Основные свойства металлов и сплавов.
Цели: дать учащимся общее представление о черных и цветных металлах и сплавах, об их механических и технологических свойствах, о сортовом металлическом прокате; воспитывать у учащихся навыки рационального использования материалов; способствовать развитию логического мышления и памяти.
Тип урока: урок освоения новых знаний.
Методы обучения: устный опрос, беседа, демонстрация наглядных пособий, лабораторная работа.
Наглядные пособия: плакаты, стенды, подручный материал.
Ход урока:
1. Организационно-подготовительная часть.
Приветствие учителя, контроль посещаемости, проверка готовности учащихся к уроку, сообщение темы и целей урока.
2. Теоретическая часть.
1. Повторение пройденного материала.
Вопросы для повторения, пройденного материала:
1) Давайте вспомним, что такое металл.
2) Какие ВИДЫ металла вам знакомы?
З) С каким металлическим материалом вам приходилось работать (например, в 5 классе) ?
4) С какими видами слесарных работ вы уже знакомы?
5) Какие графические изображения металлических предметов вы изучали ранее?
6) Какие инструменты используются при обработке металлов?
2. Изложение нового учебного материала.
План беседы учителя с учащимися:
1) Черные и цветные металлы и сплавы.
2) Механические и технологические свойства металлов и сплавов.
З) Сортовой прокат.
1. Черные и цветные металлы и сплавы.
Приступая к изготовлению какого-либо изделия, необходимо правильно подобрать наиболее подходящий для него материал. В чистом виде металлы применяются редко. Больше всего они используются в виде сплавов. Сплавами металлов называются сложные вещества, полученные путем смешивания в расплавленном состоянии с другими металлами или металла с неметаллическими элементами в точно определенном соотношении.
Все металлы и сплавы подразделяют на черные и цветные. К’ черным относят железо и сплавы на его основе - сталь и чугун. Все остальные металлы и сплавы - цветные.
Железо - металл серебристо-белого цвета с характерным блеском. Пластичен, хорошо обрабатывается, широко распространен в природе, но в чистом виде почти не встречается. Железо находится в земной коре в составе соединения с кислородом и другими элементами. Эти соединения называют железными рудами. Из них получают железо, которое применяют в виде различных сплавов с углеродом - чугунов и сталей.
Чугун - сплав железа с углеродами, содержащий более 2% углерода, а также примеси других элементов. Чугун является одним из самых дешевых и распространенных конструкционных материалов и широко применяется в машиностроении. Из чугуна получают сталь.
Сталь - это сплав железа с углеродом, содержащий до 2,1% углерода. Как и чугун, сталь содержит в себе примеси некоторых других элементов. Основное отличие стали от чугуна - это то, что сталь содержит меньшее количество углерода и примесей.
Сталь и чугун являются самыми распространенными материалами современной техники и производства. На их долю приходится основная масса всей металлической продукции.
Среди цветных металлов наиболее широкое применение имеют медь, алюминий и сплавы на их основе, а также олово, цинк и др.
Медь - металл розовато-красного цвета, обладающий электропроводностью и теплопроводностью, пластичностью, но сравнительно невысокой прочностью, хорошо обрабатывается. Применяется, прежде всего, в электропромышленности и химическом машиностроении. Сплавы меди обычно делят на две группы - латуни и бронзы.
Латунь - сплав меди с цинком, имеющий желтый цвет. Обладает высокой пластичностью, твердостью и коррозионной стойкостью. Применяется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности и в электротехнике.
Бронза - сплав меди с оловом или другими элементами, кроме цинка, имеющий желто-красный цвет. Бронза характеризуется высокой прочностью, твердостью, хорошо обрабатывается резал и м, обладает коррозионной стойкостью. Применяется для водопроводных кранов, для отливки художественных изделий, в электротехнике.
Алюминий - металл серебристо-белого цвета. едкий, вязкий, хорошо отливается и прокатывается в листы и проволоку. Широко используется в авиастроении, в электротехнике, при изготовлении предметов быта.
Дюралюминий - сплав алюминия с медью и другими элементами, имеющий серебристый цвет. Хорошо обрабатывается, обладает высокой коррозионной стойкостью. Применяется в авиации, машиностроении и строительстве, где требуются легкие и прочные конструкции.
Цинк светло-серый металл с голубым оттенком. Обладает высокой коррозийной стойкостью. Применяется для покрытия стальных изделий в целях защиты от коррозии.
Олово - металл серебристо-белого цвета, мягкий и пластичный. Олово можно легко раскатать в тонкие пласты, называемые фольгой. Применяют, для покрытия тонких листов стали и получения белой жести.
2. Механические и технологические свойства металлов и сплавов.
Каждый металл и сплав обладает определенными механическими и технологическими свойствами.
К механическим свойствам относят прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность и др.
Прочность - способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки, не разрушаясь.
Твердость - свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого материала.
Упругость - свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после устранения внешних сил.
Вязкость - свойство тел поглощать энергию при ударе.
Пластичность - способность изменять форму под действием внешних сил, не разрушаясь.
К технологическим свойствам относят ковкость, жидкотекучесть, свариваемость, обрабатываемость резанием, коррозионная стойкость, возможность соединения пайкой и др.
Ковкость - свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара.
Жидкотекучесть - свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму и получать плотные отливки.
Свариваемость - свойство металлов соединяться в пластичном или расплавленном состоянии.
Обрабатываемость резанием - свойство металла или сплава подверга ься обработке резанием различными инструментами.
Возможность соединения пайкой - свойство металла или сплава подвергаться обработке пайкой.
Коррозионная стойкость - свойство металлов и сплавов противостоять коррозии.
3. Сортовой прокат.
В машиностроении и строительстве широко применяют выпускаемый промышленностью сортовой прокат. Сортовым металлическим прокатом называют продукцию прокатных станов в виде полуфабрикатов, подлежащих дальнейшей обработке для получения готовых изделий. Прокат получают путем обжатия слитков металла в горячем или холодном состоянии между вращающимися валками прокатного стана. В зависимости от формы валков прокатные станы получают прокат самого различного профиля. Профилем проката называют его форму в поперечном сечении. Различают следующие профили сортового проката: простые (круг, квадрат, шестиугольник, полоса, лист), фасонные (рельс, балка, швеплер, тавр и др.), специальные (колеса, арматурная сталь и др.)
Пользуясь прокаткой, можно получать такой профиль проката, который максимально соответствовал бы форме готовой детали и тем самым позволял сократить ее дополнительную обработку, сэкономить время и уменьшить отходы металла. Сортовой прокат используют в качестве заготовок при изготовлении различных изделий. Например, для вытачивания цилиндрических деталей используют заготовки из круглого прутка соответствующего диаметра. Из шестигранного прутка делают болты с шестигранной головкой, шестигранные гайки и др. Уголковый прокат применяется в производстве различных каркасов, рам, ферм и других сооружений.
3. Практическая часть.
1. Лабораторная работа по изучению свойств металлов и сплавов.
Для работы понадобится комплект образцов металлов и сплавов:
1) рассмотрите образцы металлов и сплавов, определите их цвет;
2) положите справа от себя образцы из черных металлов и сплавов, а слева - из цветных. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы;
3) растяните и отпустите пружины из стальной и медной проволоки. Сделайте вывод, об упругости стали и меди;
4) положите на плиту для рубки металла образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайтесь расплющить их молотком. Сделайте вывод, о ковкости стали и алюминия;
5) закрепите в тисках стальной и латунный образцы и проведите по ним напильником. Сделайте вывод, об обрабатываемости стали и латуни.
2. Лабораторная работа по ознакомлению с видами металлического проката.
Для работы понадобится комплект образцов металлического проката.
Оборудование: комплект образцов металлического проката.
Порядок выполнения работы:
1) подготовьте в тетради таблицу по форме (форма таблицы в учебнике);
2) ознакомьтесь с образцами металлического проката;
3) пользуясь наглядным пособием, определите названия образцов проката;
4) запишите в таблицу названия образцов проката и зарисуйте форму их профиля.
4. Итоговая часть.
1. Установка на следующий урок.
В зависимости от вида металла или сплава, а также от его механических и технологических свойств для изготовления изделия могут применяться различные способы его обработки: резание, давление, литье, электротехническое травление и др. На следующем уроке продолжится знакомство с технологией обработки металлов и сплавов. Учащиеся получат новые знания о процессе обработки металлов, об изготовлении изделий из сортового проката, научатся читать сборочные чертежи.
2. Домашнее задание:
1) повторить изученный материал по основным свойствам металлов и сплавов,
2) прочитать в учебнике параграфы 17 и 19.
3) Уборка рабочих мест.
Урок 2. Процесс обработки металлов.