Цели:
- Образовательные:
Способствовать запоминанию основной терминологии, формированию представления о металлах, их свойствах и области применения.
- Развивающие:
Способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету.
- Воспитательные:
Способствовать формированию и развитию нравственных, эстетических, экономических качеств личности.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент.
II. Вводная часть.
Постановка целей и задач урока. (Cлайд № 1-2)
Из истории развития материаловедения. (Cлайд № 3)
- На ранней стадии развития человечества использовались природные материалы– дерево, кость, камень.
Следует отметить, что с помощью камня около 500 тыс. лет назад люди стали добывать огонь.
Использование огня для обжига глины при изготовлении предметов домашней утвари породило начало керамической технологии.
Следующим этапом развития стало использование металлов. Первыми применялись те, которые встречались в природе в чистом, самородном виде.
- Прежде всего это медь, начало её применения относиться к седьмому тысячелетию до нашей эры. (Cлайд 4)
В четвертом тысячелетии до нашей эры начали применять сплавы: преобладали уже металлические инструменты из бронзы – сплавы меди с другими металлам, в первую очередь с оловом, имеющие лучшие свойства, чем чистая медь.
- Важнейшим этапом развития стало использование железа и его сплавов. В середине
ХIХ века осваивается конвертерный метод производства стали, а концу века – мартеновский. (слайд 5)
Сплавы на основе железа и в настоящее время являться основными конструкционными материалами.
Повторение основных свойств металлов “физические”, “механические”.
- Какие свойства называются “Физическими”? (Cлайд № 6-10)
Физические свойства объясняются особым строением кристаллической решетки (положительные ионы связаны свободными электронами)
Пластичность – способность изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие листы, вытягиваться в проволоку.
Теплопроводность – закономерность та же. За счет движения свободных электронов быстрое выравнивание температуры в массе металла
Металлический блеск – хорошо отражают световые лучи.
Плотность – 
< 5 г/см3– легкие. Самый легкий – литий (0,53
г/см3). Самый тяжелый – осмий (22,6 г/см3).
Т плавления – Цезий и галлий плавятся на ладони руки, вольфрам – 3410°С.
Твердость – Самый твердый – хром. Самые мягкие – калий, рубидий, цезий – легко режутся ножом.
- Какие свойства называются “Механическими”? (слайд № 11-12)
Перечислите основные “физические свойства”.
Перечислите основные “механические свойства”.
III. Изложение программного материала. (слайд № 13)
М е т а л л ы – материалы, обладающие высокой теплопроводностью, электрической проводимостью, блеском, ковкостью и другими характерными свойствами.
С п л а в ы – Сложные вещества, являющиеся сочетанием какого-либо простого металла (основы сплава) с другими металлами или неметаллами.
Виды металлов и сплавов:
- Чёрные (железо и его сплавы);
- Цветные (все остальные металлы и их сплавы).
Железоуглеродистые сплавы – Сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами (марганцем, фосфором, серой и т.п.) (слайд №14-15)
Виды железоуглеродистых сплавов:
- Чугун выплавляют из руды в доменных печах, а сталь – из чугуна в металлургических печах разных конструкций;
- Углерод в чугуне может находиться в химическом соединении с железом или в свободном состоянии – в виде частиц графита: пластинок, зёрен, хлопьев или шариков.
Чугун выплавляют из руды в доменных печах, а сталь – из чугуна в металлургических печах разных конструкций.
Углерод в чугуне может находиться в химическом соединении с железом или в свободном состоянии – в виде частиц графита: пластинок, зёрен, хлопьев или шариков.
Термин “металл” происходит от греческого слова “металлон”, которое в свою очередь родилось от латинского “металлум” В переводе означает “шахта, руда, рудник”. Одно из значений термина “сталь” в немецком языке переводится как “резец”. Это говорит, об использовании стали для резания материалов.
!? Это интересно: (слайд № 16)
В глубокой древности люди познакомились с железом, которое содержалось в метеоритах. Египтяне называли этот металл небесным, а греки и жители Северного Кавказа – звёздным. Метеоритное железо вначале ценилось гораздо выше золота. Железные украшения носили в то время самые знатные и богатые люди.
Чугуны (слайд № 17)
В и д ы ч у г у н о в:
Белые
Серые
Ковкие
Высокопрочные
Белый чугун на изломе матово-белого цвета, очень твёрдый и хрупкий, плохо обрабатывается резанием и имеет низкие литейные свойства. Чаще всего используется на переделку в сталь, поэтому его также называют предельным, часть идёт на получение ковкого чугуна.
Серый чугун – на изломе – серый цвет. Он мягче белого чугуна, хрупок, но хорошо обрабатывается резанием. Имеет высокие литейные свойства и используется для получения отливок, поэтому его также называют литейным. (слайд № 18)
Применение рассказать по слайду (станина, шкив, блок, корпус мясорубки)
Ковкий чугун – название “ковкий” условное, т.к. этот чугун практически не куется.
Получают его путём отжига из белого чугуна. Он обладает повышенной прочностью, вязкостью, но невысокой пластичностью. (слайд № 19)
Применение рассказать по слайду (Картер заднего моста автомобиля, Ступица колеса)
Высокопрочный чугун – получают из серого чугуна введением в него в жидком состоянии специальных добавок. Он прочнее серого чугуна и труднее обрабатывается.
(Слайд № 20)
Применение рассказать по слайду (Коленчатый вал, тормозная колодка, шестерня)
Чугуны маркируются буквами и цифрами, например: СЧ15, КЧ 35-10, ВЧ 50-7. Буквы обозначают: СЧ – серый чугун, КЧ – ковкий чугун, ВЧ – высокопрочный чугун; первое число – временное сопротивление (МПа*10-1), второе – относительное удлинение (%).
Стали (слайд № 21)
Общая классификация сталей:
По способу производства;
По назначению;
По химическому составу;
По качеству.
Классификация сталей по способу производства: (слайд № 22)
- Получают в мартеновских печах. Способ предложил в 1864 г. французский Металлург Пьер Мартен;
- Получают в конвертерах – стальных сосудах грушевидной формы. Бессемеровский процесс разработал в 1855-1856 гг. английский изобретатель Генри Бессемер, томасовский – в 1978 г. английский металлург Сидни Томас;
- Выплавляют в электропечах. Это наиболее совершенный способ получения стали. Его предложил в 1802 г. русский физик и электротехник Петров.
Классификация сталей по назначению: (слайд № 23 – 24)
Конструкционные
Инструментальные;
Специальные с особыми свойствами.
Классификация сталей по химическому составу:
- Углеродистые стали;
- Легированные стали.
Углеродистые стали – сплавы железа с углеродом (до 2 %),в состав которых входят обычные примеси: кремний, марганец, сера, фосфор и др.
Легированные стали – сплавы, в состав которых, кроме железа, углерода (до2%) и обычных примесей, входят легирующие элементы (хром, никель и др.).
Основной показатель качества стали – наличие в ней вредных примесей: серы, фосфора, кислорода, азота и др. Чем меньше в стали вредных примесей, тем выше ее качество.
Маркировка сталей: (слайд № 25)
Все стали имеют свою маркировку, отражающую в первую очередь их химический состав. В маркировке стали первой цифрой указано содержание углерода в сотых долях процента.
Затем следуют буквы русского алфавита, обозначающие наличие легирующего элемента. Если за буквой цифры нет, это означает, что содержание легирующего элемента составляет не более одного процента, а следующие за буквой цифры (цифра) означают содержание его в процентах.
Примеры расшифровки и обозначения сталей: (слайд № 26)
Самостоятельная работа (слайд №27) (Приложение №1)
РАСШИФРУЙТЕ МАРКИРОВКУ СТАЛЕЙ: (слайд № 28)
- 12ХНЗА –
- 19ХГН –
- 15Х25Т –
- 08Х21Н6М2Т-
- 09Х16Н15М3Б-
Самопроверка: (слайд №29) (Приложение №2)
12ХНЗА: содержание углерода – 0,12%, хрома –
1,0%, никеля – 3,0%, высокого качества;
30ХГСА: содержание углерода – 0,30%, хрома,
марганца, кремния по одному проценту, буква
"А" обозначает высокое качество;
19ХГН: содержание углерода – 0,19%, хрома,
марганца, никеля по одному проценту;
15Х25Т: содержание углерода – 0,15%, хрома – до 25%,
титана – до 1%;
08Х21Н6М2Т: содержание углерода – 0,08%, хрома –
21%, никеля – 6%, молибдена – 2%, титана – до 1
процента.
09Х16Н15М3Б: содержание углерода – 0,09%, хрома –
16%, никеля – 15%, молибдена – 3,0%, ниобия – до 1
процента.
Самооценка: (слайд № 30)
ВЫПОЛНЕНО ПРАВИЛЬНО:
“5” – 6 заданий,
“4” – 5 заданий,
“3” – 4 задания.
Классификация углеродистых сталей: (слайд № 31)
Применение углеродистых сталей: (слайд № 32-33)
- Детали машин и металлические конструкции (вал, весы, ось вагона, рельс и др) по слайду;
- Режущие и измерительные инструменты (зубило, нож, штангенциркуль).
Классификация легированных сталей (слайд № 34)
- Конструкционные;
- Инструментальные;
- Специальные с особыми свойствами.
!? Это интересно: (слайд № 34)
Начало производству легированной стали в
России положил русский металлург Аносов. Ему удалось проникнуть в тайну кузнецов Древнего Востока – найти секрет изготовления булатной стали, узорчатого сплава с необычайно высокой твёрдостью и упругостью.
Термин “легирование” произошёл от немецкого слова, означающего “сплавлять”, а оно, в свою очередь, было образовано от латинского, означающего “связываю, соединяю”.
Применение легированных сталей: (слайд № 35)
- Конструкционные – ответственные детали машин и металлические конструкции;
- Инструментальные – инструменты с высокими эксплуатационными качествами;
- Специальные – детали машин с особыми свойствами.
Цветные металлы(слайд № 36)
Классификация цветных металлов:
- Легкие (алюминий, магний, титан и др.);
- Тяжёлые (свинец, медь, цинк и др.);
- Редкие (вольфрам, молибден, селен и др.);
- Благородные (золото, платина, серебро и др.).
Из цветных металлов в чистом виде и в виде сплавов широко используются алюминий, медь, магний, свинец, цинк, титан и др.
Применение алюминия: ((слайд № 37)
В электротехнической промышленности;
- В электротехнической промышленности;
- В приборостроении;
- В самолетостроении.
Легкий металл серебристо-белого цвета с температурой плавления 6600С.
Обозначается символом Al.
Обладает высокой электро – и теплопроводностью, коррозионной стойкостью.
Широко используется как в чистом виде, так и в виде сплавов, которые бывают: литейные – для получения литых заготовок и
деформируемые – обрабатываемые давлением (прокаткой, ковкой и т.д.). Наибольшее применение из литейных сплавов получил силумин (сплав алюминия с кремнием), а из деформируемых – дюралюмин (сплав алюминия с медью, магнием и марганцем)
!? Это интересно: (слайд № 38)
Термин “дюралюминий” (дюралюмин, дюраль) образован из названия немецкого города Дюрен, где впервые начали производить этот сплав, и слова “алюминий”.
Применение меди: (слайд № 39)
В электротехнической промышленности;
В химическом машиностроении и теплотехнике.
Розово-красный металл с температурой плавления 10830С .
Обладает высокой электро – и теплопроводностью, пластичностью и коррозионной стойкостью. Около 30% меди идёт на получение различных сплавов, широко применяемых в технике.
Виды медных сплавов: (слайд № 40)
- Латунь (сплав меди с цинком) – Обладает всеми положительными свойствами меди (высокой электро– и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, пластичностью и др.), более высокой прочностью. Легко обрабатываются резанием, имеет хорошие литейные свойства, дешевле меди.
Применение латуни – В машино– и
судостроении; (слайд № 41)
Применение бронзы – Ответственные детали
машин. (слайд № 41)
Для измельчения зерна перед разливкой модифицируют мелом, цирконием, хлорным железом. Подвергают отжигу для снятия внутренних напряжений при 200-2500 С.
Упрочняют закалкой при 380 – 415 0 С с выдержкой в течение 10-16 ч, охлаждении на воздухе и последующего старения при 1750 С в течение 15-16 ч.
Применение магния – в машиностроение,
цифровой техники. (слайд № 43)
Применение титана – в самолетостроении, машиностроении. (слайд № 46)
IV. Закрепление материала
- Назовите виды металлов и сплавов.
- Назовите виды чугунов.
- Где применяют серый чугун?
- Где применяют ковкий чугун?
- Где применяют высокопрочный чугун?
- Как классифицируются стали? Дайте общую классификацию.
- Где применяют стали?
- Дайте классификацию цветных металлов.
V. Итог урока.
Оценка работы учащихся, оценки за проверочную работу расшифровка марок сталей.
Обратить внимание учащихся на допущенные ошибки, объяснить их причины.
VI. Домашнее задание.
Подготовить сообщение по темам:
- Применение и использование металлов в жизни.
Металловедение как наука о свойствах металлов и сплавов.