Tehnologia materialelor m. banica 3

Download Tehnologia materialelor m. banica 3

Post on 12-Aug-2015

100 views

Category:

Technology

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  1. 1. MINISTERUL EDUCAIEI I CERCETRII Programul PHARE TVET RO - 2003/005 - 551- 05.01.02 AUXILIAR CURRICULAR pentru CLASA a XII-a Profil: TEHNIC Modulul: TEHNOLOGIA MATERIALELOR Calificarea : TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 2006
  2. 2. Modulul: TEHNOLOGIA MATERIALELOR AUTOR: Ing. BNIC MARINA Grup colar Tehnologic D. Filipescu Buzu CONSULTAN: IOANA CRSTEA inspector de specialitate MEC CNDIPT ANGELA POPESCU inspector de specialitate MEC CNDIPT PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 4
  3. 3. TEHNOLOGIA MATERIALELOR CUPRINS I. ARGUMENT 4 II. COMPETENE VIZATE, OBIECTIVE URMRITE 5 III. MATERIALE DE REFERIN 6 IV. ACTIVITI PENTRU ELEVI 68 V. SOLUIILE EXERCIIILOR 94 VI. ANEXE 97 VII. BIBLIOGRAFIE 107 PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 3
  4. 4. TEHNOLOGIA MATERIALELOR ARGUMENT Modulul Tehnologia materialelor face parte din Curriculum n dezvoltare local. Are alocat un numr de 66 ore pe an, din care 33 sunt de laborator tehnologic. Numrul de credite obinute este 1. Realizat pentru a veni n sprijinul activitii de instruire la coala de arte i meserii, acest auxiliar curricular se adreseaz deopotriv celor doi parteneri de educaie profesori i elevi. Cuprinde modele de materiale de nvare, cum ar fi: fie de curs, folii transparente, exemple de activiti de nvare i metode de evaluare, precum i fie de descriere a activitii. n aplicarea lor la clas, profesorul va trebui s in seama de stilurile de nvare ale elevilor, de abilitile i posibilitile reale de nvare ale acestora. Timpul alocat efecturii activitilor propuse este orientativ. El se va stabili de ctre profesor astfel nct toi elevii s le rezolve n ritm propriu. Exerciiile i activitile practice propuse urmresc condiiile de aplicabilitate ale criteriilor de performan pentru fiecare competen aa cum sunt acestea precizate n Standardul de Pregtire Profesional, dar nu le acoper n totalitate din lipsa spaiului. Exerciiile notate cu stelu reprezint sarcini suplimentare pentru elevii care rezolv sarcinile curente nainte de expirarea timpului alocat. Crearea unui portofoliu al elevului reprezint o necesitate, deoarece se poate constata concret cum se desfoar activitatea de instruire, se asigur comunicarea profesor elev prini, iar elevii devin partenerii profesorului n aciunea de evaluare i i pot urmri propriul progres colar. Portofoliul cartea de vizit a elevului, confirm faptul c ceea ce este cuprins n obiectivele nvrii reprezint n fapt i ceea ce tiu elevii sau sunt capabili s fac. El include rezultate relevante obinute prin celelalte metode i tehnici de evaluare (probe orale, scrise, practice, observare sistematic a activitii i comportamentului elevului, proiect, autoevaluare, precum i prin sarcini specifice disciplinei). Utilizarea calculatorului n activitatea de predare nvare este atractiv i faciliteaz att munca elevilor ct i a profesorilor. Materialele de nvare pe suport electronic prezint avantajul realizrii i actualizrii lor ntr-un timp mai scurt. PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 4
  5. 5. TEHNOLOGIA MATERIALELOR II. COMPETENE VIZATE Unitatea de competen 2 GNDIRE CRITIC I REZOLVARE DE PROBLEME (competen cheie) Competena 2.1 - Identific probleme complexe Competena 2.3 - Evalueaz rezultatele obinute Unitatea de competen 24 TEHNOLOGIA MATERIALELOR (competen tehnic specializat) Competena 24.1 Analizeaz materialele metalice folosite n industria constructoare de maini Competena 24.2 Descrie procedeele de elaborare a semifabricatelor Competena 24.3 Prezint tratamentele termice i termochimice care se aplic materialelor metalice Competena 24.4 Explic procesul de coroziune a metalelor i aliajelor metalice OBIECTIVE URMRITE Dup parcurgerea acestui modul elevii vor fi capabili s: -anticipeze situaiile problem; -defineasc problema; -reflecteze asupra propriilor aciuni; -analizeze rezultatele; -obin feed-back-ul; -analizeze metoda aplicat; -aleag materialele metalice folosite n industria constructoare de maini; -descrie proprietile i ncercrile mecanice ale materialelor metalice; -descrie proprietile i ncercrile tehnologice ale materialelor metalice; -clasifice semifabricatele folosite n construcia de maini; -clasifice procedeele de elaborare a semifabricatelor; -descrie procedeele de elaborare a semifabricatelor; -caracterizeze tratamentele termice i termochimice; -clasifice tratamentele termice i termochimice; -descrie tratamentele termice i termochimice; -aleag tratamentele termice i termochimice pentru diferite piese din materiale metalice: -prezinte procesul de coroziune; -clasifice procesele de coroziune; -descrie procesele de coroziune; -explice metodele de protecie mpotriva coroziunii. PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 5
  6. 6. TEHNOLOGIA MATERIALELOR III. MATERIALE DE REFERIN Fi de curs DIAGRAMA Fe-C Carbonul se dizolv n fierul topit formnd o soluie lichid omogen fier carbon. La solidificarea acestei soluii lichide carbonul se poate separa sub dou forme: a- carbon liber cristalizat n sistemul hexagonal numit grafit; b- carbon legat n compusul Fe3C numit cementit. Ambele forme sub care se poate separa carbonul, grafitul i cementita se ntlnesc n aliajele fierului cu carbonul, fiind stabile n anumite condiii. Prin nclzire de lung durat se produce reacia ireversibil: Fe3C 3 Fe + C (grafit). Din aceast reacie rezult c grafitul este forma stabil a carbonului iar cementita forma metastabil. Datorit acestor dou forme de existen a carbonului, diagrama de echilibru a fierului cu carbonul prezint dou aspecte: unul corespunztor echilibrului stabil, cnd carbonul se separ sub form de grafit, cellalt corespunztor echilibrului metastabil, cnd carbonul se separ sub form de cementit. Ca urmare se pot construi dou diagrame de echilibru Fe-C, asemntoare ca aspect, prezentnd la temperaturi mai nalte liniile fier-grafit i la temperaturi mai joase liniile fier-cementit. Aspectul acestor diagrame este reprezentat n fig.1. Fig.1 - Diagrama de echilibru a sistemului Fe-C _____ sistemul metastabil Fe-Fe3C PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 6
  7. 7. TEHNOLOGIA MATERIALELOR - - - - - - sistemul stabil Fe-grafit Pe baza acestei diagrame aliajele fierului cu carbonul se mpart n oeluri i fonte; oelurile sunt aliaje care conin carbon de la 0% la 2,08 respectiv 2,11% (punctul E , respectiv E), iar fontele sunt aliajele care conin carbon mai mult de 2,08 respectiv 2,11%. n mod curent aliajele pn la punctul E (oelurile) cristalizeaz dup sistemul metastabil Fe-Fe3C. Aliajele care conin peste 2,08%C, respectiv peste 2,11% C, adic fontele, pot cristaliza fie dup sistemul metastabil, fie dup sistemul stabil sau att dup sistemul metastabil ct i dup sistemul stabil. Fontele care cristalizeaz dup sistemul metastabil se numesc albe, cele care cristalizeaz dup sistemul stabil sau dup ambele sisteme, cenuii, o parte dintre fontele care cristalizeaz att dup sistemul stabil ct i dup cel metastabil numindu-se pestrie. n diagrama Fe-C liniile punctate corespund sistemului stabil Fe-grafit, iar liniile continui sistemului metastabil Fe-Fe3C. n vederea studierii fazelor i constituienilor aliajelor fier-carbon cele dou aspecte ale diagramei Fe-C se consider separat. Diagrama metastabil Fe-Fe3C este dat n fig.2. Componenii acestui sistem sunt fierul i cementita. Fierul pur are punctul de topire la 15380 C. El formeaz soluii solide cu multe elemente. Cu carbonul formeaz urmtoarele soluii solide: - soluie solid interstiial de carbon n fier numit ferit; - soluie solid interstiial de carbon n fier , numit austenit (A); - soluie solid de carbon n fier . Cel de al doilea component al diagramei Fe-Fe3C este compusul chimic Fe3C numit cementit care conine 6,67%C. Punctele critice ale diagramei Fe-Fe3C se noteaz cu litera A urmat de un indice: A0 este punctul Curie al cementitei (temperatura 2130 C); A1- temperatura de transformare eutectoid (7270 C); Austenita (A)perlit (Fe+Cem) A2 - punctul Curie al feritei (7700 C); A3 - punctul de transformare Fe Fe ( 9120 C); A4 punctul de transformare Fe Fe (13920 C); Deoarece una i aceeai transformare se obine la temperaturi diferite dup cum are loc la nclzire sau la rcire, la nclzire transformarea producndu-se la temperaturi mai ridicate iar la rcire la temperaturi mai sczute, pentru a preciza dac punctul critic a fost obinut la nclzire sau la rcire se adaug notaiilor de mai sus literele mici, c pentru nclzire i r pentru rcire. Exemplu: Ac1 reprezint transformarea Fe + Fe3C A, obinut la nclzire. Constituienii metalografici prezeni n fiecare domeniu al diagramei Fe-Fe3C sunt artai n fig.2. Eutecticul A+Cem care se formeaz la 11480 C se numete ledeburit i este stabil pn la 7270 C, unde austenita din ledeburit trece ntr-un eutectoid format din ferit i austenit numit perlit. Ca urmare la temperatura camerei, ledeburita PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 7
  8. 8. TEHNOLOGIA MATERIALELOR este format din perlit + cementit. O astfel de ledeburit se numete descompus sau transformat. Fig.2 - Diagrama Fe-Fe3C (simplificat ) pentru constituieni Aspecte microstructurale (200:1) oel cu C< 0,006% oel cu 0,6% C font alb hipoeutectic oel cu 0,015 % C oel cu 0,77 % C font alb eutectic oel cu 0,3 % C oel cu 1,1 % C font alb hipereutectic PROFIL TEHNIC; Nivel 3; CALIFICAREA: TEHNICIAN PRELUCRRI MECANICE 8
  9. 9. TEHNOLOGIA MATERIALELOR Fi de curs MICROSTRUCTURILE I PROPRIETILE CONSTITUIENILOR NORMALI AI ALIAJELOR Fe-Fe3C Constituienii din diagrama de echilibru Fe-Fe3C (ferita, austenita, cementita secundar, ledeburita i perlita) se numesc constituieni normali, deoarece apar n structura aliajelor numai la rcire lent din stare lichid i pn la temperatura ambiant. Ferita - soluie solid de carbon n fier , cu coninut mic de carbon (sub 0,04% C); - este moale i plastic. Austenita - soluie solid de C n fier , cu coninut de carbon pn la 2 % C; - este moale