Металлы и сплавы и их обработка.

Металлы и их обработка

Цели урока

Развивающие:
Способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету.

Воспитательные:
Способствовать формированию и развитию нравственных, эстетических, экономических качеств личности.

Образовательные:
Способствовать запоминанию основной терминологии, формированию представления о металлах, их свойствах и области применения

Свойства материалов и полуфабрикатов

свойства

определение

физические

Отличительные стороны материалов, которые проявляются при взаимодействии их с окружающей средой.

механические

химические

технологические

Отличительные стороны материалов, которые проявляются в способности сопротивляться воздействию внешних механических усилий.

Способность материалов взаимодействовать с окружающей средой при различных температурах (окисляемость, растворимость, коррозионная стойкость и др.)

Способность материалов подвергаться обработке

Свойства материалов и полуфабрикатов

Термины «физический» и «механический»
происходят от греческих слов, означающих
соответственно
«природа» и «орудие, машина».

Термин «химический»
произошёл от древнелатинского слова «алхимия»
(наука о веществах и их превращениях).

Физические свойства

Физические свойства

Механические свойства

Механические свойства

Металлы и сплавы

материалы, обладающие высокой теплопроводностью, электрической проводимостью, блеском, ковкостью и другими характерными свойствами.

М е т а л л ы -

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)

Металлы и сплавы

Сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами (марганцем, фосфором, серой и т.п.)

Железоуглеродистые сплавы -

Виды железоуглеродистых сплавов

Чугун
(свыше 2% углерода

Сталь
(до 2% углерода)

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.

Металлы и сплавы

Углерод в чугуне может находиться в химическом соединении с железом или в свободном состоянии – в виде частиц графита: пластинок, зёрен, хлопьев или шариков.

Металлы и сплавы

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

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.

Белые

Серые

Ковкие

Высокопрочные

Чугуны

Характеристика

Применение

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.

Чугуны

Характеристика

Применение

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.

Чугуны

Характеристика

Применение

Получают из серого чугуна введением в него в жидком состоянии специальных добавок.
Он прочнее серого чугуна и труднее обрабатывается.

С т а л и

По способу
производства

По качеству

По назначению

По химическому составу

С т а л и

Мартеновская

Электросталь

Конвертерная (бессемеровская и томасовская)

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

Получают в мартеновских
печах. Способ предложил
в 1864 г. французский
Металлург Пьер Мартен

Выплавляют в электропечах.
Это наиболее совершенный
способ получения стали.
Его предложил в 1802 г.
русский физик и
электротехник Петров

Сплавы железа с углеродом
(до 2%) в состав которых
Входят обычные примеси:
кремний, марганец,
сера, фосфор и др.

Углеродистые стали

С т а л и

Конструкционные

Инструментальные

Специальные с особыми свойствами

Сплавы, в состав которых,
кроме железа, углерода (до 2%)
и обычных примесей, входят
легирующие элементы (хром,
никель, вольфрам и др.)

Легированные стали

Конструкционные

С т а л и

Инструментальные

Конструкционные стали обычного качества маркируются
буквами и цифрами, например: Ст3. Буквы Ст обозначают
«сталь», цифры указывают условный номер марки стали.
Конструкционные качественные стали маркируются цифрами,
указывающими содержание углерода в сотых долях процента.
Например «сталь45» - сталь, содержащая 0,45% углерода

Инструментальные качественные и высококачественные стали
маркируются буквами и цифрами, указывающими
содержание углерода в десятых долях процента.
Например, У7 и У7А. У – углеродистая сталь, 7 – 0,7% углерода,
А – высококачественная сталь.

С т а л и

Детали машин и металлические конструкции

Режущие и измерительные инструменты

С т а л и

Режущие и измерительные инструменты

С т а л и

Конструкционные

Инструментальные

Специальные с
особыми свойствами

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».

С т а л и

Инструментальные

Специальные с
особыми свойствами

Ответственные
детали машин и
металлические
конструкции

Инструменты
с высокими
эксплуатационными
качествами

Конструкционные

Детали машин
с особыми
свойствами

Цветные металлы

Легкие
(алюминий, магний,
титан и др.)

Редкие
(вольфрам, молибден,
селен и др.)

Тяжёлые
(свинец, медь, цинк 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.

Цветные металлы. Алюминий

В электротехничесекой
промышленности

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)

В химической промышленности

В приборостроении

В самолетостроении

Металлы и сплавы

Термин «дюралюминий» (дюралюмин, дюраль) образован из названия немецкого города Дюрен, где впервые начали производить этот сплав, и слова «алюминий».

!? Это интересно

Цветные металлы. Медь

В электротехничесекой
промышленности

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.

В химическом машиностроении
и теплотехнике

Цветные металлы

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

Имеют хорошие литейные свойства,
высокую прочность и твёрдость, коррозионную стойкость и
хорошо обрабатывается резанием.

Цветные металлы.

В машино- и судостроении

Ответственные детали машин

Проволока,
лист

Гайка

Втулка

Шестерня

Монета

Кран