чугунов, маркировку и применения чугунов, - развить у обучающихся способность анализировать, сравнивать, классифицировать, обобщать полученный материал, вести конспект, развивать внимание, делать выводы,
- воспитывать любовь к выбранной профессии, уважение к труду и к людям труда. дисциплину, внимательность, собранность, аккуратность, доброжелательную атмосферу на уроке.
Методическая цель:
- организовать деятельность обучающихся по изучению темы,
- способствовать формированию новых знаний и понятий по теме урока.
Средства обучения:
Персональный компьютер;
Интерактивная аудиторная доска прямой проекции;
Мультимедийный проектор;


Этапы работы
Содержание этапа
(заполняется педагогом)

1.
Организационный момент, включающий:
постановку цели, которая должна быть достигнута учащимися (воспитанниками) на данном этапе урока (занятия);
определение цели, которую педагог хочет достичь на данном этапе урока (занятия);
описание методов организации работы учащихся (воспитанников) на начальном этапе урока (занятия), настроя учащихся (воспитанников) на учебную деятельность (или др. деятельность), предмет и тему урока (занятия) (с учетом реальных особенностей класса (группы), с которым(ой) работает педагог)
Цель преподавателя:
- способствовать подготовке обучающихся к продуктивной работе на уроке;
- создать условия для возникновения у обучающихся внешней и внутренней готовности к занятию
Цели для обучающихся:
- доброжелательный настрой обучающихся;
- готовность обучающихся к уроку;
- быстрое включение в деловой ритм
Методы работы: 
диалогический,
информационно-сообщающий, объяснительный, стимулирующий.

Деятельность преподавателя: 
Здравствуйте, ребята! Я рада видеть вас на уроке, который завершает одину из интереснейших тем «Железоуглеродистые сплавы» про чугуны. ( проверка отсутствующих, проверка готовности обучающихся к уроку)
Тема: «Состав и виды чугунов» Деятельность преподавателя:  


Сегодня мы с вами познакомимся с видами чугунов и дадим краткую характеристику каждому виду. Их применение в машиностроении. закрепить знания о железоуглеродистых сплавах - чугунах, способах его производства, свойствах чугунов, применения чугунов.
Запишите в тетрадях тему урока (с помощью мультимедийного проектора на экране высвечиваются и зачитываются тема урока).
Слайд №1
Деятельность преподавателя:  
Ребята, какие цели мы поставим перед собой сегодня ?
Деятельность обучающихся: отвечают на заданный вопрос и самостоятельно формулируют цели урока.




2.
Опрос учащихся (воспитанников) по заданному на дом материалу (или актуализация знаний для изучения нового учебного материала), включающий:
определение цели, которую педагог ставит перед учащимися (воспитанниками) на данном этапе урока (занятия) (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками));
определение цели, которую педагог хочет достичь на данном этапе урока (занятия);
описание методов, способствующих решению поставленной цели;
описание критериев достижения цели данного этапа урока (занятия);
определение возможных действий педагога в случае, если ему или учащимся (воспитанникам) не удается достичь поставленной цели;
описание методов организации совместной деятельности учащихся (воспитанников) с учетом особенностей класса (группы), с которым(ой) работает педагог;
описание методов мотивирования (стимулирования) учебной активности учащихся (воспитанников) в ходе опроса;
описание методов и критериев оценивания ответов учащихся (воспитанников) в ходе опроса.
Цель преподавателя:
- развить у обучающихся способность анализировать, сравнивать, классифицировать, обобщать полученный материал, вести конспект, развивать внимание, делать выводы;
- проверить знания, полученные в ходе межпредметных связей: химия, технологические процессы изготовления деталей машин, физика;
- организовать и целенаправить познавательную деятельность обучающихся;
- формирование культуры устной речи.
Цели для обучающихся:
- выполнение заданий по слайдам;
- воспитывать умение слушать друг друга, уважать мнение другого, умение преодолевать трудности, умение работать в коллективе.
Деятельность преподавателя:  Наш урок состоит из нескольких этапов. Это работа устно, проверка знаний, экскурс в историю полученных на предыдущих уроках- тест, экскурс в историю чугуна, изучение нового материала и его закрепления.
Мы начнем с повторения темы “Производство чугуна”. Ребята ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы:
Чугун – это Сталь – это(после ответа показ слайда № 2, 3)
Исходными материалами для получения чугуна являются.(слайд № 4)
Какие железные руды применяют для получения чугуна? (слайд № 5, 6)
Что входит в состав железных руд? (слайд № 6)
Какое топливо применяют в доменном производстве? (слайд № 7)
Какие флюсы применят в доменном производстве? (слайд № 8)
Как называется печь для производства чугуна? Продукты доменного производства... (слайд № 9, 10)
Деятельность обучающихся: на компьютерах выполняют задание теста.
Хорошо, ребята, вы ответили на эти вопросы.
Методы мотивации: пробуждение мотивации, основанной на практической деятельности.
Деятельность преподавателя:  Хорошо, ребята, вы ответили на эти вопросы. Давайте посмотрим
Историю производства и применения чугуна.
Первые сведения о чугуне относятся к 6 веку до нашей эры. В Китае из высокофосфористых железных руд получали чугун, содержащий до 7% Р(фосфора), с низкой температурой плавления, из которого отливали различные изделия. Чугун был известен и античным металлургам 4-5 веков до нашей эры. Производство чугуна в Западной Европе началось в 14 веке с появлением первых доменных печей для выплавки чугуна из руд. Полученный чугун использовали или для передела в сталь в кричном горне, или для изготовления различных строительных деталей и оружия (пушки, ядра, колонны и др.).

В России производство чугуна началось в 16 веке; в дальнейшем оно непрерывно расширялось, и при Петре I Россия по выпуску чугуна превзошла все страны, но через столетие вновь отстала от западно-европейских стран. Появление во второй половине 18 века вагранок позволило литейным цехам отделиться от доменных, т.е. положило начало независимому существованию чугунолитейного производства. В начале 19 века возникает производство ковкого чугуна. Во второй четверти 20 века начинают применять легирование чугуна, что дало возможность существенно повысить его свойства и получать специальный чугун (износостойкие, коррозионностойкие, жаростойкие и т.д.). (слайд № 11)

Чугун как материал для производства художественных отливок использовался ещё средневековыми мастерами. Например, в 10 веке нашей эры в Китае из чугуна было отлито уникальное изваяние льва весом более 100 тонн. С конца 15 века в Германии, а затем и в других странах Европы художественное литьё из чугуна получило особенно широкое распространение – парковая скульптура, надгробия, решётки, ограды, садовая мебель и пр. В России художественное литье появилось в конце 17 века, и, в первую очередь, благодаря мастерам Каслинского завода.

Во второй половине 19 - начале 20 веков более массивное, чем бронзовое, но и более дешёвое чугунное литьё со свойственной ему выразительностью тяжёлой массы материала и глухого тона применяется почти так же широко, как и бронзовое. С конца 18 века чугунное литье находит самое широкое разнообразное применение в архитектуре. Особенно характерно использование чугунных конструкций для зодчества 19 века, справедливо называемым «веком Чугуна».

(рассказ по слайдам № 12-31)


3.
Изучение нового учебного материала. Данный этап предполагает:
постановку конкретной учебной цели перед учащимися (воспитанниками) (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками) на данном этапе урока (занятия));
определение цели, которую ставит перед собой педагог на данном этапе урока (занятия);
изложение основных положений нового учебного материала, который должен быть освоен учащимися;
описание форм и методов изложения нового учебного материала;
описание основных форм и методов организации индивидуальной и групповой деятельности учащихся (воспитанников) с учетом особенностей класса (группы), в котором(ой) работает педагог;
описание критериев определения уровня внимания и интереса учащихся (воспитанников) к излагаемому педагогом учебному материалу;
описание методов мотивирования (стимулирования) учебной активности учащихся (воспитанников) в ходе освоения нового учебного материала.

Цель преподавателя:
- формировать мотивацию для получения новых знаний и умений в освоении профессиональных компетенций;
- дать учащимся конкретное представление о способах производства чугунов, его свойствах , маркировки и применения;
- на основе приобретаемых знаний вырабатывать соответствующие умения и навыки.
Деятельность преподавателя:
Сегодня мы с вами разберем тему «Состав и виды чугунов».
Классификация и свойства чугуна.
Чугун, получаемый в доменных печах, подразделяется на передельный чугун, используемый для передела в сталь, и литейный чугун, служащий одним из основных компонентов шихты в чугунолитейном производстве. До 70-х гг. 20 века в доменных печах иногда выплавляли так называемый зеркальный чугун (10-25% Mn), применявшийся в качестве раскислителя при выплавке стали и для получения специальных видов чугуна. При использовании для выплавки чугуна железных руд, содержащих Сг, Ni, Ti и др. легирующие элементы, получают природнолегированные чугуны.

При производстве отливок в чугунолитейных цехах чугун подразделяют:
в зависимости от степени графитизации, обусловливающей вид излома, на серый, белый и половинчатый (или отбелённый);
в зависимости от формы включений графита на чугун с пластинчатым, шаровидным (высокопрочный чугун), вермикулярным и хлопьевидным (ковкий чугун) графитом;
в зависимости от назначения на конструкционный и чугун со специальными свойствами;
по химическому составу на легированные и нелегированные.
Метод изложения:
- диалогический, показательный.
Подробнее разберем следующие виды чугунов: (слайд № 32)

Белый чугун получают путем первичной кристаллизации из жидкого сплава при быстром охлаждении. Представляет собой сплав, в котором избыточный углерод, не находящийся в твёрдом растворе железа, присутствует в связанном состоянии в виде карбидов железа Fe3C (цементит), который придает чугуну бело-матовый цвет. Белый чугун обладает высокой твердостью, хрупкостью и плохо обрабатывается, поэтому для изготовления деталей он не используется и применяется как передельный, т.е. идет на производство стали и других видов чугуна. Половинчатый чугун содержит часть углерода в свободном состоянии в виде графита, а часть в связанном в виде карбидов. Применяется в качестве фрикционного материала, работающего в условиях сухого трения (тормозные колодки), а также для изготовления деталей повышенной износостойкости (прокатные, бумагоделательные, мукомольные валки).

Серый (литейный) чугун (слайд № 33) наиболее широко применяемый вид чугуна (машиностроение, сантехника, строительные конструкции) имеет включения графита пластинчатой формы. Получают путем первичной кристаллизации при медленном охлаждении. По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность. Поэтому графитовые включения можно считать нарушениями оплошности, ослабляющих металлическую основу. Так как пластинчатые включения наиболее сильно осклабляют металлическую основу, серый чугун имеет наиболее низкие характеристики, как по прочности, так и по пластичности. Свойства графита образовывать смазочные пленки обусловливает снижение коэффициента трения, а значит сопротивление износу, хорошие антифрикционные свойства. Серые чугуны хорошо обрабатываются резанием, обладают способностью рассеивать колебания при вибрациях и переменных нагрузках. Эти чугуны отличаются хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Применяется серый чугун, как конструкционный материал в строительстве и машиностроении для изготовления малоответственных и средненагруженных деталей.

Ковкий чугун (слайд № 34) получают из белого путем термической обработки – отжига. Который заключается в длительной выдержке при температуре 950 оС и медленном охлаждении. В результате графитные включения примут хлопьевидную форму. Эти включения более компактны, они меньше надрезают металлическую основу, и такой чугун оказывается более прочным. Он уже может работать на растяжение.

(Слайд № 35) Ковкий чугун используется для изготовления мелких и средних тонкостенных отливок ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок (детали приводных механизмов, коробок передач, тормозных колодок, шестерен, ступиц и т.д.). Однако ковкий чугун - малоперспективный материал из-за сложной технологии получения и длительности производственного цикла изготовления деталей из него.

Высокопрочный чугун, (слайд № 36) характеризующийся шаровидной или близкой к ней формой включений графита, получают модифицированием жидкого чугуна присадками Mg, Ce, Y, Ca и некоторых др. элементов. Шаровидный графит в наименьшей степени ослабляет металлическую основу, что приводит к резкому повышению механических свойств чугуна, приближая их свойства к свойствам углеродистых сталей, при этом сохраняет хорошие литейные свойства, обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации. Этот чугун конкурирует с углеродистыми сталями и к тому же он дешевле ковкого чугуна и стали. Применяется для изготовления ответственных деталей в автомобилестроении (коленчатые валы двигателей, компрессоров, зубчатые колеса, цилиндры и т.д.). Такой чугун применяется для замены стальных литых и кованых деталей, а также деталей из ковкого или обычного серого чугуна.

Маркировка чугунов.

По принятой маркировке обозначения марок доменных чугунов содержат буквы и цифры. Буквы указывают основное назначение чугуна: П - передельный, СЧ - серый чугун, ВЧ - высокопрочный, КЧ - ковкий. Цифры в обозначении марок нелегированного чугуна указывают его механические свойства.

Для серых чугунов приводят регламентированные показатели пределов прочности при растяжении и изгибе (в кгс/мм), например: СЧ 21-40. (слайд № 37).

Для высокопрочного и ковкого чугуна цифры определяют предел прочности при растяжении (в кгс/мм) и относительное удлинение (в %), например: ВЧ60-2.(Слайд № 38, 39).
Подведение итогов урока.

Проверка степени усвоения материала (слайд № 40).



4.
Закрепление учебного материала, предполагающее:
постановку конкретной учебной цели перед учащимися (воспитанниками) (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками) на данном этапе урока (занятия);
определение цели, которую ставит перед собой педагог на данном этапе урока (занятия);
описание форм и методов достижения поставленной цели в ходе закрепления нового учебного материала с учетом индивидуальных особенностей учащихся (воспитанников), с которыми работает педагог;
описание критериев, позволяющих определить степень усвоения учащимися (воспитанниками) нового учебного материала;
описание возможных путей и методов реагирования на ситуации, когда педагог определяет, что часть учащихся (воспитанников) не освоила новый учебный материал.
Цели для обучающихся:
-знать виды и свойства чугунов;
- уметь применять на практике при выборе материала конструкции деталей.
Цель преподавателя:
- создать условия для решения поставленной цели:
- проверить степень усвоения знаний, полученных на уроке;
- воспитать самостоятельность.
Деятельность преподавателя:
Проверка степени усвоения материала (слайд № 40).
Итак, подходит к концу наш урок. Сегодня мы познакомились с вами с составами и видами чугунов, их применения в машиностроении. Чтобы проверить, как усвоен материал, вам предлагается выполнить самостоятельно тестовые задания в ваших контрольных тетрадях. Внимание на экран.
Предлагаю ответить на следующие вопросы:
Деятельность обучающихся:  индивидуальная самостоятельная работа, репродуктивный метод. Используется индивидуальное компьютерное тестирование.
Форма ответа: сочетание цифры вопроса и буквы ответа.

Варианты ответов:

а) серый б) белый в) ковкий г) высокопрочный

Вопросы:
Как называется чугун, в котором углерод содержится в виде цементита? (слайд № 41)
Как называется чугун, получаемый медленным охлаждением? (слайд № 42)
Как называется чугун с шаровидными включениями? (слайд № 43)
Какой чугун переделывается в сталь? (слайд № 44)
Как называется чугун, получаемый в результате отжига? (слайд № 45)
Как называется чугун, в котором углерод находится в виде пластинок графита? (слайд № 46)
Как называется чугун, получаемый в результате модифицирования? (слайд № 47)
Как называется чугун с графитом в виде хлопьев? (слайд № 48)
Какой чугун обладает высокими литейными свойствами? (слайд № 49)
Какой чугун имеет высокую пластичность? (слайд № 50)
Ответы: б,а,г,б,в,а,г,в,а,в.
Анализ и оценка успешности достижения цели:
- качественное выполнение заданий, устные ответы на вопросы, оценка деятельности учащихся на уроке.
Получение учащимися информации о реальных результатах обучения:
- оглашение полученных оценок.
Пути и методы реагирования на ошибки обучающихся: организация индивидуальной работы

5.
Задание на дом, включающее:
постановку цели самостоятельной работы для учащихся (воспитанников) (что должны сделать учащиеся (воспитанники) в ходе выполнения домашнего задания);
определение цели, которую хочет достичь педагог, давая задание на дом;
определение и разъяснение учащимся (воспитанникам) технологии успешного выполнения домашнего задания.
рефлексия
Цель преподавателя:
- научиться использовать знания при выполнении практических работ;
-создание ситуации успеха: чтобы создать ситуацию успеха обучающихся разного уровня подготовки, развить творчество, домашнее задание состоит из двух частей:
-подготовить презентацию по использованию чугунов в тяжелом машиностроении;
- подготовить сообщение по замене чугунов другими высокопрочными материалами.
Деятельность обучающихся: критерием успешного выполнения задания станет реализация знаний, полученных на уроке, использование интернет ресурса,учебников.
Деятельность преподавателя:
Прошу оценить наше занятие- слайд №51.52
Благодарю за урок, желаю всего хорошего. (слайд № 53)