Напоминание

термическая обработка металлов (закалка)


Авторы: Аржанова Елена Валентиновна, Елена Валентиновна Аржанова
Должность: преподаватель специальных дисциплин
Учебное заведение: ГАПОУ
Населённый пункт: город Новозыбков Брянской области
Наименование материала: методическая разработка
Тема: термическая обработка металлов (закалка)
Дата публикации: 29.11.2020
Раздел: среднее профессиональное





Назад




Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Брянский техникум энергомашиностроения и радиоэлектроники

им. Героя Советского Союза М.А.Афанасьева»

Новозыбковский филиал

Методическая разработка занятия

по дисциплине ОП.02 "Материаловедение"

Тема:

"

Термическая обработка металлов (закалка)»

специальность:

27.02.07 Управление качеством продукции, процессов и услуг

(по отраслям)

Рассмотрена и одобрена

на заседании МО

«Технический профиль

»

Протокол № от « » __ 20__г

Председатель МО______ С.И.Зенченко.

Разработала преподаватель:

Аржанова Е.В.

2020 г.

Введение.

Тема занятия «Термическая обработка металла (закалка)» входит в тему

рабочей программы «Основные сведения об изменении механических свойств

металлов и сплавов», является важной для обучающихся по специальности

«Управление качеством продукции, процессов и услуг (отрасль машиностроение)». На

данном уроке рассматривается один из видов термической обработки – закалка. От

нарушения технологии закалки зависят параметры механических свойств, их

отклонение от заданных характеристик приводят к браку продукции.

Закалка – один из видов термической обработки (т/о), её применяют для

повышения твердости и прочности конструкции. Знания, полученные обучающимися

по этой теме, объясняют упрочнение стали на структурном уровне, Это дает научное

объяснение изменения механических свойств металлов и сплавов в результате

термической обработки. Информация, полученная на уроке, объясняет, почему

низкоуглеродистые стали не подвергают закалке; как добиться оптимальных свойств -

сочетания высокой твердости и достаточной пластичности.

Исторические сведения по использованию т/о в древности, изложенные в

сообщения обучающимися, подчеркивают значимость научного подхода в изучении

физических явлений и процессов.

Данная методическая разработка реализует метапредметный подход к учебному

процессу: микромир определяет макромир

.

В процессе урока обучающиеся должны осуществить действия, которые

позволяют: формулировать тему урока, дискутировать, готовить краткие сообщения,

решать практические задачи по теме, формулировать краткие («тонкие») вопросы.

Таким образом, реализуется компетентностный подход к уроку.

Самостоятельное формулирование темы урока создает ситуацию успеха, что

благоприятно сказывается на дальнейшем ходе урока. Самостоятельная актуализация

темы стимулирует её освоение.

В проекте урока прогнозировались ошибки учащихся, т.к. они позволяют

организовать дискуссию при обсуждении какого-либо понятия, ставят проблему,

которую решают сами обучающиеся.

Осуществление остальных этапов решения учебной задачи проектировалось

согласно презентации урока.

На уроке мною было дано лишь одно понятие - значение

закалочных температур, все остальные понятия были сформулированы самими

обучающимися в ходе дискуссии. Преподавателю отводилась лишь направляющая

роль, что отвечает современным требованиям ФГОС.

Триединая цель урока:

Образовательная: Сформировать у обучающихся научное восприятие темы "

Основные сведения об изменении механических свойств металлов и сплавов ",

расширить познания обучающихся о видах термической обработки, объяснить

особенность термической обработки «закалка» для разных видов стали, научить

находить общие черты всех видов т/о и их различия (ПК 2.5; ПК 3.1; ПК 3.2; ПК 4.5)

Воспитательная: Воспитывать уважение к выбранной специальности (ОК 1),

уважение к мнению товарища, способность аргументировано отстаивать собственное

мнение (ОК 3, ОК 6), уважение к старшим.

Развивающая: Развивать профессиональные качества: смекалку, способность быстро

ориентироваться в изменяющихся обстоятельствах (ОК 9), рассуждать, развивать

память, умение слышать, логику мышления, не бояться ошибаться (ОК 8).

Интеграционные связи:

Междисциплинарные: Введение в профессию, физика, химия.

Внутренние: Тема 2.1 Основные понятия теории сплавов, тема 2.2. Диаграммы

состояния, тема 1.3. Строение кристаллических тел, тема 1.4. Свойства материалов.

Оснащение :

А. Наглядные пособия: Стенды: «Диаграмма железо-цементит», "Этапы термической

обработки", технический словарь, презентация "Термическая обработка сталей"

Б. Раздаточный материал : диаграммы состояния (область сталей), к/з с

практической задачей, к/з (составь фразу).

В. Технические средства обучения: ПК, проектор

Сценарий урока:

1. Орг. момент.

1)Регистрация отсутствующих, контроль внешнего вида.

2)Формулирование и мотивация темы урока:

На экране надпись "Тема "

Преподаватель:

Назовите тему, которая занимает наше внимание в течение

последних уроков.

Правильный ответ:

Термическая обработка металлов. (слайд презентации

подтверждает это утверждение )

Преподаватель: Давайте вспомним, почему мы уделяем столько времени этой

теме? Какую роль играет т/о в вашей профессиональной деятельности?

Правильный ответ: Термическая обработка - это тепловое воздействие на металл,

которое изменяет механические свойства металла.

Сварка тоже тепловое

воздействие на металл. Трение нагревает режущий инструмент. Мы должны

понимать, как они будут изменять механические свойства основного металла при

сварке и режущего инструмента при трении.

Преподаватель: Какие виды термической обработки мы с вами уже изучили?

Правильный ответ: Отжиг, нормализация.

2. Контроль исходного уровня знаний.

Преподаватель:

Для дальнейшего раскрытия темы урока нам необходимо

вспомнить пройденный по этой теме материал. И сделаем мы это с помощью

технического диктанта (Приложение 1). Напоминаю, что такая форма опроса

помогает развивать ваши профессиональные качества: умение слушать, смекалку,

умение

быстро

реагировать на

изменяющиеся

обстоятельства,

способность

логически рассуждать.

(преподаватель напоминает правила написания т/д: вопрос повторяется дважды,

записывать кратко ответ; сообщает критерии оценки. После написания т/д, дается

возможность одному обучающемуся защитить свой вариант, отвечая на вопросы

вслух, остальные участники на основании устного ответа занимаются самооценкой

своей работы. Оценка "защищающемуся" выставляется по реальному ответу, что

дает возможность ему повысить свой результат )

3. Объяснение нового материала.

Преподаватель: Итак, мы с вами получили представление о двух видах т/о: отжиге

и нормализации. С какими видами термической обработки мы ещё незнакомы?

Правильный ответ: Закалка и отпуск.

Преподаватель: Как вы думаете, о каком виде т/о сегодня будет идти речь?

Правильный ответ: О закалке.

Преподаватель: Почему вы так решили?

Правильный ответ: Потому что на нашем рабочем стенде этот вид записан после

нормализации.

Преподаватель: Логично. Вы наблюдательны. Запишите в тетради название вида

т/о, это и будет темой урока, и число.

Преподаватель: Как вы думаете, из каких этапов состоит закалка?

Правильный ответ: Нагрев выдержка, охлаждение.

Преподаватель: Почему вы так решили, аргументируйте.

Правильный ответ: Потому, что такие этапы и у отжига, и у нормализации,

значит и закалка не исключение.

Преподаватель: Согласна с такими рассуждениями. Запишите этапы в тетради. А

теперь обратимся к вашему жизненному опыту - что вы знаете о закалке? Проведем

с вами "мозговой штурм" и составим на доске кластер, посвященный "ЗАКАЛКЕ".

(на доске записывается слово "закалка" и далее все ассоциации учащихся в связи с

этим словом).

Преподаватель: Давайте выделим в нашем кластере, что отвечает назначению

закалки?

Правильный ответ: Прочность. Твердость.

Преподаватель : Давайте это запишем в тетради. К нашему кластеру мы вернемся

в конце урока и проанализируем, какие ваши мысли были верны, что вы уже знали,

что узнали нового.

Скажите пожалуйста, что первично, а что вторично - микромир или макромир?

структура или свойства материала,?

Правильный ответ: Микромир.

Преподаватель:

Следовательно, структура определяет свойства или свойства

определяют структуру?

Правильный ответ: Структура определяет свойства.

Преподаватель : Правильно. Запишите название структуры, образование которой

позволяет повысить прочность и твердость стали - мартенсит. На слайде написано,

что низкоуглеродистые стали не подвергаются закалке. Почему? Мне бы хотелось

услышать ваши соображения.

Правильный ответ:

У низкоуглеродистых сталей не образуется структура

мартенсит.

Преподаватель:

Абсолютно верное предположение! Запишите это в тетради.

Исходя из знаний, полученных на предыдущих урока и сегодня, скажите, в чем

заключается особенность закалки, исходя из этапов её проведения?

Правильный ответ: Быстрое охлаждение.

Преподаватель: Именно так. Запишите эту особенность в тетрадь

А теперь поговорим о температурах нагрева под закалку. (Приложение

2).Запишите в тетради эти температуры. Покажите указанные линии на диаграмме

"Железо-цементит" (обучающиеся показывают нужные линии на стенде).

4. Закрепление нового материала.

Преподаватель:

Сейчас вы выполните практическую задачу по определению

интервала закалочных температур для разных сталей. Для решения этой задачи вы

будете использовать фрагмент диаграммы "Железо-цементит" (Приложение 9). На

выполнение задачи дается 3 минуты. (группа выполняет задание, преподаватель

проверяет

т/д).

Правильно

определенный

интервал

закалочных

температур

прибавит вам один бал к техническому диктанту.

Преподаватель: Как же всё начиналось у человечества с упрочнением стали?

Давайте послушаем сообщение об истории закалки, подготовленное вашими

товарищами. (Приложение 3)

(Во время доклада преподаватель

проверяет

решение задач)

Преподаватель: Впечатляет? Прослушав это сообщение, мы можем оценить,

насколько наши с вами

знания научны. Эти истории демонстрируют, что

отсутствие знаний о процессах, происходящих внутри какого-либо объекта может

приводить к человеческим жертвам!

5. Объяснение нового материала (продолжение)

Преподаватель:

Давайте поразмышляем о третьем этапе т/о - охлаждении.

Сегодня справедливо заметили, что особенностью закалки является быстрое

охлаждение. Выполняя отжиг, мы охлаждаем металл с печью, при нормализации -

на воздухе. В какой среде охлаждали древние люди оружие при закалке?

Правильный ответ: Кровь раба, моча вола, ветер.

Преподаватель: Правильно. Кто знает, какие закалочные среды используют в

наше время?

Правильный ответ: Вода, масло.

Преподаватель: Верно. И ещё одна закалочная среда перекликается с нашим

историческим рассказом - кровь и моча, что их объединяет?

Правильный ответ: Соль.

Преподаватель:

Верное

наблюдение

-

это

растворы

солей.

Сегодня

на

производстве активно используют растворы и расплавы солей для закалки сталей,

т,к. скорость охлаждение в этих средах выше, чем в воде. Запишите информацию

следующего слайда.

Преподаватель: На этом мы прервем разговор о закалке. Почти на каждом уроке

мы с вами уделяем внимание подготовке к экзамену по материаловедению -

вспоминаем пройденных материал. Сегодня мы будем предаваться

воспоминаниям в виде игры. Найдите на вашем столе задание с надписью

"Расшифруй фразу" (Приложение 4). Первая буква правильного ответа займет

место в клеточке, соответствующей номеру вопроса ,

и мы с вами прочитаем

зашифрованную фразу (СПАСИБО ЗА УРОК).

(Этап рефлексии можно проводить двумя способами: 1 способ. Фронтальный

опрос. На его проведение может уйти около 10минут. " 2 способ

позволяет

организовать работу в группах. Вопросы даются группе учащихся. Побеждает та

группа, которая быстрее отгадает фразу)

(проведение игры)

6. Подведение итогов урока.

Свое отношение к уроку я выразила зашифрованной на доске фразой. Ваши

жизнерадостные лица свидетельствуют о том, что урок в целом прошел успешно.

Всем

активно

мыслящим

(перечисляет

фамилии

обучающихся)

я

ставлю

"отлично", подготовившим сообщения - "отлично", свои оценки по техническому

диктанту вы знаете, баллы по практической задаче вы видите на экране.

7. Задание на дом:

1) учащимся, которые не справились с практической задачей, определить интервал

закалочных температур для сталей содержанием углерода 0,6; 0,8; 1,2;

2) найти другие интересные исторические факты закалки стали;

3) знать: назначение закалки, особенность закалки, закалочные среды.

Приложение 1.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ

ВАРИАНТ 1

ВАРИАНТ 2

1. Этапы отжига. (нагрев,

выдержка, охлаждение)

2. Какой вид т/о

производительнее, отжиг или

нормализация? (нормализация)

3. Какой отжиг снимает наклеп?

(рекристаллизационный)

4. Назовите отжиг, с помощью

которого пластинчатый перлит

превращается в сферический.

(сфероидизирующий)

5. У какого отжига самая

высокая температура нагрева.

(диффузионного)

1. Этапы нормализации. (нагрев,

выдержка, охлаждение)

2. Особенность отжига.

(медленное охлаждение)

3. Как называется упрочнение

стали в результате холодной

деформации. (наклеп)

4. С помощью какого отжига

сера и фосфор равномерно

распределяется по объему

слитка? (диффузионного)

5. В процессе отжига

пластичность растет или

уменьшается? (растет)

Критерии оценки:

3 правильных ответа - удовлетворительно;

4 правильных ответа - хорошо;

5 правильных ответов - отлично.

Приложение 2.

Приложение 3.

ИСТОРИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

Объяснить, почему металл становится прочнее и тверже, в древние времена никто не

мог, зато рецептов закалки было великое множество: практически каждый мастер

имел свой секрет. Вот, например, рецепт закалки кинжала, обнаруженный в летописи

одного из храмов на территории Малой Азии и относящийся к IX веку до нашей эры:

«Нагреть до тех пор, пока он не засветится, как восходящее в пустыне солнце, затем

охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба. Сила

раба, переходя в кинжал, и придает металлу твердость» .

Более гуманную «технологию» закалки применяли дамасские оружейники, в

конце первого тысячелетия до нашей эры для знаменитых стальных клинков. По

описаниям, они закаливали свои клинки в горном ущелье, где дули сильные ветры.

Считалось, что упругость и сила ветра передаются оружию. Подобным образом

закаливали стальные изделия и кузнецы Древней Грузии.

Один из методов закалки приведен в трудах немецкого писателя XII века: «Берут

трехлетнего барана, привязывают его и в течение трех дней не кормят. На четвертый

день его кормят только папоротником. Спустя два дня такой кормежки его ставят на

следующую ночь в бочонок с пробитыми внизу дырами. Под эти дыры ставят поддон,

в который собирается моча барана. Собранная таким образом за две-три ночи моча

барана использовалась для закаливания инструмента».

Приложение 4.

Расшифруй фразу (СПАСИБО ЗА УРОК)

1.

СТАЛИ, В КОТОРЫХ СОДЕРЖИТСЯ МАЛО КИСЛОРОДА.

2.

СТАЛЬ С СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА 0,8%.

3.

этой буквой маркируется высококачественная сталь.

4.

СПЛАВ ЖЕЛЕЗА И УГЛЕРОДА, С СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА ДО 2.14% .

5.

ФОРМА, В КОТОРУЮ ОТЛИВАЮТ СТАЛЬ.

6.

ЭТО МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ, ОН ОБОЗНАЧАЕТСЯ

НВ.

7.

МИКРОШЛИФ - ЭТО .... ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МИКРОАНАЛИЗА.

8.

Т/О, С ПОМОЩЬЮ КОТОРОЙ ПОВЫШАЕТСЯ ТВЕРДОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ СТАЛИ.

9.

СТРУКТУРА, КОТОРАЯ ПЕРВАЯ ОБРАЗУЕТСЯ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СТАЛИ.

10. РАКОВИНА, КОТОРАЯ ОБРАЗУЕТСЯ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ СТАЛЬНОГО

СЛИТКА.

11. МЕТОД, С ПОМОЩЬЮ КОТОРОГО ИССЛЕДУЮТ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ.

12. ВИД ТЕРМООБРАБОТКИ, КОТОРЫЙ МЫ ЕЩЁ НЕ ИЗУЧАЛИ.

13. НАЗВАНИЕ ЗЕРЕН ПО-ДРУГОМУ.

ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ:

1. Спокойные.2. Перлитная.3. А.4, Сталь.5. Изложница.6. Бринелля. 7. Образец. 8.

Закалка. 9.Аустенит. 10. Усадочная. 11. Рентгеновский. 12. Отпуск. 13.

Кристаллы.



В раздел образования