Основы металловедения и сварки

Обновлено: 01.05.2024

Рабочая программа учебной дисциплины « Основы материаловедения » разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее ФГОС) среднего профессионального образования (далее СПО) по специальностям, входящим в состав укрупнённой группы профессий: 15.00.00 Машиностроение 15.01.05 Сварщик;

Организация-разработчик: Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Автомеханический лицей»

Дженко Сергей Николаевич, преподаватель СПб ГБПОУ «Автомеханический лицей»

Рекомендована МК профессионального цикла «Сварщик»

Протокол № 1 от " " августа 2015 г.

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины

приложение 1. контроль и оценка результатов освоения дисциплины в части освоения профессиональных компетенций

приложение 2. контроль и оценка результатов освоения дисциплины в части освоения общих компетенций

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Область применения программы

Программа учебной дисциплины «Основы материаловедения » является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по профессии начального профессионального образования (далее НПО), входящей в состав укрупненной группы профессий 15.00.00 Машиностроение , по направлению подготовки 15.01.05 Сварщик ; при подготовке квалифицированных рабочих, служащих.

Программа учебной дисциплины может быть использована после соответствующей корректировки в программах профессиональной подготовки по профессиям:

Электросварщик ручной сварки,

Электросварщик на автоматических и полуавтоматических машинах,

1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: д исциплина входит в общепрофессиональный цикл.

1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

- выполнять механические испытания образцов металлов;

- использовать физико-химические методы исследования металлов;

- пользоваться справочными таблицами для определения свойств металлов;

- выбирать материалы для осуществления профессиональной деятельности.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

- основные свойства и классификацию материалов, использующихся в профессиональной деятельности;

- наименование, маркировку, свойства обрабатываемого материала;

- правила применения охлаждающих и смазывающих материалов;

- основные сведения о металлах и сплавах;

- основные сведения о неметаллических, прокладочных, уплотнительных и электротехнических материалах, стали, их классификацию.

Содержание дисциплины ориентировано на подготовку обучающихся к освоению профессиональных модулей ОПОП по профессии 15.01.05 «Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)» и овладению профессиональными компетенциями (ПК) (Приложение 1):

ПК 1.1 . Выполнять типовые слесарные операции, применяемые при подготовке металла к сварке.

ПК 1.2. Подготавливать газовые баллоны, регулирующую и коммуникационную аппаратуру для сварки и резки.

ПК 1.3. Выполнять сборку изделий под сварку.

ПК 1.4. Проверять точность сборки.

ПК 2.1. Выполнять газовую сварку средней сложности и сложных узлов, деталей и трубопроводов из углеродистых и конструкционных сталей и простых деталей из цветных металлов и сплавов.

ПК 2.2. Выполнять ручную дуговую и плазменную сварку средней сложности и сложных деталей аппаратов, узлов, конструкций и трубопроводов из конструкционных и углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов.

ПК 2.3. Выполнять автоматическую и механизированную сварку с использованием плазмотрона средней сложности и сложных аппаратов, узлов, деталей, конструкций и трубопроводов из углеродистых и конструкционных сталей.

ПК 2.4. Выполнять кислородную, воздушно-плазменную резку металлов прямолинейной и сложной конфигурации.

ПК 2.5 . Читать чертежи средней сложности и сложных сварных металлоконструкций.

ПК 2.6 . Обеспечивать безопасное выполнение сварочных работ на рабочем месте в соответствии с санитарно-техническими требованиями и требованиями охраны труда.

ПК 3.1. Наплавлять детали и узлы простых и средней сложности конструкций твердыми сплавами.

ПК 3.2. Наплавлять сложные детали и узлы сложных конструкций.

ПК 3.3. Наплавлять, изношенные простые инструменты, детали из углеродистых и конструкционных сталей.

ПК 3.4. Наплавлять нагретые баллоны и трубы, дефекты деталей машин, механизмов и конструкций.

ПК 3.5. Выполнять наплавку для устранения дефектов в крупных чугунах и алюминиевых отливках под механическую обработку и пробное давление.

ПК 3.6. Выполнять наплавку для устранения раковин и трещин в деталях и узлах средней сложности.

ПК 4.1. Выполнять зачистку швов после сварки.

ПК 4.2. Определять причину дефектов сварочных швов и соединений.

ПК 4.3. Предупреждать и устранять различные виды дефектов в сварных швах.

ПК 4.4. Выполнять горячую правку сложных конструкций.

В процессе освоения дисциплины у обучающихся должны формироваться общие компетенции (ОК) (Приложение 2):

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем

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.

ОК 5 . Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, клиентами.

ОК 7. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).

1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение рабочей программы учебной дисциплины:

Основы материаловедения для профессии "Сварщик"

Все твёрдые тела делятся на аморфные и кристаллические.
В аморфных телах атомы расположены хаотично, т. е. в беспорядке, без всякой системы Примерами аморфных тел могут служить стекло, клей, воск, канифоль.
В кристаллических телах атомы расположены в строго определённой последовательности. К телам с кристаллическим строением относят поваренную соль, кварц, сахарный песок, металлы и сплавы.

Все металлы, затвердевающие в нормальных условиях, представляют собой кристаллические вещества, то есть укладка атомов в них характеризуется определённым порядком – периодичностью, как по различным направлениям, так и по различным плоскостям. Этот порядок определяется понятием кристаллическая решётка.
Кристаллическая решетка это воображаемая пространственная решетка, в узлах которой располагаются частицы, образующие твердое тело.

Элементарная ячейка – элемент объёма из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл.

Элементарная ячейка характеризует особенности строения кристалла. Основными параметрами кристалла являются:
- размеры рёбер элементарной ячейки. a, b, c – периоды решётки – расстояния между центрами ближайших атомов. В одном направлении выдерживаются строго определёнными.
- углы между осями ( α, β, χ).
- координационное число (К) указывает на число атомов, расположенных на ближайшем одинаковом расстоянии от любого атома в решетке.
- базис решетки количество атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку решетки.
- плотность упаковки атомов в кристаллической решетке – объем, занятый атомами, которые условно рассматриваются как жесткие шары.

Типы кристаллических решеток
Классификация возможных видов кристаллических решеток была проведена французским ученым О. Браве, соответственно они получили название «решетки Браве». Всего для кристаллических тел существует четырнадцать видов решеток, разбитых на четыре типа;
- примитивный – узлы решетки совпадают с вершинами элементарных ячеек;
- базоцентрированный – атомы занимают вершины ячеек и два места в противоположных гранях;
- объемно-центрированный – атомы занимают вершины ячеек и ее центр;
- гранецентрированный – атомы занимают вершины ячейки и центры всех шести граней

Типы кристаллических решеток
Основными типами кристаллических решёток являются:
Объемно - центрированная кубическая (ОЦК) (см. рис.), атомы располагаются в вершинах куба и в его центре (V, W, Ti)
Гранецентрированная кубическая (ГЦК) (см. рис.), атомы рассполагаются в вершинах куба и по центру каждой из 6 граней (Ag, Au)
Гексагональная, в основании которой лежит шестиугольник:
простая – атомы располагаются в вершинах ячейки и по центру 2 оснований (углерод в виде графита);
плотноупакованная (ГПУ) – имеется 3 дополнительных атома в средней плоскости (цинк).

Особенности металлов
Первой особенностью металлов является анизотропия свойств кристаллов, т. е. различие свойств кристаллов в разных направлениях. В аморфных телах с хаотическим расположением атомов в пространстве расстояния между атомами в различных направлениях равны, следовательно, свойства будут одинаковые, то есть аморфные тела изотропны. Зависимость свойств от направления называется анизотропией.
Второй особенностью металлов как тел кристаллического строения является наличие у них плоскостей скольжения (спайности). По этим плоскостям происходит сдвиг или отрыв (разрушение) частиц кристаллов под действием внешних усилий. У аморфных тел смещение частиц происходит не по определённым плоскостям, а беспорядочно. Излом аморфного тела всегда имеет неправильную, искривлённую форму.
Третьей особенностью металлов как тел кристаллического строения является то, что процесс перехода их из твёрдого состояния в жидкое и наоборот происходит при определённой температуре, называемой температурой плавления (затвердевания). Аморфные тела переходят в жидкое состояние постепенно и не имеют определённой температуры плавления.

Аллотропия (полиморфизм) металлов
Способность некоторых металлов существовать в различных кристаллических формах в зависимости от внешних условий (давление, температура) называется аллотропией или полиморфизмом.
Каждый вид решетки представляет собой аллотропическое видоизменение или модификацию.
Примером аллотропического видоизменения в зависимости от температуры является железо (Fe).
Fe: t911ºС < t< 1392 ºС – ГЦК – Feβ
1392 ºС < t >1539 ºС – ОЦК – Feγ
Превращение одной модификации в другую протекает при постоянной температуре и сопровождается тепловым эффектом. Видоизменения элемента обозначается буквами греческого алфавита в виде индекса у основного обозначения металла.
Примером аллотропического видоизменения, обусловленного изменением давления, является углерод: при низких давлениях образуется графит, а при высоких – алмаз.
Используя явление полиморфизма, можно упрочнять и разупрочнять сплавы при помощи термической обработки.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Материаловедение – наука, о связях между составом, строением и свойствами материалов, закономерностях их изменений вследствие физико-механических и других видов воздействий, а также путях получения (производства) материалов, улучшения их свойств и эффективности использования.
Материалы – это вещества, полученные из сырья и служащие для производства полуфабрикатов, производственных и строительных деталей и готовых изделий (например, металлы и их сплавы, кирпич, древесина, кожа, полимеры, бумага, натуральные и химические волокна и др.). Материалы являются естественной основой продукции.

Определение металлов
«Металлом называется светлое тело, которое ковать можно. Таких тел находим только шесть: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец.». Это определение М.В. Ломоносов дал в 1773 г., когда известны были только шесть металлов.
Сейчас к металлам относятся более 80 элементов периодической системы Д.И.Менделеева

Определение металлов
В химии металлы – это химические элементы, находящиеся в левой части периодической системы элементов Д.И.Менделеева.
Физика характеризует металлы как твердые тела, обладающие цветом, блеском, способностью к плавкости (расплавлению) и затвердеванию (кристаллизации), тепло- и электропроводностью, магнитными и другими свойствами.
В технике металлы – это конструкционные материалы, обладающие высокой обрабатываемостью (ковкостью, свариваемостью, обрабатываемостью резанием и др.), прочностью, твердостью и другими ценными свойствами, благодаря которым они находят широкое применение.

Классификация металлов
По цвету: черные (железо – Fe и сплавы на его основе – чугун, сталь) и цветные.
Тяжелые (более 5 г/см³): свинец, цинк, хром, медь и др. Самый тяжелый – осмий.
Легкие (менее 5 г/см³): алюминий, магний и др. Самый легкий – литий.
Редкие: вольфрам, молибден и др.
Благородные: золото, серебро, платина, палладий.
Легкоплавкие, имеющие температуру плавления ниже температуры плавления железа (1539ºС): свинец, олово и др. Самый легкоплавкий – галий (28 ºС).
тугоплавкие: имеющие температуру плавления выше температуры плавления железа (1539ºС): титан, ванадий и др. Самый тугоплавкий - вольфрам (3410 ºС).

Краткое описание документа:

Это для обучающихся по профессии "Сварщик" в колледжах и техникумах.

Презентация по теме "Основы материаловедения" по профессии "СВАРЩИК"

Реализация мероприятий по совершенствованию комплексных региональных программ развития профессионального образования в целях внедрения международных стандартов подготовки высококвалифицированных кадров с учетом передового международного опыта компетенции WSI и WSR, а также с учетом ПС
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА
по теме 1.2.«Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП.04. Основы материаловедения
по профессии 15.01.05 Сварщик
(ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

Цель преподавания темы 1.2. - дать обучающимся теоретические знания:
об основных свойствах металлов, оказывающих влияние на определение их сферы применения.

Форма проведения занятия: лекция.
Место проведения занятия: учебный кабинет материаловедения.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Плотность - количество вещества, содержащееся в единице объема.
Плавление - способность металла переходить из кристаллического (твердого) состояния в жидкое с поглощением теплоты.
Теплопроводность - способность металла с той или иной скоростью проводить теплоту при нагревании.
Электропроводность - способность металла проводить электрический ток.
Тепловое расширение - способность металла увеличивать свой объем при нагревании.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Окисляемость - способность соединяться с кислородом, усиливается с повышением температуры металла.
Коррозионная стойкость - способность не окисляться и не вступать в химические реакции с окружающими веществами.
Жаростойкость (окалиностойкость) - способность сопротивляться газовой коррозии в ненагруженном или слабонагруженном состоянии при температурах свыше 5500C. Для повышения жаростойкости в состав стали вводят элементы, которые образуют с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки (хром, кремний, алюминий).
Жаропрочность - это способность стали работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. В качестве жаропрочных сталей при температурах до 3000C применяются обычные конструкционные стали. Для работы в интервале температур 350…5000C применяют легированные стали перлитного, ферритного и мартенситного классов, при рабочих температурах 500…7000C - стали аустенитного класса.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Механические свойства определяют работоспособность металлов при воздействии на них внешних сил. Показатели механических свойств металлов должны соответствовать ГОСТам и техническим условиям на их поставку.
К основным механическим свойствам металлов относятся:
прочность;
упругость;
пластичность;
вязкость;
твёрдость.

Прочность - способность стали выдерживать внешнюю нагрузку без разрушения. Количественно это свойство характеризуется пределом прочности и пределом текучести.

Упругость - способность стали деформироваться под действием нагрузки и восстанавливать первоначальную форму и размеры после ее снятия. Количественно упругость характеризуется пределом упругости, условно равным напряжению, когда материал начинает получать остаточные деформации очень малой величины, устанавливаемой в нормативных документах для данного материала.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.

Пластичность - способность стали изменять форму под действием нагрузки и сохранять ее после снятия нагрузки. Количественно характеризуется углом загиба и относительным удлинением при растяжении. Пластичность - свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.

Вязкость - способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Вязкость - свойство, обратное хрупкости. Количественно характеризуется ударной вязкостью.

Твердость - способность сопротивляться проникновению другого материала при определенной нагрузке.

Предел текучести (σт), предел прочности или временное сопротивление (σв), относительное удлинение (δ) или сужение (φ) определяются при статических испытаниях на растяжение, когда нагрузка возрастает медленно и плавно или остаётся постоянной.
Предел текучести (кгс/мм2) – это напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки, т. е. данный параметр достигнет критической отметки тогда, когда произойдет переход от упругой к пластической области деформации металла.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Предел прочности (временное сопротивление) - напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец при испытании, т.е. данный параметр отражает способность стали сопротивляться разрушению.
Относительное удлинение – это отношение приращения длины образца после разрушения к его начальной длине до испытания, т.е. данный параметр характеризует пластичность металла, он снижается с повышением предела прочности.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Чтобы определить предел прочности и относительное удлинение металла, изготавливают образец определенной длины и сечения и закрепляют в захватах испытательной машины. При максимальной нагрузке Рmax в одном участке образца появляется сужение поперечного сечения - «шейка». Когда напряжение превысит прочность образца, он разорвется. После испытания разрушенные образцы складывают вместе и измеряют конечную длину и диаметр шейки. По этим данным рассчитывают прочность и пластичность.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
При динамических испытаниях, когда нагрузка прилагается с большими скоростями, определяется ударная вязкость металла (ан).
Испытание на ударную вязкость проводится на копрах маятникового типа. Образец с надрезом определенной формы и размеров устанавливают на опорах копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа маятника, который поднимают на определенную высоту. При падении маятник ударяет по образцу и разрушает его. После испытания по шкале маятникового копра определяют работу удара, которую затрачивают на разрушение образца. Площадь сечения образца определяют до разрушения.
Схема испытания на ударную вязкость
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Ударная вязкость - это отношение работы разрушения стандартного образца к площади его поперечного сечения в месте надреза. Ударная вязкость характеризует способность материала сопротивляться хрупкому разрушению.
Технологические испытания образцов применяют для проверки пластичности металлов или сварных соединений, к которым относятся испытания на угол загиба, на сплющивание, продавливание и др.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Испытание на статический изгиб проводится для определения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию, характеризуемую углом изгиба, или для оценки предельной пластичности металла при изгибе. Испытание на изгиб проводят на универсальных испытательных машинах или прессах. Для проведения испытания образец из металла укладывается на шарнирных опорах и нагрузкой, приложенной посредине, изгибается до появления трещин на выпуклой стороне образца (а, б). После этого испытание прекращают и измеряют величину внешнего угла α (в). Чем больше угол загиба, тем пластичнее металл. Качественная малоуглеродистая сталь дает угол загиба 1800.
Для определения пластичности сварного соединения вырезают такой же плоский образец со сварным швом, расположенным посредине, и со снятым усилением.
Испытанию на сплющивание обычно подвергают отрезки сварных труб условным проходом до 50 мм. Для испытания образец помещают между двумя гладкими жесткими и параллельными плоскостями и плавно сплющивают его, сближая сжимающие плоскости до заданного расстояния Н (г).
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Измерение твердости отличается простотой и быстротой осуществления и выполняется без разрушения изделия. Широкое применение нашли методы определения твердости по Бринеллю (единица твердости обозначается HB) и по Роквеллу (единица твердости обозначается HR).
Твердость по Бринеллю определяется вдавливанием стального шарика диаметром 10 мм в образец (изделие) под действием нагрузки и измерении диаметра отпечатка d после снятия нагрузки. Чем меньше диаметр отпечатка, тем выше твердость. Чем выше твердость, тем больше прочность металла и меньше пластичность. Твердость малоуглеродистой стали НВ 120-130, стали повышенной прочности НВ 200-300, закаленной стали НВ 500-600.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Твердость по Роквеллу определяется вдавливанием алмазного конуса в испытуемый образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной Р0 и окончательной Р. После получения отпечатка основную нагрузку Р снимают, но предварительная нагрузка P0 остается, и измеряют остаточную глубину проникновения конуса под действием основной нагрузки.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.

Жидкотекучесть (литейность) - способность в расплавленном состоянии заполнять литейную форму.

Ковкость (деформируемость) - способность изменять свою форму при обработке давлением.

Прокаливаемость - способность улучшения различных свойств путем закалки на различную глубину.

Обрабатываемость резанием - способность обрабатываться острым режущим инструментом (резцом, фрезой, ножовкой и т. д.) при различных операциях механической обработки (резание, фрезерование и т. д.).

Свариваемость - способность образовывать в процессе сварки соединения, отвечающие конструктивным и эксплуатационным требованиям изделия.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Наибольшее влияние на свариваемость стали оказывает количество содержащегося в ней углерода и легирующих компонентов.
Это связано с тем, что сплавы двух или нескольких элементов имеют более высокие механические свойства, чем технически чистые металлы. Например, чистое железо очень мягкое и обладает невысокой прочностью, а сплав железа с углеродом обладает высокой прочностью, в особенности после термической обработки.
Ориентировочным количественным показателем свариваемости сталей является углеродный эквивалент, определяемый по формуле:
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

Классификация сталей по свариваемости
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА по теме 1.2. «Свойства металлов»
примерной программы учебной дисциплины
ОП 04. «Основы материаловедения»
по профессии 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки))

Учебное пособие для самостоятельной подготовки по учебной дисциплине «Основы материаловедения». Профессия 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки).
методическая разработка на тему

Учебное пособие предназначено для самостоятельной подготовки сварщиков по основам материаловедения, свариваемости сталей, видам и маркировке электродов и сварочной проволоке.

Вложение	Размер
metod._posobie_po_mater._svarshchiki.docx	525.07 КБ

Предварительный просмотр:

ОГАПОУ Белгородский машиностроительный техникум

ОГАПОУ «Белгородский машиностроительный техникум»

для самостоятельной подготовки по учебной дисциплине «Материаловедение».

Профессия 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки).

Выполнила преподаватель Шахбанова В.И

1.Сталь. Классификация сталей……………………………

2.Стали углеродистые обыкновенного качества …………

3.Углеродистые конструкционные качественные стали….

4.Углеродистые инструментальные стали

6. Свариваемость сталей.

9. Список используемой литературы…………………………..

Металловедение — наука, изучающая состав, внутреннее строение и свойства металлов и сплавов в их взаимосвязи, а также закономерности их изменения при тепловом, химическом и механическом воздействии. Эта наука не только объясняет внутреннее строение и свойства металлов и сплавов, но и устанавливает закономерную зависимость между внутренним строением сплава и его свойствами, а также определяет наилучший состав, метод изготовления и применения требуемых свойств.

Сведения о металлах и их сплавах были известны в глубокой древности и накапливались веками. Они сыграли огромную роль в развитии материальной культуры общества, так как легли в основу развития всех отраслей народного хозяйства. Однако эти сведения не были систематизированы, не носили научного характера. Подлинное развитие науки о металлах (металловедение) началось в XIX в. в связи с развитием физики, химии и других наук. В наше время металловедение тесно связано с физикой и химией. Применение точной физической и химической аппаратуры и внедрение различных методов испытаний (механических, рентгеновских, оптических) дали возможность в течение нескольких десятилетий исследовать природу металлов и их сплавов.

Данное учебное пособие составлено в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Основы материаловедения». Самостоятельная подготовка предполагает изучение обучающимися теоретического материала по данной учебной дисциплине.

В данном учебном пособии в краткой форме изложен теоретический материал по теме «Стали», рассмотрены примеры расшифровок марок сталей, даны схемы и таблицы по определению химического состава сталей, твердых сплавов, а также других металлов и неметаллов, применяемых на предприятии.

Все применяемые в технике металлы делятся на черные и цветные. К черным металлам относятся сталь и чугун, а к цветным сплавы меди, свинца, олова, и т.д. Сталь и чугун – это сплавы железа с углеродом.

Сталь – содержание углерода до 2,14% , а также и другие элементы, постоянные: кремний и марганец – полезные, сера и фосфор – вредные примеси: до 1,5% фосфора и серы до 0,15%. Сера повышает красноломкость; фосфор – хладноломкость.

1)По степени раскисления:

2) По области применения:

-конструкционная (для деталей машин)

Инструментальная (для режущего инструмента)

3) Зависимости от примесей:

4) По содержанию углерода:

- низкоуглеродистая С до 0,25%,

- среднеуглеродистая С от 0,25% до 0,65%,

- высокоуглеродистая С от 0,7% до 1,3%

Сталь - сплав Fe с С (где С до 2,14%)
Сталь - Fe + C + примеси(Мп + Si + 2вредные S + P)

По содержанию С

-Низкоуглеродистые С до 0,25% -Среднеуглеродистые 0,25-065 % С -Высокоуглеро-дистые 0,7-1,3% С

2.Стали углеродистые обыкновенного качества ГОСТ 380-94.

гр.А - по механическим свойствам (не пишется)
гр.Б - по химическому составу
гр.В - по механическим свойствам и химическому составу

Ст 0, Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4, Ст 5, Ст 6 (чем больше цифра, тем больше углерода)

сп - спокойный(О2 - удален) (не пишется)
пс - полуспокойный (О2 - удален частично)
кп - кипящий (О2 - не удален)
Г - повышенное содержание Мn

2.Стали углеродистые конструкционные обыкновенного качества

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380-94 обозначаются следующим образом: Ст3сп, Ст5кп, Ст0 и др. Здесь Ст – буква, указывающие принадлежность стали к группе сталей обыкновенного качества . Следующая за ним цифра от 0 до 6 указывает на номер марки стали, чем выше цифра тем выше содержание углерода . В конце наименования стали приводятся буквы, определяющие степень ее раскисления (кп, пс, сп).

В обозначении сталей с повешенным содержанием марганца после цифры добавляется буква Г. Например. СТ3Гсп, СТ5Гпс и др.

Современные металлические конструкции выполняют из прокатной стали, содержащей от 0,1 до 0,25% углерода. При таком содержании углерода сталь хорошо поддается механической обработке, обладает вязкостью, пластичностью и способностью свариваться.

С повышением содержания углерода увеличиваются прочность и предел текучести стали. Вместе с тем уменьшается удлинение, повышается хрупкость, ухудшается способность сваривания и увеличивается трудность механической обработки металла. Поэтому для металлоконструкций, испытывающих динамическое воздействие нагрузки и местные концентрации напряжений в отдельных частях, сталь с высоким содержанием углерода не применяется.

Кроме углерода, сталь всегда содержит марганец и кремний, благоприятно влияющие на ее механические свойства. Марганец и кремний увеличивают прочность стали и повышают предел ее текучести, однако, кремний в то же время несколько понижает стойкость стали против ржавления. Полезной присадкой является медь, которая в количестве до 0,5% повышает стойкость стали против ржавления и несколько улучшает ее механические свойства.

Сталь, содержащую повышенное количество примесей, благоприятно влияющих на ее механические качества, называют легированной. При этом для металлоконструкций используют в основном так называемые низколегированные стали, содержащие сравнительно небольшой процент полезных примесей.

Сталь всегда содержит также и вредные примеси: серу, фосфор, кислород и азот. Сера, образуя с железом легкоплавкое сернистое железо, делает сталь красноломкой, плохо сопротивляющейся механическим воздействиям в горячем состоянии. Фосфор вызывает хладноломкость, т . е . хрупкость стали при низких температурах. Поэтому в строительных сталях и особенно в сталях, применяемых для мостов, содержание серы и фосфора строго ограничивается. Кислород так же, как и сера, делает сталь красноломкой. Азот способствует развитию хрупкости стали с течением времени (старение). Сталь выплавляется металлургическими заводами в мартеновских или конверторных печах. Мартеновская сталь имеет более высокие механические качества, и поэтому ее предпочитают применять для металлических мостов.

В зависимости от способа выплавки различают кипящую и спок о й н у ю сталь.

3.Углеродистые конструкционные качественные стали ГОСТ 1050-88

Качественные конструкционные стали с соответствием с ГОСТ 1050-88 обозначаются двухзначным числом, указывающим примерное содержание углерода в стали в сотых долях. Так сталь с содержанием углерода 0,07-0,14% обозначается 10; сталь с содержанием углерода 0,42-0,50% - 45, а сталь с углеродом 0,57% – 60%.При этом для сталей с С

По качеству: Обычного качества. Серы здесь содержится меньше 0,06%, фосфора – не больше 0,07%. Качественные стали. Они не содержат серы и фосфора больше 0,04%. Высококачественные. Количество серы тут не превышает 0,025%, а фосфора – не больше 0,018%.

Сталь 45 - углеродистая конструкционная, качественная, 0,45% - С (среднеуглеродистая)
Сталь 55А - углеродистая конструкционная, высококачественная, 0,55% - С (среднеуглеродистая)
Сталь А 12 - углеродистая конструкционная, качественная, 0,12% - С (низкоуглеродистая)

Читайте также: