ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ
ХМЕЛЬНИЦЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНАСТРАЦІЇ
ДЕРЖАВНИЙ ПРОФЕСІЙНО – ТЕХНІЧНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
«СЛАВУТСЬКИЙ ПРОФЕСІЙНИЙ ЛІЦЕЙ»
професія «Електрозварник на автоматичних та
напівавтоматичних машинах» 3 розряд
Підготував:
викладач професійно-теоретичної підготовки
м. Славута 2014 р.
Тема програми: Метали та сплави, їх властивості, методи випробувань
Тема розділу: Властивості металів
Тема уроку: Методи вивчення механічних і технологічних властивостей металів.
Мета уроку: повторити знання про механічні та технологічні властивості металів; розглянути методи визначення цих властивостей на виробництві; акцентувати увагу учнів на значенні цих заходів у подальшому використанні металів у виробництві для життя людини; розвивати уважність, спостережливість, мислення, навики аналізу і порівняння; виховувати інтерес до предмету.
Тип уроку: комбінований з використанням інформаційно-комунікаційних технологій.
Метод роботи на уроці: пошуковий, демонстрація-показ через екран.
Форми роботи: групова, ігрова.
Між предметні зв’язки: хімія, геометрія, будова автомобіля
Обладнання: комп’ютер, проектор, посібники, презентація «Основні методи визначення властивостей металів».
Хід уроку
І. Організаційна частина. Перевірка наявності учнів та готовності їх до уроку, встановлення причин відсутності учнів на уроці.
ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.
Проводиться у формі гри «Найрозумніший». Для цього перед початком уроку на столи 16 учнів розкладаються карточки, на яких зазначено одну з властивостей металів.
В передній частині кабінету ставляться 4 столи, кожен з 4 стільцями. На кожному столі стоїть табличка із зазначенням однієї із властивостей металів. На одному із столів табличка зеленого кольору.
Після дзвінка викладач пропонує учням, на столі яких лежать карточки, зайняти своє місце за відповідним столом. Після того, як учні займуть свої місця викладач оголошує початок роботи і умови гри.
Умови гри: Для обліку роботи груп викладачем назначається вчений-секретар, який має картку такого зразка:
№ грн.. № зап. | І | ІІ | ІІІ | ІV | ||||
Відпо-відь групи із зазначен-ням прізвища учня, що відпо-відав | Вірна відпо-відь | Відпо-відь групи із зазначен-ням прізвища учня, що відпо-відав. | Вірна відпо-відь | Відповідь групи із зазначен-ням прізвища учня, що відповідав | Вірна відповідь | Відповідь групи із зазначен-ням прізвища учня, що відповідав | Вірна відповідь | |
1 | в | в | б | б | ||||
2 | б | а | в | б | ||||
3 | а | в | а | в |
В цій картці секретар повинен вести облік вірних відповідей груп по кожному питанню. Якщо І група дає вірну відповідь на 1 запитання, то в І графі (№ групи) під 1 номером (№ запитання) секретар ставить +, якщо відповідь не вірна -. Вірна відповідь на 1 запитання оцінюється в 3 бали. Час на обдумування відповіді - 30 сек.
Після цього починається гра. Гру починає та група, в якої підпис на столі виконано зеленим кольором. Продовжує гру - наступна група за нумерацією.
Завдання для учасників гри (у презентації).
І слайд
1. Властивість металу піддаватись обробці тиском без ознак руйнування:
а) пластичність; б) в’язкість; в) ковкість.
2. Здатність металу чинити опір динамічному навантаженню:
а) міцність; б) ударна в’язкість; в) твердість.
3. Відносне видовження зразка при розтягу:
а) пластичність; б) міцність; в) в’язкість.
ІІ слайд
1. Здатність металів утворювати зливки без тріщин:
а) густина; б) в’язкість; в) ливарність.
2. Маса металу в одиниці об’єму:
а) густина; б) усадка; в) ліквація.
3. Здатність металів піддаватись механічній обробці:
а) в’язкість; б) плавкість; в) оброблюваність.
ІІІ слайд
1. Зменшення об’єму та лінійних розмірів виливка в процесі його кристалізації:
а) рідкотекучість; б) усадка; в) твердість.
2. Стійкість металів до окислення при сильному нагріванні:
а) теплорозширення; б) усадка; в) жаростійкість.
3. Здатність металу чинити опір проникненню в нього іншого, твердішого тіла:
а) твердість; б) міцність; в) ковкість.
ІV слайд
1. Здатність металу чинити опір дії зовнішній руйнівних сил:
а) корозієстійкість; б) міцність; в) зварюваність.
2. Здатність рідкого металу заповнювати щілеподібні порожнини ливарної форми:
а) ливарність; б) рідкотекучістть; в) густина.
3. Здатність металів чинити опір окисненню:
а) міцність; б) ліквація; в) корозієстійкість.
Підводиться підсумок гри з використанням перфокартки, яку дає викладач секретарю.
Оголошуються оцінки членам групи з урахуванням кількості набраних балів і участі у грі.
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.
Проблемне запитання: Як ви думаєте, де, для чого і як проводять вивчення механічних і технологічних властивостей металів?
Це проблемне запитання і учні не можуть дати конкретної відповіді на нього, тому викладач пропонує учням уважно поставитись до засвоєння нової теми і дати відповідь на це запитання вкінці уроку.
ІV. Повідомлення теми уроку «Методи визначення механічних і технологічних властивостей металів» та його мети.
V. Засвоєння нових знань (через презентацію).
Форма роботи: матеріал слайду зачитується, обговорюється, робляться висновки, коротко записується конспект.
І слайд
Основні методи випробовування металів
ІІ слайд
Методи випробовування механічних властивостей металів
Механічні властивості металів (міцність, пружність, пластичність, в'язкість), як і інших металів, є вихідними даними при проектуванні та створенні різних машин, механізмів і споруд.
ІІІ слайд
Методи визначення механічних властивостей металів поділяють на такі групи:
• статичні, коли навантаження зростає повільно і плавно (випробування на розтяг, стиск, згин, крутіння, твердість);
• динамічні, коли навантаження зростає з великою швидкістю (випробування на ударний згин);
• циклічні, коли навантаження багаторазово змінюється (випробування на втому);
• технологічні — для оцінки поведінки металу при обробці тиском (випробування на згин, перегин, видавлювання).
ІV слайд
• Випробування на розтяг (ГОСТ 1497—84) проводяться на стандартних зразках круглого або прямокутного перерізу. При розтязі зразок деформується під дією навантаження, яке плавно зростає до моменту його розривання. Під час випробування зразка знімають діаграму розтягу яка фіксує залежність між силою Р, що діє на зразок, і викликаною нею деформацією Δl (Δl — абсолютне видовження).
V слайд
• В'язкість (внутрішнє тертя) — здатність металу поглинати енергію зовнішніх сил при пластичній деформації і руйнуванні (визначають величиною дотичної сили, прикладеної до одиниці площі шару металу, який підлягає зсуву).
• Пластичність — здатність твердих тіл необернено деформуватися під дією зовнішніх сил.
VІ слайд
• Твердість — це опір матеріалу проникненню в нього іншого, твердішого тіла. З усіх видів механічного випробування визначення твердості є найпоширенішим.
• Існують різні методи випробовування на твердість…
VII слайд
VІІІ слайд
ІХ слайд
Х слайд
ХІ слайд
Схема визначення твердості за Віккерсом.
Х слайд
Мікротвердість (ГОСТ 9450—84). Принцип визначення мікротвердості такий самий, що і за Віккерсом
Метод застосовують для визначення мікротвердості виробів дрібних розмірів і окремих складових сплавів. Прилад для вимірювання мікротвердості — це механізм вдавлювання алмазної піраміди та металографічний мікроскоп. Зразки для вимірювань мають бути підготовані так само ретельно, як мікрошліфи.
ХІ слайд
Випробовування на ударну в'язкість:
1 — маятник; 2 — ніж маятника; 3 — опори
ХІІ слайд
Види надрізів на зразках для випробування на ударну в'язкості:
а — U-подібний надріз (KCU); б — V-подібний надріз (KСV); в — надріз із тріщиною (KСТ)
ХІІІ слайд
Випробування на утомлюваність (ГОСТ 2860—84). Руйнування металу під дією повторних або знакозмінних напружень називають утомлюваністю металу. При руйнуванні металу внаслідок втоми на повітрі злам складається з двох зон: перша зона має гладку притерту поверхню (зона втоми), друга — зона долому, в крихких металів вона має грубокристалічну будову, а у в'язких — волокнисту.
ХІV слайд
При випробовуванні на втому визначають границю втоми (витривалості), тобто те найбільше напруження, яке може витримати метал (зразок) без руйнування задане число циклів. Найпоширенішим методом випробовування на втому є випробовування на згин при обертанні.
ХV слайд
Застосовують такі основні види технологічних випробувань (проб).
Проба на згин у холодному та гарячому станах — для визначення здатності металу витримувати заданий загин.
ХVІ слайд
Схема випробовування на згин при обертанні:
1 — зразок; Р — навантаження; Мвиг — вигинаючий момент.
ХVІІ слайд
Технологічна проба на згин:
а — зразок до випробовування; б — загин до певного кута; в — загин до паралельності сторін; г — загин до стикання сторін
ХVІІІ слайд
Проба на перегин передбачає оцінку здатності металу витримувати повторний згин і застосовується для дроту та прутків діаметром 0,8—7 мм зі смугового та листового матеріалу товщиною до 55 мм. Зразки згинають перемінно праворуч та ліворуч на 90° з рівномірною — близько 60 перегинів за хвилину — швидкістю до руйнування зразка.
ХІХ слайд
Проба на видавлювання — для визначення здатності металу до холодного штампування та витягання тонкого листового матеріалу. Полягає у продавлюванні пуансоном листового матеріалу, затиснутого між матрицею та затискачем. Характеристикою пластичності металу є глибина видавлювання ямки, що відповідає появі першої тріщини.
ХХ слайд
Випробовування на видавлювання:
1 — лист; h — міра здатності матеріалу до витягу
• 
ХХІ слайд
Проба на навивання дроту діаметром d ≤ 6 мм. Випробовування полягає у навиванні 5—6 щільно прилеглих по гвинтовій лінії витків на циліндр заданого діаметра. Здійснюється тільки в холодному стані. Дріт після навивань не повинен мати пошкоджень.
ХХІІ слайд
Проба на навивання
ХХІІІ слайд
Проба на іскру використовується при необхідності визначення марки сталі за відсутністю спеціального обладнання та маркування
ХХІV слайд
Дослідження на тривалу міцність
При декількох напругах визначається час руйнування.
Умовна межа тривалої міцності - найбільша напруга, під дією якої метал при даній температурі руйнується через заданий відрізок часу.
Схема випробовування на жароміцність.
ХХV слайд
Випробовування на повзучість
При заданій температурі і різних напругах будують криві повзучості, за якими одним із двох методів визначають умови межі повзучості.
При першому визначають швидкість повзучості; за другим - час досягнення заданих значень видовження; Умовна межа повзучості - напруга, при якій швидкість повзучості, або деформації за певний проміжок часу не перевищує заданої величини.
VІ. Закріплення знань учнів
Завдання1: За даним малюнком визначити методи дослідження властивостей металів.
Завдання 2: Диктант з матеріалознавства (на індивідуальних листах)
1. Назвіть основні характеристики механічних властивостей металів
2. Назвіть групи випробовувань механічних властивостей металів.
3. У чому полягає суть випробовування на розтяг?
4. Що таке в'язкість і пластичність твердих тіл?
5. Що таке твердість?
6. Чим користуються при визначенні твердості за Брінеллем?
7. Як позначають твердість за Роквеллом?
8. Коли доцільно застосовувати метод Віккерса?
9. Які прилади використовують для вимірювання мікротвердості?
10. Поясніть мету та суть випробовування на ударну в'язкість?
V. Підсумок уроку. Оголошення оцінок
Обговорення проблемного запитання. Виведення висновку. Виставлення оцінок більш активним учням.
VІ. Домашнє завдання: вивчити матеріал п.1.5 – 1.6 за «Комплексна система…», читати конспект.
