Сообщение термическая обработка металлов и сплавов 7 класс технология

Обновлено: 05.07.2024

2. Свойства стали зависят не только от её химического состава, но и от термической обработки( от термообработки). Это объясняется

тем, что сталь имеет
зернистое строение ( размер и форма
зерен -кристаллов определяется
расположением молекул железа и
углерода).

4. Термообработкой можно менять размер зерен- кристаллов и, следовательно, изменять свойства стали (кроме низкоуглеродистых сталей

Термообработкой можно
менять размер зеренкристаллов и, следовательно,
изменять свойства стали
(кроме низкоуглеродистых
сталей с содержанием углерода
менее 0,3 %).

5. Внутренняя перестройка кристаллов стали (перекристализация) при термообработке происходит при нагреве до критических точек

температуры:
723 - 770 - 910 - 1390 - 1535 град.
Этот процесс обратим: постепенно
охлаждая, можно вернуть прежнюю
кристаллическую структуру стали.
( кроме процесса закалки)

6. Основными видами термообработки являются: - закалка; - отпуск; - отжиг; - нормализация.

Закалка
это процесс термической обработки,
заключающийся в нагреве стали
до температуры выше критической:
750-810 гр.(цвет каления темновишневый, красный).
выдержке и последующем быстром
охлаждении
(в воде или с масле).
Цель закалки: повышение твердости,
прочности и износоустойчивости.

8. Быстрое охлаждение стали в воде при закалке

9. Охлаждение в ванне с маслом

Отпуск
является окончательной термической
обработкой после закалки: повторный
нагрев уже закаленной стали до темп. ниже
критической -200-600 гр.(без свечения)с
последующем охлаждением в воде, масле
или на воздухе. Отпуск проводят не
позднее,чем в 24 часа после закалки. Цель
отпуска : повышение вязкости и
пластичности, снижение твердости и
уменьшение внутренних напряжений стали.

О́тжиг —
вид термической обработки , заключающийся в
нагреве до температуры 750-860 град.
( цвет каления темно-вишневый, красный),
выдержке в течение определенного времени при
этой температуре и последующем, обычно
очень медленном (вместе с печью)
охлаждении до комнатной температуры.
Цели отжига - снижение твердости стали для
облегчения механической обработки, достижения
большей однородности, снятие внутренних
напряжений. (например, напильник, проволока).

12. При отжиге сталь охлаждают очень медленно вместе с печью

13. Нормализация это операция, сходная с отжигом, при которой охлаждение происходит на открытом воздухе. Стали с малым содержанием

углерода становятся при этом более
мягкими и пластичными, а стали с
повышенным содержанием углерода более упругими и твердыми.

15. При термообработке стали необходимо контролировать температуру её нагрева. Наиболее точно в этих случаях температура нагрева

определяется при помощи
специального прибора - пирометра.
На практике часто определяют температуру
нагрева по
цветам каления( для т-р 530 - 1300гр.)
или цветам побежалости (для 220 330гр).

16. При нагреве твердой стали до температур 530 - 1300 град. и более происходит процесс свечения - излучения световых волн разной

При нагреве твердой стали до
температур 530 - 1300 град. и более
происходит процесс свечения излучения световых волн разной
частоты (разного цвета).

18. Цвета каления стали

19. Сталь, нагретая до температуры 750-810 град. для закалки

20. Свечение стальных заготовок при нагреве до температуры более 1000 град

21. Вид стали при температуре плавления -1450 - 1520 град.- ослепительно белый

22. При нагреве твердой стали до температур 200 - 325 град. происходит процесс цветного отражения падающего света (не свечения).

Цвета побежалости
Цвета́ побежа́лости —
радужные цвета, образующиеся на
гладкой поверхности металла в
результате отражения света
внешнего источника от тонкой
прозрачной поверхностной окисной
плёнки (которую
называют побежалостью) .

25. Стружка, нагретая до температуры 300 град. при токарной обработке

26. Цвет стружки- соломенно-желтый при температуре нагрева 240 град.

27. Цвет стружки - светло - синий при температуре нагрева - 310 град.

28. Сверло, нагретое до температуры 310 - 325 град.

Ко́вка
—
это высокотемпературная обработка
стали, нагретой до ковочной температуры
800-1250 град. (цвета каления- от темнокрасного до желтого). Сталь при этом
становится временно более мягкой и легче
поддается деформированию.
Различают ковку ручную и машинную
(станочную) .

§ 11. Термическая обработка сталей

Свойства сталей можно изменять с помощью теплового воздействия — термической обработки ( термообработки ) - нагрев заготовки до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Температура нагрева зависит от вида термообработки и марки стали.

Основные виды термообработки — закалка, отпуск, отжиг и нормализация.

При закалке металл нагревают до температуры примерно 723ºС , а затем быстро охлаждают в воде, масле, водных растворах солей. Закалка увеличивает твердость и прочность стали, но вместе с тем повышает и ее хрупкость. Закалка целесообразна только для сталей с содержанием углерода более 0,3 %. Закалка придает стали высокую твёрдость.

Хрупкость стали после закалки можно уменьшить с помощью отпуска . Отпуск представляет собой нагрев остывшей закаленной детали до определенной температуры (обычно ниже температуры закалки - 220-500ºС ) и последующее охлаждение в воде или на воздухе. Помимо хрупкости отпуск снижает и твердость стали, что улучшает ее обрабатываемость, т.е. придает стали вязкость.

При отжиге заготовку нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре ( 740-850ºС) и медленно, часто вместе с печью (несколько часов), охлаждают (в этом главное отличие от закалки). Отжиг резко снижает твердость стали, она становится мягче и лучше обрабатывается.

Нормализация - термообработка, схожая с отжигом. Нагревают до температуры 750-800ºС. Различие в том, что при нормализации сталь быстро охлаждают на воздухе (при отжиге - в печи) для снятия внутреннего напряжения закалённой стали. Сталь приобретает более высокие механические свойства после отжига.

Если надо применить все виды термообработки, то осуществляют в следующей последовательности:

1. отжиг (при необходимости);

Проводить рассмотренные выше виды термообработки можно в школьных мастерских, пользуясь муфельными печами небольшого размера.

Рис. 2. Муфельные печи

Температуру закалки можно контролировать по цветам свечения разогретого металла (цветам каления). Этот цвет зависит от температуры, до которой нагрета заготовка. Чем выше температура, тем светлее становится металл (рис. 3, а).

Рис.3. Зависимость цвета заготовки от температуры нагрева: а — цвета каления; б — цвета побежалости

Температуру отпуска можно контролировать по цветам побежалости (рис. 3, б). Цвета побежалости — радужная окраска, возникающая на чистой поверхности нагретой стали. Например, если при нагреве поверхность заготовки приобрела темно-синий оттенок, значит, она нагрета до температуры примерно 300 °С.

Правила безопасности при термической обработке стали

1. Во время работы вся одежда, и в том числе рукава, должна быть застегнута.

2. Работать с нагретым металлом можно только в брезентовых или кожаных рукавицах.

3. Укладывать детали в муфельную печь и вынимать их из печи специальными клещами.

4. К самостоятельной термообработке сталей допускаются лица не моложе 18 лет.

Применение современных технологий в термической обработке стали. Поверхностная лазерная термообработка стали или сплавов включает в себя следующие методы: закалку (термоупрочнение), отжиг и отпуск. Лазерная поверхностная закалка применяется для повышения срока службы деталей, которые в процессе работы подвергаются износу, что улучшает многие эксплуатационные показатели – теплостойкость, коррозийную и износостойкость в несколько раз.

Полезная информация

Определение температуры закалки зубила . Марка стали является инструментальной с содержанием углерода 0,7%. По горизонтальной оси диаграммы (рис. 4.) находим соответствующую этой цифре точку.

Рис. 4. Диаграмма железоуглеродистых сплавов

Из неё восстановим перпендикуляр до пересечения с графиком. Из точки пересечения проводим параллельную горизонтальной оси линию до пересечения с вертикальной осью. По этой точке определяем необходимую температуру нагрева. Она по графику равна примерно 730 °С. Учитывая, что температура закалки должна быть на 30–50 °С выше установленной по графику, определяем необходимый нагрев при закалке: 760–780 °С.

Знакомимся с профессиями

На предприятиях термическую обработку материалов выполняют робочие-термисты . Термист должен разбираться в свойствах металлов, хорошо знать режимы термообработки различных сплавов, умело пользоваться термическими печами, строго соблюдать правила безопасной работы.

Практическая работа "Ознакомление с термической обработкой стали"

Внимание! Пункты 2, 3, 5 выполняет учитель.

Закрепите в тисках образец из незакаленной стали (например, с содержанием углерода 0,6%) и проведите по нему несколько раз напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости незакаленной стали.
Поместите образец в электрическую (муфельную) печь, нагретую до температуры 800 °С, и выдержите его 15—20 мин. Температуру нагрева образца определите по рисунку выше.
Опустите раскаленный образец в воду или масло.
Закрепите образец в тисках и попытайтесь обработать его напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости закаленной стали.
Поместите образец в печь, нагретую до температуры 400. 550 °С, и выдержите 15—20 мин, после чего охладите в воде или на воздухе.
Опилите образец в тисках и сделайте вывод о его обрабатываемости после отпуска.

Новые слова и понятия

Термическая обработка, закалка, отпуск, отжиг, нормализация, муфельная печь, термоэлектрические пирометры, цвета каления, цвета побежалости, термист, лазерная термообработка.

Проверяем свои знания

Что такое термическая обработка?
Как изменяются свойства стали при закалке?
Для какой цели выполняют отпуск сталей?
Что такое отжиг сталей и в чем его отличие от закалки и отпуска?
Какими способами можно определить температуру нагрева стали в муфельной печи?

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дахадаевский район республика Дагестан

План-конспект урока технологии

Тема: «Классификация и термическая обработка сталей".

Учитель технологии: Османов Осман Запирович

План-конспект урока по технологии (мальчики).

по теме "Классификация и термическая обработка сталей".

Дата проведения: 12.10.2016 г.

Технология 7 класс

Цели и задачи урока:

1.Ознакомить учащихся с видами и свойствами сталей

2. Научить распознавать маркировку сталей .

3.Воспитывать у учащихся бережное отношение к материалам и инструментам.

4.Способствовать развитию логического мышления .

Тип урока : Изучение нового материала Время- 45 минут

Вопросы для повторения пройденного материала .

Что такое чугун ?

Виды и свойства чугуна .

Способы получения и область применения чугуна .

Б) Изучение нового материала

План рассказа учителя :

Сталь. Виды сталей ( углеродистые , легированные , конструкционные , инструментальные , специальные ).

Сталь . Виды сталей .

Сталь занимает особое место среди металлов и сплавов . Она служит материалом для практически всех отраслей техники и производства . В зависимости от состава стали подразделяются на углеродистые и легированные.

Углеродистые стали –это сплав железа с углеродом , в состав которых входят некоторые обычные примеси . Углерод придаёт стали твёрдость , но увеличивает хрупкость и снижает пластичность.

По назначению стали делят на конструкционные ,инструментальные и специальные с особыми свойствами .

Конструкционные стали применяются для изготовления различных металлических конструкций, деталей механизмов и машин .

Конструкционная углеродистая сталь бывает обычного качества и качественной .

Сталь обыкновенного качества обладает невысокой прочностью и применяется для изготовления болтов , шайб ,мягкой проволоки и тд.

Качественная углеродистая сталь более прочная , и из неё изготавливают зубчатые колёса , шкивы и другие детали машин .

Все стали маркируются , то есть имеют условные обозначения которые показывают вид стали ,её состав , свойства .

Специальные стали – это стали с особыми свойствами : нержавеющие , износостойкие и тд.

Рассказать учащимся о истории создания сталей ( получение домас

ской стали и булата , как ковались японские клинки).

Как называется сталь у которой при ковке на поверхности получаются узоры ?

2 .Каким основным свойством отличается сталь от чугуна ?

Установка на следующий урок .

А)На следующем уроке продолжится знакомство с технологией обработки стали .

Школьники получат новые знания о термической обработке металлов , изучат основные приёмы термической обработки , изучат основные орудия для обработки сталей , приобретут навыки графического изображения металлических деталей .

Б) Домашнее задание :

1. Повторить изученный материал ( учебник по технологии для 7 класса стр . 73-77.

Список использованной литературы .

Занятия по техническому труду: Пособие для учителей труда

Г.Б .Волошин ; А.А. Воронов и тд.Под редакцией Тхоржевского. М.:Просвещение 1985.

Как вам уже известно, сталь — это сплав железа с углеродом и другими химическими элементами. По химическому составу стали подразделяются на углеродистые и легированные. По применению — на конструкционные и инструментальные (табл. 3).

Таблица 3.

Классификация сталей

В углеродистой стали содержится 0,4. 2% углерода. Углерод повышает твердость стали, но увеличивает ее хрупкость и снижает пластичность.

Конструкционная углеродистая сталь бывает обыкновенного качества и качественная.

Сталь обыкновенного качества обозначается буквами Ст и цифрами от 0 до 6, т. е. Ст0, Ст1 и т. д. Цифры показывают порядковый номер марки стали. Чем больше цифра, тем выше содержание углерода и прочность стали. Из стали обыкновенного качества изготовляют строительные конструкции, гайки, болты, заклепки, трубы, листовой прокат и др.

Углеродистая качественная сталь отличается повышенной прочностью. Она обозначается двумя цифрами, например: 05, 10, 20, 45 и т. д. Цифры показывают содержание углерода в сотых долях. Из этой стали производят зубчатые колеса, валы, оси, шкивы и др.

Инструментальная углеродистая сталь обладает большей прочностью и твердостью, чем конструкционная, и применяется для изготовления молотков, зубил, ножниц по металлу, ножовочных полотен, напильников и др. Она обозначается У10, У11, У12 и т. д. Цифры показывают содержание углерода в десятых долях.

Для придания стали определенных свойств в нее во время выплавки добавляют различные химические элементы (хром, никель, вольфрам и др.). Одни элементы повышают прочность и твердость, другие — упругость, третьи — коррозионную стойкость стали (т. е. сопротивляемость стали, например, воздействию воздуха и появлению ржавчины) и т. д. Стали, в которых есть эти элементы, называются легированными. Легирующие добавки в сталях обозначают буквами: X — хром, В — вольфрам, Н — никель, Г — марганец, Ф — ванадий, М — молибден и т. д. Например, в стали 40Х содержится 0,4 % углерода и 1 % хрома.

Легированные конструкционные стали применяют для изготовления рессор, пружин, шестерен и др., а легированные инструментальные — для изготовления режущих инструментов: сверл, плашек, метчиков и пр.

Свойства сталей можно изменять с помощью теплового воздействия — термической обработки (термообработки). Она заключается в нагреве заготовки до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Температура нагрева зависит от вида термообработки и марки стали.

Основные виды термообработки — закалка, отпуск, отжиг.

При закалке металл нагревают, а затем быстро охлаждают в воде, масле, водных растворах солей. Закалка увеличивает твердость и прочность стали, но вместе с тем повышает и ее хрупкость. Закалка целесообразна только для сталей с содержанием углерода более 0,3 %.

Хрупкость стали после закалки можно уменьшить с помощью отпуска. Отпуск представляет собой нагрев остывшей закаленной детали до определенной температуры (обычно ниже температуры закалки) и последующее охлаждение в воде или на воздухе. Помимо хрупкости отпуск снижает и твердость стали, что улучшает ее обрабатываемость.

При отжиге заготовку нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре и медленно, часто вместе с печью, охлаждают (в этом главное отличие от закалки). Отжиг резко снижает твердость стали, она становится мягче и лучше обрабатывается.

Проводить рассмотренные выше виды термообработки можно в школьных мастерских, пользуясь муфельными печами небольшого размера. Температуру закалки можно контролировать по цветам свечения разогретого металла (цветам каления). Этот цвет зависит от температуры, до которой нагрета заготовка. Чем выше температура, тем светлее становится металл (рис. 58, а).

Рис. 58. Зависимость цвета заготовки от температуры нагрева: а — цвета каления; б — цвета побежалости

Температуру отпуска можно контролировать по цветам побежалости (рис. 58, б). Цвета побежалости — радужная окраска, возникающая на чистой поверхности нагретой стали. Например, если при нагреве поверхность заготовки приобрела темно-синий оттенок, значит, она нагрета до температуры примерно 300 °С.

На предприятиях термическую обработку материалов выполняют робочие-термисты. Термист должен разбираться в свойствах металлов, хорошо знать режимы термообработки различных сплавов, умело пользоваться термическими печами, строго соблюдать правила безопасной работы.

Практическая работа № 17

Ознакомление с термической обработкой стали

Закрепите в тисках образец из незакаленной стали (например, с содержанием углерода 0,6%) и проведите по нему несколько раз напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости незакаленной стали.
Поместите образец в электрическую (муфельную) печь, нагретую до температуры 800 °С, и выдержите его 15—20 мин. Температуру нагрева образца определите по рисунку 58.
Опустите раскаленный образец в воду или масло.
Закрепите образец в тисках и попытайтесь обработать его напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости закаленной стали.
Поместите образец в печь, нагретую до температуры 400. 550 °С, и выдержите 15—20 мин, после чего охладите в воде или на воздухе.
Опилите образец в тисках и сделайте вывод о его обрабатываемости после отпуска.

Новые слова и понятия

Углеродистая сталь, легированная сталь, инструментальная сталь, термическая обработка, закалка, отпуск, отжиг, термист.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Термообработка стали Технология 7 класс

Термообработка сталей Свойства сталей можно изменять с помощью теплового воздействия — термической обработки (термообработки). Термообработка заключается в нагреве заготовки до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении.

Закалка стали Закалка - термическая обработка основанная на перекристаллизации металла. Проводится для улучшения механических качеств металла. Режимы закалки определяются скоростью и температурой нагрева, длительностью выдержки при этой температуре и особенно скоростью охлаждения. Цель закалки Повышение твёрдости поверхностного слоя. Увеличение показателя прочности. Уменьшение пластичности. Уменьшение веса изделий при сохранении прочности и твёрдости.

Режимы закалки А. нагрев до температуры выше критической (зависит от уровня содержания углерода и примесей ); От температуры нагрева зависит то, как будет происходить перестроение атомной решётки металла) Б. выдержка при критической температуре; В. охлаждение в холодной жидкости (в воде, масле, водных растворах солей и пр. t 30°). Материал, подвергшийся закалке приобретает бо́льшую твёрдость, но становится хрупким, менее пластичным и менее вязким.

Закалка стали Температуру нагрева металла определяют по цветам каления!

Отпуск Отпуск - является заключительной стадией термообработки и используется для снижения избыточной твёрдости, уменьшения хрупкости и устранения внутренних напряжений металла. Отпуск стали, сплавов, проводимая после закалки. Режимы отпуска. А. Нагрев до температуры ниже критической (400 – 650°С ). Б. Выдержка при этой температуре. В. Охлаждение на воздухе.

Отпуск Отпуск разделяют на низкий, средний и высокий в зависимости от температуры нагрева. Для определения температуры при отпуске стального изделия пользуются таблицей цветов побежалости. При низком отпуске - нагрев до температуры 200-300C° При среднем - нагрев в пределах 300-500C°, и высоком 500-700C°.

Отжиг Отжиг - термическая обработка металла, при которой снимается внутреннее напряжение, понижается твёрдость, возрастает пластичность, ударная вязкость. Цели отжига: Снижение твёрдости. Улучшение микроструктуры для последующих механических и физических операций. Для снятия внутренних напряжений (На этой стадии металл приобретает необходимые технологические свойства для последующей обработки).

Виды отжига Отжиг 1-го рода - предназначен для снижения прочности и повышение пластичности. Необходим для дальнейшей обработки металла Отжиг 2-го рода - характеризуется кардинальными изменениями структуры. Режимы отжига стали: А. Нагрев до критической температуры (800-820°С) Б. Выдержка в течение определённого времени. В. Медленное охлаждение в печи до 500-600°С, затем на воздухе.

Нормализация Нормализация – проводится для придания металлу однородной мелкозернистой структуры (не достигнутой при предыдущих процессах — литье, ковке или прокатке) и как следствие — повышение его механических свойств (пластичности и ударной вязкости). Режимы нормализации: А. Нагрев до температуры выше критической на 50 -60 С). Б. Выдержка. В. Охлаждение на воздухе.

Нормализация Различия нормализации и отжига состоит в том, что при нормализации сталь охлаждается сразу на воздухе, а при отжиге - в печи до 500°С, затем охлаждается на воздухе. В итоге получается металл с разной величиной кристаллизации.

Подготовить ответы на вопросы: Назначение термообработки? Принцип термической обработки сталей? Режимы закалки стали? Назначение закалки стали? Как определяют температуру нагрева стали при закалке? Назначение термической обработки отпуск? Режимы отпуска стали? Как определяют температуру нагрева стали при отпуске? Какое назначение отжига стали? Режимы отжига стали? Цель нормализации стали? Отличия режимов термообработок: нормализация – отжиг?

Читайте также: