Термиялық қамтамасыз ететін факторлар

«Академик С.А.Джиенкулов атындағы Байқоңыр жоғары колледжі» білім беру мекемесі

Бекітемін

«Арнайы пәндер»

бірлестігінің жетекшісі

___________ Ш.Е.Назарова

«___» ________ 202_ ж.

Пән атауы: Металдар технологиясы

Күні:_____________________

Оқу тобы: _______________

Сабақтың тақырыбы: 2.18.Термиялық қамтамасыз ететін факторлар

Сабақтың мақсаттары: Термиялық қамтамасыз ететін факторларды, термиялық өңдеудің мақсаты және маңызын таныстыру.

Білімділігі: Термиялылық өңдеудің мақсаты және маңызын біле алады.

Дамытушылығы: Жаңа білімді қолдану дағдысын дамыту, ақылға салу дағдысын қалыптастыру.

Тәрбиелігі: Жауапкершілікті сезіне отырып жұмыс жасауға, өз жолдасының пікірін тыңдауға тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: Жаңа сабақ

Сабақта қолданылатын әдіс-тәсілдер: Оқыту, «БББ» әдісі, «Жалған және шын» әдісі, «Жалған телефон» әдісі.

Сабақтың көрнекілігі: видеоролик.слайд

Сабақ/оқу барысы

Арнайы пән оқытушысы: Таласбай.А.Т

Сабақ барысы

1. Ұйымдастыру кезеңі

Білім алушылардың сабаққа дайындығын тексеру. Журналға белгі қою. Назарларын сабаққа аудару.

2. Өткен сабақтар бойынша деңгейлерін тексеру (үй тапсырмасын сұрау):

Ж алған және шын» әдісі тапсырманы мұғалім оқиды, білімгерлер «ия және жоқ» сөздері арқылы жауап береді.

3. Жаңа сабақты меңгерту (материалды) түсіндіру

2.18.Термиялық қамтамасыз ететін факторлар

Металдар мен металл қорытпаларының физика химиялық қасиеттерін өзгерту үшін оларды термиялық әдіспен өңдейді. Термиялық өңдеудің кез келгені қыздыру, белгілі бір температурада ұстап тұру, суыту сияқты үш кезеңнен тұрады.

Термиялық өңдеудің барлық түрі бес топқа бөлінеді: 1. Бірінші күйдіру. 2. Екінші күйдіру. 3. Шынықтыру. 4. Жұмсарту. 5. Химия – термиялық өңдеу. Күйдірудің өзі мынадай алты түрге бөлінеді: а)рекристализациялық күйдіру (қайта кристалдау үшін), б)толық күйдіру, в)шала күйдіру,г) түйіршікті перлитке күйдіру, д)изотермиялық күйдіру, е) диффузиялық күйдіру. Металдар мен металл қорытпаларының физика-химиялық қасиеттерін өзгерту үшін оларды термиялық әдіспен өңдейді. Термиялық өңдеудің кез келгені қыздыру, белгілі бір температурада ұстап тұру, суыту сияқты үш кезеңнен тұрады. Металдың қыздыру температурасы мен суыну жылдамдығын өзгерту арқылы оның структуралық өзгеріс жылдамдығын арттыруға немесе кемітуге болады. (3-сурет)

Термиялық өңдеудің түрлері. А.А.Бочвардың еңбектері бойынша термиялық өңдеудің барлық түрі бес топқа бөлінеді: 1. Бірінші күйдіру. 2. Екінші күйдіру. 3. Шынықтыру. 4. Жұмсарту. 5. Химия – термиялық өңдеу.

1. Алдын - ала деформацияланған металды рекристалдану (қайта кристалдандыру) температурасынан ( t =0.4T ) жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада белгілі уақыт ұстап тұрып суытуды бірінші реттік күйдіру ( отжиг 1-го рода) немесе рекристалдану ( қайта кристалдану) деп атайды. Термиялық өңдеудің бұл түрі суық күйде өңделген ( штамтау, созу, соғу т.б.) детальдарды жұмсарту үшін қолданылады.

2. Металды фазалық өзгерту температурасынан (кризистік нүкте) жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада белгілі уақыт ұстап тұрып суытуды екінші реттік күйдіру ( отжиг 2-го рода ) немесе металдың физикалық қайта кристалдануы деп атайды. Термиялық өңдеудің бұл түріне қойылатын негізгі шарт өңделетін металдың фазалық өзгерісі немесе кризистік нүктеден жоғары температураға дейін қыздыру болуға тиіс.

3. Металды фазалық өзгерту температурасынан жоғары температураға дейін қыздырып, сол температурада белгілі уақыт ұстап тұрғаннан кейін үлкен жылдамдықпен суытуды шынықтыру ( закалка ) дейді. Шынықтыру екінші реттік күйдіру сияқты, айырмасы тек оның фазалық өзгеріс нүктелері бар металдарға ғана қолданылатындығында. Шынықтырған металл теңсіздік ( тұрақсыз ) күйге келеді. Болат, шойын, дюралюминий, қола сияқты қорытпаларды шынықтыру арқылы олардың беріктік, қаттылық, үйкеліске беріктік қасиеттерін жоғарлатуға болады.

4. Металды фазалық өзгерту температурасынан төмен температураға дейін қыздырып, сол температурада біраз уақыт ұстап тұрғаннан кейін баяу жылдамдықпен ( әдетте ауада ) суытуды жұмсарту( отпуск ) дейді.

Жұмсартылған металл теңсіздік күйден тепе теңдік күйге өтіп, оның қаттылығы мен беріктігі төмендеп, пластикалық қасиеті жоғарылайды. Металды теңсіздік күйден тепе теңдік күйге өткізетін процестер қалыпты температурада да жүруі мүмкін. Металдың өздігінен жұмсаруы оның табиғи ескіруі, ал оның төменгі температураларда (100º-150ºС) жұмсаруы жасанды ескіруі деп аталады.

Қалыпты немесе жоғары температурада , диффузия құбылысы арқылы металдың сыртқы қабатының химиялық құрамын өзгертуді химия-термиялық өңдеу деп атайды. Өндірісте термиялық өңдеудің бұл түрінің йементтеу, азоттау, циандау, алитирлеу деген т.б. түрлері қолданылады. Металды термиялық өңдеу теориясы Болат халық шаруашылығының түрлі саласында конструкциялық материал ретінде, басқа материалдарға қарағанда, жиі қолданылады. Болаттың тамаша ерекшеліктерінің бірі – оның структурасының температураға байланысты өзгеруі. Болаттың қыздырған кездегі өзгерістерін қарастырып көрелік. Құрамында 0.83% көміртегі бар эвтектоидтық болатың бастапқы структурасы перлиттен ( феррит пен екінші реттік цементиттің қоспасы ) тұрады. Осы болатты Ас ( 723º С ) температураға дейін қыздырсақ, ол перлиттен аустенитке айналады: қыздыру температурасы неғұрлым жоғарлаған сайын перлиттің аустенитке айналу жылдамдығы арта түседі. Ас температурадан жоғары температурада α-Fe темір торына ауысу және көміртегінің темір торында еру ( цементит түзілу) процестері жүреді. Изотермиялық өзгеріс диаграммасы тұрақты температурада аустениттің перлитке айналу уақытының суыну температурасына байланысты екендігін көрсетеді. Диаграмма температура және уақыт координаталары бойынша сызылып, өзгеріс уақыты ( ыдырау ) секундтан сағатқа дейін созылатындықтан, уақыт логарифмдік шкала бойынша салынады. Аустениттің изотермиялық өзгерістерінің нәтижесінде ( өзгерістің барлық температураларында ) феррит-цементитті қоспа түзіледі. Өзгеріс температурасына байланысты бұл қоспаның дисперсиясы ( түйіршіктерінің мөлшері ) әр түрлі болғандықтан, оның механикалық қасиеттері де әр түрлі болады. Изотермиялық өзгеріс температурасы төмендеген сайын перлиттің дисперсиясы жоғарылайды.

Металды термиялық өңдеу тәжірибесі. Термиялық өңдеудің кез келген түрі болатты белгілі температураға дейін қыздыруды қажет етеді. Болат мұнай немесе газбен жағылатын пештерде, кедергілі электр пешінде, балқытылған қорғасын немесе тұз құйылған астауларда қыздырылады. Соңғы кезде металдарды қыздыру үшін жоғары жиілікті айнымалы токты пайдаланып жүр. Термиялық өңдеудің жұмыс өнімділігі қыздырғыш пештердің қыздыру жылдамдығына байланысты. Қыздыру жылдамдығы жоғары пештерге жататындар:индукциялы пештер, қорғасын астауы, тұз астауы, газ немесе мұнай пештері, ең соңында –кедергілі электр пештері. Термиялық өңдеу мынадай түрлерге бөлінеді. 1.Күйдіру, 2.Нормальдау. 3.Шынықтыру (закалка), 4.Жұмсарту (отпуск). 5.Химия-термиялық өңдеу.

1. Күйдіру. Күйдірудің өзі мынадай алты түрге бөлінеді:а)рекристализациялық күйдіру (қайта кристалдау үшін),б)толық күйдіру,в)шала күйдіру,г) түйіршікті перлитке күйдіру, д)изотермиялық күйдіру, е)диффузиялық күйдіру. а) Суық күйде өңделген (прокаттау, шпамтау, созу т.б.) детальдардың ішкі кернеулерін жою, тұтқырлығы мен пластикалық қасиеттерін арттыру үшін оларды рекристалдық күйдіру (қайта кристалдау)арқылы өңдейді.Рекристалдық күйдіруде металды рекристалдау температурасынан (tº ) жоғары температураға дейін (650-700ºC) қыздырып, біраз уақыт сол температурада ұстағаннан кейін белгілі жылдамдықпен суытады.

б) Толық күйдіру эвтектикаға дейінгі болаттарды толық өңдеу үшін қолданылады.Толық күйдіруде металды Ас (GS сызығы) температурадан 20-40ºC жоғары қыздырып, сол температурда белгілі уақыт ұстағаннан соң аз жылдамдықпен(әдетте пешпен бірге) суытады.Мұндай әдіспен өңделген металдың структурасы майдаланып, ішкі кернеуі жойылады және жұмсарып, механикалық өңделгіштік қасиеті артады.

в) Шала күйдіру арқылы өңдегенде металды Ас мен Ас -тің аралығындағы температураға біраз уақыт ұстағанннан соң аз жылдамдықпен суытады.Термиялық өңдеудің бұл түрінде қайта кристалдану процесі толық цементит (эвтектоидқа дейінгі болаттығы) өзгермейді.г) Түйіршікті перлитке күйдіруде болатты 750-780ºC-қа дейін қыздырып, сол температурада біраз уақыт ұстағаннан кейін баяу жылдамдықпен суытады.Термиялық өңдеудің бұл әдісі эвтектоидқа дейінгі және одан кейінгі болаттардың структурасын түйіршікті перлитке айналдыру, пластикалық қасиетін арттырып, қаттылығы мен беріктігін кеміту үшін қолданылады.Бұл әдіспен құрал-саймандар жасауға арналған болаттар өңделеді. д) Изотермиялық күйдіреуде болатты Ас нүктесінен 20-40ºC жоғары қыздырғаннан соң, Аz нүктесінен 500-200ºС температураға дейін тез суытып, сол температура аралығында белгілі уақыт ұстап, белгілі жылдамдықпен суытады.Өңдеудің бұл түріне кететін уақыт толық күйдіруге қарағанда әлдеқайд аз.

4. Сергіту сәті:

«Бұзық телефон» ойыны.Дұрыс тындалым, айтылымға бағыттау.Студенттердің дұрыс тындауға ынталандырады. Сергиді. Шаттық шеңберге тұрып бастаушы келесі адам құлағына бір сөз сыбырлайды соңында бастаушыға қайта келгенде сол сөз жету керек, кейін сөзді ауыстырып жіберген адам анықталады.

5. С абақтың қорытындысын жасау, бағалау:

Студенттер білімін бағалау БББ әдісі

6. Үй тапсырмасы:

1. Ақ шойын, сұр шойыннан жасалған автокөлік құралдарын зерттеу