ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2
Министерство общего и профессионального образования
Свердловской области
ГБОУ СПО СО «Екатеринбургский» энергетический техникум
СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Коды формируемых компетенций ПК-1, 2, 3, 4 ОК- 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Специальность (код и наименование) 140101 Тепловые электрические станции
Составлен в соответствии с программой дисциплины утвержденной Методическим советом ГБОУ СПО СО «Екатеринбургский энергетический техникум», протокол № 7 от « 20» июня 2012 г.
Сборник методических указаний по выполнению практических работ по дисциплине Материаловедение составлен на основе:
1.Федерального государственного образовательного стандарта (далее ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее – СПО) 140101 Тепловые электрические станции по программе базовой подготовки.
2.Программы дисциплины Материаловедение, составленной преподавателем Государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования «Екатеринбургский энергетический техникум» С.Н.Бондаренко Протокол № от 7 « 20 » июня 2012г.;
3.Учебного плана Федерального государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования Екатеринбургского энергетического техникума по специальности СПО 140101 Тепловые электрические станции (базовой подготовки), утвержденного ____ августа 2011 г., с учетом распределения вариативной части ФГОС.
Составитель:
Преподаватель Светлана Никоноровна Бондаренко
ОДОБРЕН
Цикловой комиссией теплотехнических дисциплин
Председатель комиссии _____________Н.В. Панова
УТВЕРЖДЕН
Методическим советом ГБОУ СПО СО «Екатеринбургский энергетический техникум»
Протокол № ____ от «____» ______________ 2013 г.
Председатель Зам. директора по УР, к.п.н. __________________И.А.Созыкина
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1
Анализ диаграммы состояния сплава в зависимости
от заданной температуры 5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2
Определение режимов термической обработки стали в зависимости
от заданных условий 9
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3
Определение режимов термообработки для инструментальных сталей 11 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4
Расшифровка маркировок сталей и чугунов и характеристика
их свойств, подбор материалов в зависимости от их назначения
и условий эксплуатации 18
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5
Характеристика свойств неметаллических материалов 22
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6
Подбор способов и режимов обработки металлов в зависимости от заданных условий
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7
Расчет допуска на размер 25
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 35
ВВЕДЕНИЕ
Одной из важнейших задач современной теплоэнергетики является повышение надежности и долговечности металла оборудования. Безаварийная работа энергооборудования тесно связана с физическими, механическими, технологическими свойствами металлов. Знание динамики изменений внутренних напряжений, которые неизбежно происходят с материалами с начала эксплуатации конструкций, позволяет своевременно производить замену изношенных деталей. Большое значение для повышения профессионального уровня специалистов - теплоэнергетиков имеют практические навыки, поэтому по программе предусмотрены часы на практические занятия.
В соответствии с рабочей программой, при изучении дисциплины «Материаловедение» выполняются семь практических занятий. Данные методические указания призваны оказать помощь студентам в освоении методов исследования различных свойств материалов, изучении технологических методов изготовления деталей теплоэнергетического оборудования, работы со справочной и учебной литературой, анализа полученной информации. В конце методических указаний имеется список информационного обеспечения по дисциплине.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1
Тема: Анализ диаграммы состояния сплава в зависимости от заданной температуры
Цели занятия: В результате выполнения данного практического занятия студент должен знать:
-методы измерения параметров и определения свойств материалов;
студент должен уметь:
-определять свойства и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы, применяемые в производстве.
Формируемые компетенции ПК- 3 ОК- 1, 2, 3, 4
Литература: Черепахин, А.А. Материаловедение [Текст]: учебник для СПО / А.А. Черепахин – 3-е изд-е, стереотипное – М.: Изд-кий центр Академия, 2008.– 256 с.: ил.
Ход работы
1.Организационный момент - подготовиться к проведению практического занятия, приготовить рабочую тетрадь, прочитать теоретическое обоснование данного занятия. 
К углеродистым сталям относятся сплавы железа с углеродом с содержанием углерода от 0,02 до 2,14 % (содержание углерода от 2,14 %. – это чугун). Железо является полиморфным металлом, имеющим разные кристаллические решетки в различных температурных интервалах. При температурах ниже 910 °С, железо существует в ά-модификации, кристаллическое строение которой представляет собой объемно-центрированную кубическую решетку. В интервале температур от 910 °С до 1392 °С существует γ-железо с гранецентрированной кубической решеткой. Углерод является неметаллическим элементом, обладающим полиморфизмом, то есть в природе встречается в виде графита и алмаза.
Феррит - твердый раствор внедрения углерода в ά -железе. содержит при нормальной температуре менее 0,006 % углерода. У феррита низкие твердость и прочность, высокие пластичность и ударная вязкость.
Аустенит - твердый раствор углерода в γ -железе, при нормальной температуре в углеродистых сталях в равновесном состоянии не существует.
Цементит - химическое соединение железа с углеродом, карбид железа Fе3C обладает сложной кристаллической решеткой, содержит 6,67 % углерода. Цементит — метастабильная фаза; образование стабильной фазы — графита во многих случаях затруднено. Цементит имеет орторомбическую кристаллическую решётку, очень тверд и хрупок, слабо магнитен до 210 °C. В сталях выделяется при охлаждении аустенита или при нагреве мартенсита. Твёрдость по Бринеллю больше 800 кг/мм2. Первичный цементит кристаллизуется из жидкого сплава. Вторичный цементит - из аустенита. Третичный цементит - из феррита.
2.Контроль и актуализация теоретических знаний студентов. Ответить на вопросы:
2.1.Сколько форм кристаллических решеток может иметь железо?
2.2.Чем отличается сталь от чугуна?
2.3.Применяется ли железо в чистом виде?
2.4.Как называется фаза стали, которая ближе всего к чистому железу?
3.Инструктаж преподавателя о порядке выполнения работы, соблюдении правил техники безопасности, охраны труда.
4.Самостоятельная работа студентов – выполнение заданий с использованием данных методических указаний.
5.Подведение итогов работы, обсуждение итогов и оценка работы студента.
Порядок выполнения работы:
Задание № 1Изучить данные методические указания.
Задание № 2 Закрасить различные фазы состояния металла на диаграмме в соответствии с цветами металла при различной температуре (например, жидкая фаза-желтый цвет, зона начала кристаллизации –голубой, дальнейшее остывание синий и остывший металл серый цвет.
Задание № 3 Провести вертикальную границу между сталью и чугуном (красным цветом), отметить линии ликвидуса и солидуса (дать их определение).
Задание № 4 Отметить критические линии на диаграмме. Что обозначает линия «солидус» и «ликвидус»?
Задание №5 Определить температуру, при которой сталь расплавится, если содержание углерода составляет 0,5%, 1%, 2,1%.
Задание № 6 Определить максимальную и минимальную температуру, при которой сталь находится в виде аустенита, если содержание углерода составляет 0,5%, 1%, 2,1%. Какой тип кристаллической решетки аустенита?
Задание № 7 Определить максимальную температуру, до которой нужно нагреть сталь, чтобы она находилась в виде перлита, если содержание углерода составляет 0,5%, 1%, 2,1%. Какой тип кристаллической решетки аустенита?
Ответы на вопросы №№ 4, 5, 6, 8, 9, 10 оформить в тетради. Вклеить диаграмму в тетрадь.
Задание №8 Стрелкой указать направление увеличения прочности стали в зависимости от содержания углерода. Что такое аллотропия? Как она проявляется в диаграмме Ж-У?
Задание №9 Что показывает точка Е на диаграмме железо - углерод (цементит)?
Задание № 10 Что называется цементитом? Как он влияет на свойства стали?
Задание № 11 Сделать выводы о температурах, при которых плавится сталь и чугун. От чего зависит температура плавления?
Задание № 12 Указать на диаграмме зону феррита.
Задание № 13 Какое превращение происходит в железоуглеродистых сплавах при температуре 727 °С?
Задание № 14 Как образуется вторичный цементит?
Задание № 15 Все ответы на задания с 3 по 14 занести в рабочую тетрадь, бланк с диаграммой(задание № 2) вклеить в рабочую тетрадь.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2
Тема: «Определение режимов термической обработки стали в зависимости
от заданных условий»
Цели занятия: В результате выполнения данного практического занятия студент должен знать:
-виды механической, химической и термической обработки металлов и сплавов;
студент должен уметь:
– определять твёрдость материалов;
– определять режимы отжига, закалки и отпуска стали;