Министерство образования

ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

«УСТЬ-КУТСКИЙ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ТЕХНИКУМ»

УТВЕРЖДАЮ

И. о. директора ГБПОУ ИО УКПТ

____________ Ю.А. Ганькин

«____»___________202___ г.

Методические рекомендации

по выполнению практических работ студентов по

профессии СПО 23.03.01 Машинист дорожных и строительных машин

по дисциплине

ОП 01.Материаловедение

Усть-Кут

2020

Методические рекомендации по выполнению практических работ студентов

составлены

в

соответствии

с

рабочей

программой

учебной

дисциплины

ОП.01

«Материаловедение»,

разработанной

на

основе

Федерального

государственного

образовательного стандарта (далее - ФГОС) среднего профессионального 23.01.06

Машинист дорожных и строительных машин

Организация-разработчик: ГБПОУ ИО УКПТ

Составитель:

Хлыбова Т.М., преподаватель профессиональных дисциплин ГБПОУ ИО УКПТ

Рассмотрено на заседании методической комиссии профессионального цикла по

профессиям «Автомеханик», Машинист дорожных и строительных машин»,

«Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)

Председатель МК

_____________

Протокол №____________ от «____»__________20__ г.

Содержание

Перечень практических работ

Требования к оформлению результатов практических занятий

Критерии оценки

Список литературы

Перечень практических работ

1

Практическая работа № 1 (2ч.)

Производство чугуна (доменный процесс)

2

Практическая работа № 2 (2ч.)

Определение механических свойств чугунов и

сталей по марке

3

Практическая работа № 3 (2ч.)

Производство цветных металлов

4

Практическая работа № 4 (2ч.)

Изучение сплавов на основе меди: латуни, бронзы

5

Практическая работа № 5 (2ч.)

Определение физических свойств

цветных

сплавов по марке

6

Практическая работа № 6 (2ч.)

Неметаллические материалы

7

Практическая работа № 7 (2ч.)

Абразивные материалы

8

Практическая работа № 8 (2ч.)

Изучение свойств и классификации горюче-

смазочных материалов

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Раздел 1. Основы металловедения

Тема 1.2. Сплавы железа с углеродом

Тема практической работы: Производство чугуна (доменный процесс)

Цель работы – ознакомление с исходными материалами для производства чугуна,

изучение процесса получения чугуна в доменной печи.

Знать: основные свойства, классификацию, характеристики применяемых в

профессиональной деятельности материалов;

Уметь: Выбирать материалы для профессиональной деятельности

Изучение

программного материала должно

способствовать формированию

у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Порядок выполнения работы

1. Подробно изучить краткие теоретические сведения:

- определение чугуна;

- исходные материалы для производства чугуна;

- конструкция доменной печи;

- процесс получения чугуна в доменной печи.

- схема работы доменного цеха;

- основные виды продукции доменного производства;

- основные параметры, характеризующие эффективность работы доменной печи.

2. Оформить отчет.

3. Защитить отчет преподавателю.

Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2. Схематически зарисовать конструкцию доменной печи.

3. Заполнить схему «Исходные материалы для производства чугуна»

4. Заполнить таблицу «Процессы, происходящие в доменной печи»

Таблица «Процессы, происходящие в доменной печи»

Этапы доменного процесса

Химические реакции

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое чугун?

2. Перечислите исходные материалы для производства чугуна.

3. Назовите элементы доменной печи.

4. Какие химические реакции происходят в доменной печи при производстве чугуна?

5. Опишите схему работы доменного цеха.

6. Перечислите продукты доменной плавки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Раздел 1. Основы металловедения

Тема 1.1. Сплавы железа с углеродом

Тема практической работы: Маркировка углеродистых и легированных сталей

Цель работы: Закрепить знания по условному обозначению и расшифровки марок

углеродистых и легированных сталей.

Знать: основные свойства, классификацию, характеристики применяемых в

профессиональной деятельности материалов

Уметь: определять основные свойства материалов по маркам; выбирать материалы для

профессиональной деятельности

Изучение

программного материала должно

способствовать формированию

у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Краткие теоретические сведения:

В России и странах СНГ принята буквенно-цифровая система, согласно которой цифрами

обозначается содержание элементов стали, а буквами — наименование элементов.

Буквенные обозначения применяются также для указания способа раскисления стали

КП — кипящая сталь,

ПС — полуспокойная сталь,

СП — спокойная сталь».

Конструкционные стали обыкновенного качества нелегированные (ГОСТ 380-94)

обозначают буквами СТ., например СТ. 3. Цифра, стоящая после букв, обозначает марку

стали.

Конструкционные нелегированные качественные стали (ГОСТ 1050-88) Качественные

углеродистые стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее

содержание углерода в сотых долях процента: 05; 08; 10; 25; 40 и т.д.

Буква Г в марке стали указывает на повышенное содержание Mn (14Г ; 18Г и т.д.).

Качественные стали для производства котлов и сосудов высокого давления, согласно

ГОСТ

5520-79,

обозначают

как

конструкционные

нелегированные

стали,

но

с

добавлением буквы К (например, 20К).

Конструкционные легированные стали, согласно ГОСТ 4543-71, обозначают буквами и

цифрами.

Цифры

после

каждой

буквы

обозначают

примерное

содержание

соответствующего элемента, однако при содержании легирующего элемента менее 1,5%

цифра после соответствующей буквы не ставится. Качественные дополнительные

показатели пониженное содержание примесей типа серы и фосфата обозначаются буквой

— А или Ш, в конце обозначения, например (12 Х НЗА, 18ХГ-Ш) и т. п.

Стали подшипниковые, согласно ГОСТ 801-78, обозначаются также как и легированные,

но с буквой Ш в конце наименования. Следует заметить, что для сталей электрошлакового

переплава буква Ш обозначается через тире (например, ШХ 15, ШХ4-Ш).

Стали

инструментальные

нелегированные,

согласно

ГОСТ

1435-90,

делят

на

качественные, обозначаемые буквой У и цифрой, указывающей среднее содержание

углерода в десятых долях процента (например, У7, У8, У10) и высококачественные,

обозначаемые дополнительной буквой А в конце наименования (например, У8А) или

дополнительной буквой Г, указывающей на дополнительное увеличение содержания

марганца (например, У8ГА).

Стали инструментальные легированные согласно ГОСТ 5950-73, обозначаются также

как и конструкционные легированные (например, 4Х2В5МФ и т. п.).

Стали быстрорежущие в своем обозначении имеют букву Р (с этого начинается

обозначение стали), затем следует цифра, указывающая среднее содержание вольфрама, а

затем буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов. Не указывают

содержание хрома, т. к. оно составляет стабильно около 4% во всех быстрорежущих

сталях и углерода, т. к. последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует

заметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, буква Ф и цифра указываются

(например, стали Р6М5 и Р6 М5Ф3).

Стали нержавеющие стандартные, согласно ГОСТ 5632-72, маркируют буквами и

цифрами по принципу, принятому для конструкционных легированных сталей (например,

08Х18Н10Т или 16Х18Н12С4ТЮЛ).

Автоматные стали маркируются буквой А (А12, А30 и т.д.).

Таблица 1 обозначений легирующих элементов

Обозначение

Название элемента

Обозначение

Название элемента

А

Азот

Г

Марганец

Ю

Алюминий

Д

Медь

Р

Бор

М

Молибден

Ф

Ванадий

Н

Никель

В

Вольфрам

Б

Бор

К

Кобальт

Т

Титан

С

Кремний

Х

Хром

У

Углерод

Ц

Цирконий

П

Фосфор

Порядок выполнения работы

Задание:

1.Прочитайте краткие теоретические сведения.

2.Расшифруйте марки углеродистых и легированных сталей согласно своего варианта.

3. Ответить письменно на контрольные вопросы.

Варианты задания

№ п/п

Вариант № 1

Вариант № 2

1

ВСт1 кп

Ст5 сп

2

Ст 20

Ст 1 Гсп

3

05кп

08пс

4

У7А

У14

5

У8

У9-Ш

6

У2Г

У10ГА

7

15Х

15ХА

8

30Г

45Г

9

33ХС

38ХС

10

15ХФА

15Н2М

11

20НМ

40ХНР

12

15ХГН2ТА

20ХГНР

13

38ХГН

20ХГНТР

14

18Х2Н3МА

25Х2Н4МА

15

30ХН2МФ

20ХН4ФА

16

38Х2Ю

38Х2МЮА

17

15ХГСН2А

18ХГТ

18

50Г2

10Г2

19

18Х2Н4МАШ

38Х4Ф3Ш

20

А12

А40

21

Р9

Р15

22

Р9М4К8

Р6М5К

23

1Х12СЮ

09Х15Н8Ю

Контрольные вопросы:

1. Как классифицируются стали по химическому составу, качеству и

назначению?

2. Как влияет различное содержание углерода в углеродистой стали на ее механические

свойства

3. Для чего вводят в стали легирующие элементы ?

5.Какие два вида легирующей стали вы знаете, в чём их отличие?

6.Какой

буквой

обозначается

быстрорежущая

инструментальная

сталь?

Практическое занятие № 3

Раздел 1. Основы металловедения

Тема 1.1. Сплавы цветных металлов

Тема практической работы: Производство цветных металлов

Цель работы – ознакомление с технологией производства алюминия, меди и титана,

изучение исходных материалов для получения цветных металлов и характерных

особенностей процесса.

Знать: основные свойства, классификацию, характеристики применяемых в

профессиональной деятельности материалов

Уметь: выбирать материалы для профессиональной деятельности

Изучение

программного материала должно

способствовать формированию

у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Порядок выполнения работы

1. Подробно изучить краткие теоретические сведения:

- производство алюминия;

- производство меди;

- производство магния;

- производство титана.

2. Оформить отчет.

Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2. Заполнить таблицу «Характеристика основных способов производства цветных

металлов».

Таблица «Характеристика основных способов производства цветных металлов»

Способы

производств

а

Исходные

материалы

Этапы

производств

а

Химические

реакции

Оборудование

Температура

плавки

Алюминий

Медь

Магний

Титан

Контрольные вопросы

1.

Какое сырье используют для получения алюминия?

2.

Какие операции включает технология получения алюминия?

3.

Какое оборудование используют для электролиза растворов?

4.

Что такое рафинирование?

5.

Опишите гидрометаллургический и пирометаллургический способы получения

меди

6.

Какой химический состав имеет медный штейн?

7.

Какими способами получают магний?

8.

Какой основной исходный материал используется для получения магния?

9.

Что в качестве сырья используют для получения титана?

10. При какой температуре ведется процесс получения титана?

Практическое занятие № 4

Раздел 1. Основы металловедения

Тема 1.1. Сплавы цветных металлов

Тема практической работы: Изучение сплавов на основе меди: латуни, бронзы

Цель работы: ознакомление студентов с маркировкой и областью применения

цветных металлов – меди и сплавов на ее основе: латуней и бронз; формирование

умения расшифровки маркировки латуней и бронз

Знать: основные свойства, классификацию, характеристики применяемых в

профессиональной деятельности материалов

Уметь: выбирать материалы для профессиональной деятельности

Изучение

программного материала должно

способствовать формированию

у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Рекомендации для студентов: прежде чем приступить к выполнению практической

части задания, внимательно ознакомьтесь с теоретическими положениями, а также

лекциями в вашей рабочей тетради по данной теме

Порядок выполнения работы

1.Ознакомьтесь с теоретической частью

2.Выполните задание практической части

Теоретическая часть

Латуни

Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания

цинка до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная

пластичность имеет место при содержании цинка около 37 %.

По способу изготовления изделий различают латуни деформируемые и литейные.

Деформируемые латуни маркируются буквой Л, за которой следует число,

показывающее содержание меди в процентах, например в латуни Л62 содержится 62 %

меди

и 38 % цинка. Если кроме меди и цинка, имеются другие элементы, то ставятся их

начальные буквы (О олово, С свинец, Ж железо, Ф фосфор, Мц марганец, А

алюминий, Ц цинк).

Количество этих элементов обозначается соответствующими цифрами после числа,

показывающего содержание меди, например, сплав ЛАЖ6011 содержит 60 % меди, 1 %

алюминия, 1 % железа и 38 % цинка.

Латуни имеют хорошую коррозионную стойкость, которую можно повысить

дополнительно присадкой олова. Латунь ЛО70 1 стойка против коррозии в морской воде

и называется “морской латунью“. Добавка никеля и железа повышает механическую

прочность до 550 МПа.

Литейные латуни также маркируются буквой Л, После буквенного обозначения

основного легирующего элемента (цинк) и каждого последующего ставится цифра,

указывающая его усредненное содержание в сплаве. Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2

содержит 23 % цинка, 6 % алюминия, 3 % железа, 2 % марганца. Наилучшей

жидкотекучестью обладает латунь марки ЛЦ16К4. К литейным латуням относятся латуни

типа ЛС, ЛК, ЛА, ЛАЖ, ЛАЖМц. Литейные латуни не склонны к ликвации, имеют

сосредоточенную усадку, отливки получаются с высокой плотностью.

Латуни являются хорошим материалом для конструкций, работающих при

отрицательных температурах.

Сплавы меди с другими элементами кроме цинка называются бронзами. Бронзы

Бронзы

подразделяются на деформируемые и литейные.

При маркировке деформируемых бронз на первом месте ставятся буквы Бр, затем

буквы, указывающие, какие элементы, кроме меди, входят в состав сплава. После букв

идут

цифры, показывающие содержание компонентов всплаве. Например, марка БрОФ101

означает, что в бронзу входит 10 % олова, 1 % ф осфора, остальное медь.

Маркировка литейных бронз также начинается с букв Бр, затем указываются

буквенные обозначения легирующих элементов и ставится цифра, указывающая его

усредненное содержание в сплаве. Например, бронза БрО3Ц12С5 содержит 3 % олова, 12

% цинка, 5 % свинца, остальное медь.

Оловянные бронзы При сплавлении меди с оловом образуются твердые растворы. Эти

сплавы очень склонны к ликвации из за большого температурного интервала

кристаллизации. Благодаря ликвации сплавы с содержанием олова выше 5 % является

благоприятным для деталей типа подшипников скольжения: мягкая фаза обеспечивает

хорошую прирабатываемость, твердые частицы создают износостойкость. Поэтому

оловянные бронзы являются хорошими антифрикционными материалами.

Оловянные бронзы имеют низкую объемную усадку (около 0,8 %), поэтому

используются в художественном литье. Наличие фосфора обеспечивает хорошую

жидкотекучесть. Оловянные бронзы подразделяются на деформируемые и литейные.

В деформируемых бронзах содержание олова не должно превышать 6%, для

обеспечения необходимой пластичности, БрОФ6,50,15. В зависимости от состава

деформируемые бронзы отличаются высокими механическими, антикоррозионными,

антифрикционными и упругими свойствами, и используются в различных отраслях

промышленности. Из этих сплавов изготавливают прутки, трубы, ленту, проволоку.

Практическая часть

Задание для студентов:

1.Запишите название и цель работы

2.Заполните таблицу:

Название

сплава, его

определение

Основные

свойства

сплава

Пример

маркировки

Расшифровка

марки

Область

применения

Контрольные вопросы

1.

Назовите свойства латуни?

2.

Назовите свойства бронз?

Практическое занятие № 5

Раздел 1. Основы металловедения

Тема 1.1. Сплавы цветных металлов

Тема практической работы: Определение физических свойств цветных сплавов по

марке

Цель работы:

Закрепить знания по определению основных свойств материалов в

соответствии с маркировкой и химическим составом

Студент должен:

Знать: - основные свойства, классификацию, характеристики применяемых в

профессиональной деятельности материалов;

Уметь: выбирать материалы для профессиональной деятельности; определять основные

свойства материалов по маркам

Изучение программного материала должно способствовать формированию у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Оборудование: титановые ГОСТ 14957-76, алюминиевые ГОСТ 11069-74,

деформируемые

ГОСТ 4784-74, литейные ГОСТ 2685-75, медные ГОСТ 859-78, бронзовые ГОСТ 493-79, латунные

ГОСТ 15527-70.

Теоретическая часть.

Классификация и маркировка цветных металлов и сплавов.

Алюминий и алюминиевые сплавы.

Алюминий – металл серебристо-белого цвета в изломе, легкий (имеет малую плотность

2,7 г/см3), обладает высокими тепло- и электропроводностью, стоек к коррозии,

пластичен, хорошо обрабатывается методами пластического деформирования, хорошо

сваривается всеми видами сварки, плохо поддается обработке резанием.

В зависимости от степени чистоты алюминий согласно ГОСТ 11069-74 бывает особой

(А999), высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, АО и др.).

Алюминий маркируют буквой «А» и цифрами, обозначающими доли процента свыше

99,0% алюминия. Буква "Е" обозначает повышенное содержание железа и пониженное

кремния.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой,

штамповкой. Их марки приведены в ГОСТ 4784-74. К деформируемым алюминиевым

сплавам, не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы алюминий-

марганец (Al–Mn) и алюминий-магний (Al–Mg): AМц; АМг1; АМг4,5; АМг6.

Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящих в состав сплава компонентов,

и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах.

К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой,

относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюмины,

ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного хим.состава.

Дуралюмины маркируются буквой "Д" и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18,

АК4, АК8.

Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами "АД" и условным обозначением

степени его чистоты: АДОч (не менее 99,98% Al), АДООО (не менее 99,80% Аl), АДО

(99,5% Аl), АД1 (99,30% Al), АД (не менее 98,80% Аl).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладают хорошей жидкотекучестью,

имеет сравнительно не большую усадку и предназначены в основном для фасонного

литья. Эти сплавы маркируются буквами "АЛ" с последующим порядковым номером:

АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗО.

Иногда маркируют по составу: АК7М2; АК21М2,5Н2,5; АК4МЦ6. В этом случае "М"

обозначает медь. "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель; цифра - среднее % содержание

элемента.

Из алюминиевых антифрикционных сплавов (ГОСТ 14113-78) изготовляют подшипники и

вкладыши, как литьем, так и обработкой давлением. Такие сплавы маркируют буквой "А"

и начальными буквами входящих в них элементов: А09-2, А06-1, АН-2,5, АСМТ. В

первые два сплава входят в указанное количество олова и меди (первая цифра-олово,

вторая-медь в %), в третий - 2,7-3,3% Ni и в четвертый - медь сурьма и теллур.

Медь и медные сплавы.

Медь – обладает высокими пластичностью и коррозийной стойкостью, малым удельным

электросопротивлением и высокой теплопроводностью.

В зависимости от чистоты медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78): МВЧк (99,993%

Cu+Ag), МОО (99,99% Cu+Ag), МО (99,95% Cu+Ag), Ml (99,9% Cu+Ag), М2 (99,7%

Cu+Ag),

После обозначения марки указывают способ изготовления меди: к - катодная, б –

бескислородная, р - раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается:

МООк - технически чистая катодная медь, содержащая не менее 99,99% меди и серебра.

М3 - технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не менее 99,5% меди и

серебра.

Различают две основные группы медных сплавов:

бронзы - это сплавы меди с оловом (4-33% Sn, хотя бывают без оловянные бронзы),

свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% Al), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором

(ГОСТ 493-79 , ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78);

латуни - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния,

свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80).

Принята следующая маркировка медных сплавов. Сплавы обозначают буквами «Бр»

(бронза) или «Л» (латунь), после чего следуют первые буквы названий основных

элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элемента в процентах.

Приняты следующие обозначения компонентов сплавов:

А – алюминий Мц – марганец Су – сурьма Б – бериллий Мш - мышьяк

Т – титан Ж – железо Н – никель

Ф – фосфор К – кремний О – олово Х – хром

Кд – кадмий С – свинец Ц – цинк Мг – магний Ср – серебро

Титан и его сплавы.

Титан - тугоплавкий металл с невысокой плотностью. Удельная прочность титана выше,

чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей

титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40%.

Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить

сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с

улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом. Титан и его

сплавы маркируют буквами "ВТ" и порядковым номером: ВТ1-00, ВТЗ-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.

Пять титановых сплавов обозначены иначе: 0Т4-0, 0Т4, 0Т4-1, ПТ-7М, ПТ-3В.

Магний и его сплавы.

Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры магний

интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и

пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется.

Для повышения химико-механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий,

цинк, марганец и другие легирующие добавки.

Магниевые сплавы подразделяют на деформируемые (ГОСТ 14957-76) и литейные (ГОСТ

2856-79). Первые маркируются буквами "МА", вторые "МЛ". После букв указывается

порядковый номер сплава в соответствующем ГОСТе.

Порядок выполнения работы

1. Изучите и законспектируйте теоретический материал.

2. Расшифруйте марки конструкционных материалов, приведенные в таблице 4.

3. Укажите примерное назначение материала.

4. Напишите вывод о проделанной работе.

5. Ответьте на контрольные вопросы.

6. Вариант выдается преподавателем.

Таблица 4 – Марки конструкционных материалов.

№ варианта

Марки конструкционных материалов

1

М006, Амч3, ВТ1-00, МЛЗ

2

БрА9Мц2Л, АЛ19, ВТ1-0, МЛ4

3

БрА7Мц15ЖЗН2Ц2, А6, ОТ4-0, МА1

4

Бр04Ц7С5, АД0Е, ОТ4-1, МА2

5

БрОФ4-0, 25; АЛЗЗ, ОТ-4, МЛ19

6

АВЧ-1, ЛС63-2, Амц, ВТ5, МЛ15

7

ЛА77-2, Д16, ВТ9, МА18

8

М2р, АЛ25, ВТ14, МА15

9

БрСуЗНЗЦЗС20Ф, А8, ВТ16, МЛ5

10

ЛЦ40МцЗА, АЛ21, ВТ20, МА17

Контрольные вопросы

1. В чем отличие черных металлов от цветных?

2. Как классифицируются, стали по химическому составу, качеству и назначению?

Практическое занятие № 6

Раздел 2. Конструкционные материалы

Тема 2.1. Неметаллические материалы

Тема практической работы: Неметаллические материалы

Цель работы: Изучить основные виды неметаллических материалов конструкционного

назначения и уметь различать их.

Знать: разновидности и свойства неметаллических материалов;

Уметь: выбирать материалы для профессиональной деятельности;

определять свойства неметаллических материалов

Изучение

программного материала должно

способствовать формированию

у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Приборы и методы: набор неметаллических материалов, увеличительное стекло, таблица

с описанием материалов.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретическое обоснование

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Ознакомиться с неметаллическими материалами, представленными в наборе.

4. Практическое задание №1. Заполнить таблицу данных о неметаллических материалах

(не менее 5 материалов)

5. Практическое задание №2. Заполнить таблицу пластмасс.

6. Отчёт

Теоретическое обоснование

Понятие неметаллические материалы включает большой ассортимент материалов таких,

как пластические массы, композиционные материалы, резиновые материалы, клеи,

лакокрасочные покрытия, древесина, а также силикатные стекла, керамика и др.

Неметаллические материалы являются не только заменителями металлов, но и

применяются как самостоятельные, иногда даже незаменимые материалы. Отдельные

материалы обладают высокой механической прочностью, легкостью, термической и

химической стойкостью, высокими электроизоляционными характеристиками,

оптической прозрачностью и т. п. Особо следует отметить технологичность

неметаллических материалов. Применение неметаллических материалов обеспечивает

значительную экономическую эффективность.

Основой неметаллических материалов являются полимеры, главным образом

синтетические.

Полимерные материалы

Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных

элементарных звеньев (мономеров) одинаковой структуры. Молекулярная масса их

составляет от 5000 до 1000 000. При таких больших размерах макромолекул свойства

веществ определяются не только химическими составами этих молекул, но и их взаимным

расположением и строением.

Классификация полимеров

Макромолекулы полимера представляют собой цепочки, состоящие из отдельных звеньев.

Поперечное сечение цепи несколько ангстрем, а длина несколько тысяч ангстрем, поэтому

макромолекулам полимера свойственна гибкость (которая ограничена размером сегментов

— жестких участков, состоящих из нескольких звеньев).

Гибкость макромолекул является одной из отличительных особенностей полимеров.

Молекулы полимеров характеризуются прочными связями в самих макромолекулах и

относительно слабыми между ними. Полимеры в большом количестве встречаются в

природе — натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, природный графит.

Органическими полимерами являются смолы и каучуки. Элементоорганические

соединения содержат в составе, основной цепи неорганические атомы кремния, титана,

алюминия и других элементов, которые сочетаются с органическими радикалами

(метальный, фенильный, этильный).

К неорганическим полимерам относятся силикатные стекла, керамика, слюда, асбест. В

конкретных технических материалах используются как отдельные виды полимеров, так и

сочетание различных групп полимеров; такие материалы называют композиционными

(например, стеклопластики, углепластики).

Все полимеры по отношению к нагреву подразделяют на термопластичные и

термореактивные. Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются, даже

плавятся, при охлаждении затвердевают; этот процесс обратим, т. е. никаких дальнейших

химических превращений материал не претерпевает. Структура макромолекул таких

полимеров линейная или разветвленная.

Представителями термопластов являются полиэтилен, полистирол, полиамиды и др.

Термореактивные полимеры на первой стадии образования имеют линейную структуру и

при нагревании размягчаются, затем вследствие протекания химических реакций

затвердевают (образуется пространственная структура) и в дальнейшем остаются

твердыми. Примером термореактивных смол могут служить эпоксидная,

фенолоформальдегидная, глифталевая и другие смолы.

Пластические массы

Пластмассами (пластиками) называют искусственные материалы, получаемые на основе

органических полимерных связующих веществ. Эти материалы способны при нагревании

размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать

заданную форму, которая затем сохраняется.

В зависимости от природы связующего переход отформованной массы в твердое

состояние совершается или при дальнейшем ее нагревании, или при последующем

охлаждении.

Обязательным компонентом пластмассы является связующее вещество. В качестве

связующих для большинства пластмасс используются синтетические смолы, реже

применяются эфиры целлюлозы. Многие пластмассы, главным образом термопластичные,

состоят из одного связующего вещества, например полиэтилен, органические стекла и др.

Другим важным компонентом пластмасс является наполнитель (порошкообразные,

волокнистые и другие вещества как органического, так и неорганического

происхождения). После пропитки наполнителя связующим получают полуфабрикат,

который спрессовывается в монолитную массу. Наполнители повышают механическую

прочность, снижают усадку при прессовании и. придают материалу те или иные

специфические свойства (фрикционные, антифрикционные и т. д.).

Для повышения пластичности в полуфабрикат добавляют пластификаторы (органические

вещества с высокой температурой кипения и низкой температурой замерзания, например

олеиновую кислоту, стеарин, дибутилфталат и др.). Пластификатор сообщает пластмассе

эластичность, облегчает ее обработку.

Наконец, исходная композиция может содержать отвердители (различные амины)

иликатализаторы (перекисные соединения) процесса отверждения термореактивных

связующих,ингибиторы, предохраняющие полуфабрикаты от их самопроизвольного

отверждения, а такжекрасители (минеральные пигменты и спиртовые растворы

органических красок, служащие для декоративных целей).

Свойства пластмасс зависят от состава отдельных компонентов, их сочетания и

количественного соотношения, что позволяет изменять характеристики пластиков в

достаточно широких пределах.

По характеру связующего вещества пластмассы подразделяют на термопластичные

(термопласты), получаемые на основе термопластичных полимеров, и термореактивные

(реактопласты) — на основе термореактивных смол. По виду наполнителя пластмассы

делят на порошковые (пресс-порошки) с наполнителями в виде древесной муки,

сульфитной целлюлозы, графита, талька, измельченных стекла, мрамора, асбеста, слюды,

пропитанных связующими (часто их называют карболитами); волокнистые с

наполнителями в виде очесов хлопка и льна (волокниты), стеклянного волокна

(стекловолокниты), асбеста (асбоволокниты); слоистые, содержащие листовые

наполнители (листы бумаги в гетинаксе, хлопчатобумажные, стеклянные, асбестовые

ткани в текстолите, стеклотекстолите и асботекстолите, древесный шпон в

древеснослоистых пластиках); крошкообразные (наполнитель в виде кусочков ткани или

древесного шпона, пропитанных связующим); газонаполненные (наполнитель - воздух

или нейтральные газы). В зависимости от структуры последние подразделяют на

пенопласты и поропласты. Современные композиционные материалы содержат в качестве

наполнителей угольные и графитовые волокна (карбоволокниты); волокна бора

(бороволокниты).

По применению пластмассы можно подразделить на силовые (конструкционные,

фрикционные и антифрикционные, электроизоляционные) и несиловые (оптически

прозрачные, химически стойкие, электроизоляционные, теплоизоляционные,

декоративные, уплотнительные, вспомогательные).

Резиновые материалы

Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) смеси каучука и серы

с различными добавками. Резина как технический материал отличается от других

материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку — главному

исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям

(относительное удлинение достигает 1000%), которые почти полностью обратимы. Для

резиновых материалов характерны высокая стойкость к истиранию, газо- и

водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая

плотность.

В результате совокупности технических свойств резиновых материалов их применяют для

амортизации и демпфирования, уплотнения и герметизации в условиях воздушных и

жидкостных сред, химической защиты деталей машин, в производстве тары для хранения

масел и горючего, различных трубопроводов (шлангов), для покрышек и камер колес

самолетов, автотранспорта и т. д.

Состав и классификация резин.

Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК),

который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-

механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты). Таким

образом, резина состоит из каучука и ингредиентов, рассмотренных ниже.

Вулканизующие вещества (агенты) участвуют в образовании пространственно-сеточной

структуры вулканизата. Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селем, для

некоторых каучуков перекиси. Для резины электротехнического назначения вместо

элементарной серы (которая взаимодействует с медью) применяют органические

сернистые соединения — тиурам (тиурамовые резины).

Ускорители процесса вулканизации: полисульфиды, окислы свинца, магния и др. влияют

как на режим вулканизации, так и на физико-механические свойства вулканизатов. Уско-

рители проявляют свою наибольшую активность в присутствии окислов некоторых

металлов (цинка и др.), называемых поэтому в составе резиновой смеси

активаторами. Противостарители(антиоксиданты) замедляют процесс старения резины,

который ведет к ухудшению ее эксплуатационных свойств.

Мягчители (пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси, увеличивают

эластические свойства каучука, повышают морозостойкость резины. В качестве

мягчителей вводят парафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат,

растительные масла.

Наполнители по воздействию на каучук подразделяют на активные (усиливающие) и

неактивные (инертные). Усиливающие наполнители (углеродистая сажа и белая сажа —

крем- некислота, окись цинка и др.) повышают механические свойства резин: прочность,

сопротивление истиранию, твердость. Неактивные наполнители (мел, тальк, барит)

вводятся для удешевления стоимости резины.

Часто в состав резиновой смеси вводят регенерат — продукт переработки старых

резиновых изделий и отходов резинового производства. Кроме снижения стоимости

регенерат повышает качество резины, снижая ее склонность к старению

Практическое задание №1

Таблица данных о неметаллических материалах

Название

неметаллического

материала

Качественные

характеристики

Область применения

Практическое задание №2

Вам предлагаются образцы двух пластмасс из следующего перечня: полиэтилен,

поливинилхлорид, полистирол, фенопласт. Пользуясь таблицей 10, определите, какие

именно пластмассы вам выданы. Обоснуйте свой выбор, заполнив таблицу.

Название пластмасс

Качественные характеристики

Контрольные вопросы:

1. Что в себя включает понятие «неметаллические материалы?

2. Что является основой неметаллических материалов?

3. Что такое полимеры?

4. Какие природные полимеры тебе известны?

5. Какие органические полимеры ты знаешь?

6 . Какие неорганические полимеры ты знаешь?

7. Зарисуй структуру макромолекул термопластичных полимеров

8. Что такое пластмассы?

9. Что является связующим у пластмасс?

10. Роль наполнителей в пластмассах?

11. От чего зависят свойства пластмасс?

12. Какие пластмассы относят к несиловым?

13. Что является основой резины?

14. Свойства резины?

15. Применение резины?

16. Что входит в состав резин?

17. Как называется продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового

производства?

Практическое занятие № 7

Раздел 2. Конструкционные материалы

Тема 2.1. Неметаллические материалы

Тема практической работы: Абразивные материалы

Цель: Закрепление теоретических знаний по теме «Абразивные материалы»

Студент должен:

Знать: разновидности и свойства неметаллических материалов;

Уметь: выбирать материалы для профессиональной деятельности;

определять свойства неметаллических материалов;

Оборудование: образцы лакокрасочных материалов, справочная литература.

Изучение

программного материала должно

способствовать формированию

у

студентов профессиональных и общих компетенций:

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты

своей работы

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения

профессиональных задач

ПК 2.1. Осуществлять управление дорожными и строительными машинами

Материалы: марочник сталей, рабочая тетрадь, методические рекомендации по

выполнению практических работ.

Порядок выполнения работы

1.Указать область применения абразивных материалов.

2.Заполнить таблицу 11 «Виды природных и синтетических абразивных материалов».

3.Расшифровать маркировку шлифовального круга.

4.Ответить на контрольные вопросы.

Краткие теоретические сведения.

Абразивные материалы – вещества, обладающие чрезвычайно высокой твердостью,

теплостойкостью и износостойкостью. По природе своего происхождения различают

абразивные материалы естественного (природного) происхождения и искусственного.

Твердость абразивного инструмента

Под

твердостью

абразивного

инструмента

понимается

способность

связки

удерживать абразивные зерна в круге под воздействием внешних усилий. Разработана

шкала твердости, согласно которой все абразивные круги делятся на 16 степеней

твердости.

ВМ1, ВМ2 - весьма мягкие

М1, М2, М3 – мягкие

СМ1, СМ2 – средне-мягкие

С1, С2 – средние

СТ1, СТ2, СТ3 – средне-твердые

Т1, Т2 – твердые

ВТ – весьма твердые

ЧТ – чрезвычайно твердые

Область применения.

М1-СМ2 заточка и доводка твердосплавного инструмента, плоское шлифование торцем круга деталей

из меди, латуни, жаропрочных и труднообрабатываемых сплавов.

СМ1-СМ2 шлифование закаленной стали и чугуна периферией круга, заточка

режущего инструмента, резьбошлифование с крупным шагом.

С1-СТ2 шлифование деталей из незакаленной стали и ковкого чугуна, хонингование, профильное

шлифование.

СТ1-СТ2 обдирочное шлифование, профильное шлифование, шлифование отливок и

поковок.

ВТ, ЧТ шлифование шарикоподшипников, деталей приборов и часовых механизмов.

Правило: чем мягче обрабатываемый материал, тем тверже выбирается круг, и наоборот. Исключение

составляют очень мягкие и пластичные металлы: медь, алюминий, которые быстро

засаливают круг.

Структура абразивного инструмента

Структурой абразивного инструмента называют соотношение в процентах объемов,

занятых в нем абразивными зернами, связкой и порами. Структуру обозначают номерами

от 0 до 20.

Структуры 0-4 называют закрытыми или плотными. Их применяют при шлифовании

твердых и хрупких материалов с малой шероховатостью поверхности, при доводке, при

обработке деталей шарикоподшипников.

Структуры 5-8 называют средними – почти все виды шлифования металлов с

высоким

сопротивлением

разрыву,

шлифование

вязких

металлов

с

низким

сопротивлением разрыву, заточка инструментов.

Структуры 9-12 называют открытыми. Их применяют при скоростном шлифовании

для уменьшения теплообразования.

Структуры

13-20

называют очень

открытыми.

Применяют

при

шлифовании

неметаллических материалов и металлов с низкой теплопроводностью (устранение

прижогов и трещин).

Правило: чем больше номер структуры, тем ниже качество обработанной поверхности.

Чем больше номер структуры, тем больше связки и меньше абразива в единице объема

инструмента.

По форме шлифовальные круги разделяют на следующие типы:



плоские прямого профиля (ПП)



плоские с выточкой (ПВ)



кольцевые (К)



чашечные цилиндрические (ЧЦ)



чашечные конические (ЧК)



тарельчатые (Т) и др.

Следовательно,

шлифовальные

круги

характеризуются

материалом,

связкой,

зернистостью, твердостью, структурой, формой и размерами. Все эти характеристики

отражаются в маркировке шлифовальных кругов.

Пример маркировки круга

- 44А40С26К5ПП500×50×305, 35м/с

Означает, что круг изготовлен из монокорунда марки 44А, зернистостью 40, твердость С2,

структура №6, связка керамическая К5, по форме сечения плоский прямого профиля (ПП),

размером (наружный диаметр×высота×диаметр посадочного отверстия) 500×50×305,

допускает скорость вращения 35м/с.

Иногда делают сокращенную маркировку:

- 63С16СМ15К3 – карбид кремния зеленый 63С, зернистость 16,твердость СМ1, структура

№5, связка керамическая К3.

- 24А12СВ – электрокорунд белый 24А, зернистость 12, твердость С, связка вулканитовая

В.

Таблица 11 «Виды природных и синтетических материалов»

Природный абразивный материал

Синтетический абразивный материал

1.

1.

2.

2.

3.

3.

4.

4.

Варианты заданий

№

варианта

Марки шлифовального круга

1

48А20С29К5ПП400×20×305, 35м/с

55С10СМ12К4

2

55А40С12К5ПП600×60×305, 35м/с

68С18СМ10К8

Контрольные вопросы:

1.Даите определение твердых сплавив и минералокерамических материалов?

2.Укажите область применения твердых сплавив и минералокерамических материалов?

3.Что такое литые твердые сплавы?

4.Назавите область применения вольфрамовых твердых сплавов?

5.Что такое порошковая металлургия?

Практическое занятие № 8

Раздел 3. Горюче-смазочные материалы и эксплуатационные жидкости

Тема 3.1. Горюче-смазочные материалы и эксплуатационные жидкости

Тема практической работы: Изучение свойств и классификации горюче-смазочных

материалов

Цель: 1.Изучить основные свойства горюче-смазочные материалы.

2.Изучить классификацию горюче-смазочные материалы.

Материалы: методические рекомендации по выполнению практических работ,

учебник В.Н. Заплатин «Основы Материаловедения»

Порядок выполнения работы

1.Изучить учебник В.Н. Заплатин «Основы Материаловедения» (глава 12 «Горюче-

смазочные материалы»)

2.Дайте определения всех свойств горюче-смазочных материалов.

3.Дайте понятие: технологическим и эксплуатационным видам горюче-смазочных

материалов.

4.Укажите, как могут влиять характеристики на область применения материалов.

5. Заполните таблицу 1 « Свойства и область применения индустриальных масел» и

сделайте сравнительный анализ материалов.

6. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 1

Марка

Плотность

Вязкость кинематическая

Температура

застывания

Температура

вспышки

Область

применения

И-5А

И-8А

И-12А

И-20А

И-25А

И-30А

И-40А

Контрольные вопросы:

1.Что такое октановое число автомобильного топлива и как оно определяется?

2.Каковы особенности маркировки нового поколения моторных масел?

Требования к оформлению результатов практических занятий:

Правила выполнения практических работ

1. Обучающийся должен прийти на практическое занятие теоретически подготовленным к

выполнению практической работы, иметь в наличии конспект, ручку.

2. При подготовке к занятиям обучающийся должен руководствоваться списком

литературы, указанном в данных методических рекомендациях.

3. Перед выполнением задания обучающийся должен изучить краткие теоретические

сведения, содержащиеся в практической работе, и ознакомиться с заданием и этапами

работы.

4. Таблицы, рисунки должны выполняются аккуратно с помощью чертежных

инструментов (линейки, циркуля) карандашом .

5. Расчеты проводятся на листах отчета.

6. Пользование справочной литературой, конспектами, учебниками разрешается только по

согласованию с преподавателем.

7. Ответы на контрольные вопросы представляются в форме, определенной

преподавателем.

8. По окончании времени, предусмотренного на выполнение работы, обучающихся сдает

отчет преподавателю.

9. В случае не выполнения обучающимся практической работы (отсутствие,

недобросовестное отношение), работа выполняется во внеурочное время, согласованное с

преподавателем.

10. К сдаче зачета по дисциплине обучающийся допускается при условии выполнения

всех предусмотренных программой практических работ и сдачи отчетов по ним.

Критерии оценки обучающихся:

Оценка "отлично" ставится, если обучающийся: выполнил работу без ошибок и

недочетов; допустил не более одного недочета.

Оценка "хорошо" ставится, если обучающийся выполнил работу полностью, но

допустил в ней: не более одной негрубой ошибки и одного недочета; или не более двух

недочетов.

Оценка "удовлетворительно" ставится, если

- обучающийся правильно выполнил не менее половины работы, или допустил не более

двух грубых ошибок;

- не более одной грубой и одной негрубой ошибки и одного недочета;

- не более двух-трех негрубых ошибок;

- одной негрубой ошибки и трех недочетов;

- при отсутствии ошибок, но при наличии четырех-пяти недочетов.

Оценка "неудовлетворительно" ставится, если обучающийся допустил число

ошибок и недочетов превосходящее норму, при которой может быть выставлена оценка

"удовлетворительно".

Примечание. Преподаватель имеет право поставить обучающемуся оценку выше

той, которая предусмотрена нормами, если обучающимся оригинально выполнена работа.

Оценки с анализом доводятся до сведения обучающихся, как правило, на последующем

уроке, предусматривается работа над ошибками, устранение пробелов.

Список литературы

Основные источники:

1. Материаловедение / В.А. Стуканов. - М.: Издательство Форум, Инфра-М, 2016 г.-

368 с.

2.

Материаловедение для автомехаников: учебное пособие / Ю.Т.Чумаченко,

Г.В.Чумаченко, А.И. Герасименко.– Ростов на Дону: издательство Феникс, 2017 г.- 480 с.

3.

Материаловедение: Учебник / Г.Г.Сеферов, В.Т.Батенков, Г.Г.Сеферов, А.Л.

Фоменко.- М.: Издательство Инфра-М , 2016.- 150с.

Дополнительные источники:

1.

Курс материаловедения в вопросах и ответах: Учебное пособие/ С.И.Богодухов,

А.В.Синюхин, В.Ф.Гребенюк. – М.: Издательство Машиностроение, 2016 г.- 256 с.