Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza

CURRICULUM DE DEZVOLTARE LOCALA - MATERIALE UTILIZATE IN CONSTRUCTIA UTILAJULUI TEHNOLOGIC

profesor scoala











ALTE DOCUMENTE

evaluare matematica
PROIECTAREA UNITĂŢILOR DE NVĂŢARE - ISTORIE
PLAN INVǍTǍMANT PENTRU INGINERIE ECONOMICǍ IN DOMENIUL ELECTRIC, ELECTRONIC SI ENERGETIC
Elemente de gramatica: eu vreau, eu vad, eu am
PLANIFICARE CALENDASISTICA - MODULUL III TEHNICI DE MASURARE
Prezentarea modulelor informatica
Auxiliar curricular clasa a X-a DOMENIUL: Estetica si ingrijirea corpului omenesc CALIFICAREA: Lucrator in estetica si ingrijirea corpului omenesc
Stiluri de invatare. Stiluri de predare
CURRICULUM SI EVALUARE
PROIECT DE LECTIE ROMANA Sonetul Vorbeste-ncet de Mihai eminescu


CURRICULUM DE DEZVOLTARE LOCALA - MATERIALE UTILIZATE IN CONSTRUCTIA UTILAJULUI TEHNOLOGIC

Lista unitatilor de competenta relevante pentru modul (din care au fost selectate competentele individuale agregate in modul):

                  Materiale utilizate in constructia utilajului tehnologic

Tabelul de corelare a competentelor si continuturilor:

Unitati de competenta

Competente individuale

Continuturi tematice

Materiale utilizate in constructia utilajului tehnologic

Descrie materialele pentru asigurarea rezistentei mecanice a utilajului

Grupe de materiale: feroase, neferoase, nemetalice

Materiale metalice feroase: oteluri, fonte

Caracteristici: proprietati tehnologice si mecanice, rezistenta fata de mediile corosive

Metale neferoase: cupru, aluminiu, nichel, titan, tantal

Descrie materialele pentru protectie anticorosiva

Grupe de materiale: metalice, nemetalice

Materiale: otel anticorosiv, nichel, titan, plumb, zinc, tantal, caramizi antiacide, cauciuc, materiale plastice

Descrie materialele de etansare

Factori: temperatura, presiune, natura fluidului etansat

Materiale de etansare: carton, azbest, cauciuc, teflon, fier tehnic pur, aluminiu, plumb, cupru

Descrie materialele pentru izolare termica

Izolare termica: acoperirea suprafetelor, prin care se pierde sau se primeste caldura din exterior, cu materiale izolante

Materiale izolante: pluta expandata, materiale plastice expandate, ciment poros, vata de sticla, vata minerala, folii de aluminiu

 

Conditii de aplicare didactica si de evaluare

Procesul de predare invatare trebuie sa aiba un caracter activ si centrat pe elev. In acest sens, cadrul didactic trebuie sa aiba in vedere:

q       Diferentierea sarcinilor si timpului alocat, prin:

o       gradarea sarcinilor de la usor la dificil pe fisele de lucru;

o       fixarea unor sarcini deschise, deoarece elevii mai buni le interpreteaza intr-un mod mai solicitant;

o       fixarea de sarcini diferite pentru grupuri sau indivizi diferiti, in functie de abilitati;

o       prezentarea temelor in mai multe moduri (raport sau discutie sau grafic);

q       Diferentierea cunostintelor elevilor, prin:

o         abordarea tuturor tipurilor de invatare (auditiv, vizual, practic sau prin contact direct);

o         formarea de perechi de elevi cu aptitudini diferite care se pot ajuta reciproc;

o         utilizarea verificarii de catre un coleg, verificarii prin indrumator, grupurilor de studiu.

q       Diferentierea raspunsului, prin:

o       utilizarea autoevaluarii si solicitarea elevilor de a-si impune obiective.

Exista numeroase metode si procedee didactice care pot fi folosite, dar trebuie alese pentru fiecare unitate de continut, acelea care conduc la formarea competentei asociate continutului.

Alegerea strategiei didactice va avea in vedere stilurile de invatare ale elevilor. Este necesar utilizarea metodelor care se adreseaza tuturor stilurilor de invatare.

Se vot utiliza metode ca: studiul de caz, descoperirea, problematizarea, brainstormingul, jocul de rol, lucru pe ateliere, dezbaterea etc. care au eficienta maxima in procesul de invatare, permit agregarea competentelor cheie cu cele tehnice generale si cele tehnice specializate, stimuleaza gandirea logica, cauzala, analitica, ca si imaginatia si creativitatea elevilor.

Evaluarea va scoate in evidenta masura in care se formeaza competentele cheie, competentele tehnice din Standardul de Pregatire Profesionala. Se vor utiliza diferite metode de evaluare care sa confere caracterul formativ al evaluarii, folosind pe langa metodele clasice si metodele alternative ca: observarea sistematica a elevului, investigarea, proiectul, portofoliul elevului. Autoevaluarea este una din metode care trebuie sa capete o extindere tot mai mare datorita faptului ca elevii isi exprima liber opinii proprii, isi sustin si motiveaza propunerile.

Metodele de evaluare utilizate, trebuie sa beneficieze de o serie de instrumente elaborate in corelare cu criteriile de performanta si cu probele de evaluare din Standardul de Pregatire Profesionala.

Sugestii metodologice

Continuturile modulului sunt proiectate pentru 58 de ore si vor fi parcurse in 29 de saptamani astfel:

29 ore - teorie

29 ore - laborator tehnologic

Cadrele didactice au posibilitatea de a decide asupra numarului de ore alocat fiecarei teme, in functie de dificultatea acesteia, de nivelul de cunostinte anterioare ale grupului instruit, de complexitatea materialului didactic implicat in strategia didactica si ritmul de asimilare a cunostintelor si formare a deprinderilor proprii grupului instruit.

Continutul se recomanda a fi parcurs in urmatoarea ordine cronologica:

1. Generalitati

- principalele categorii de materiale utilizate pentru constructia utilajului tehnologic (materiale pentru asigurarea rezistentei mecanice, materiale pentru protectie anticoroziva, materiale de etansare, materiale pentru izolare termica)

- alegerea materialelor de constructie (consideratii tehnice, viteza de coroziune, consideratii economice)

2. Materiale metalice feroase

- oteluri (oteluri carbon si aliate, oteluri turnate, oteluri pentru tevi, oteluri cu destinatie precizata)

- fonte (fonte cenusii, fonte cu grafit nodular, fonte maleabile, fonte aliate)

3. Materiale metalice neferoase

- cuprul si aliajele sale

- aluminiul si aliajele sale,

- nichelul si aliajele sale

- plumbul si aliajele sale

- staniul

- zincul si aliajele sale

4. Materiale nemetalice si materiale compozite

- materiale anorganice (azbest, carbune si materiale pe baza de carbune, roci, materiale de topire)

- materiale organice (lemn, cauciuc, materiale plastice)

- materiale compozite

Sugestii cu privire la procesul si metodele de predare/invatare

Alegerea tehnicilor de instruire revine profesorului, care are sarcina de a individualiza si de a adapta procesul didactic la particularitatile elevilor.

Profesorul are libertatea de a alege metodele si tehnicile didactice si de a propune activitati de invatare in masura sa asigure formarea competentelor specifice prevazute de programa, avand permanent in vedere faptul ca o invatare activa reusita necesita:

  • o buna pregatire si planificare
  • instructiuni oferite cu un limbaj simplu si clar
  • o buna administrare a clasei

In vederea invatarii centrate pe elev se recomanda:

  • activitatile alese pentru demersul didactic sa fie atractive pentru toate tipurile de elevi
  • utilizarea unor metode active / interactive (invatarea prin descoperire, invatarea problematizata, invatarea prin cooperare, simularea, jocul de rol)
  • realizarea de proiecte sau / si portofolii

In functie de locul de desfasurare a orelor, metodele folosite pot fi:

  • metoda discutiilor si dezbaterilor,
  • metoda problematizarii,
  • investigarea directa,
  • explorarea indirecta,
  • exercitiul,
  • studiul de caz,
  • lucrare practica de laborator,
  • proiectul,
  • jocurile de simulare.

Sugestii cu privire la utilizarea instrumentelor de evaluare

Evaluarea formativa, continua si regulata este implicita demersului pedagogic curent in orele de tehnologii, permitand, atat profesorului cat si elevului, sa cunoasca nivelul de achizitionare a competentelor si cunostintelor, sa identifice lacunele si cauzele lor, sa faca remedierile care se impun in vederea reglarii procesului de predare/invatare.

Pentru a se realiza o evaluare cat mai completa a invatarii, este necesar sa se aiba in vedere, mai ales in evaluarea formativa continua, evaluarea nu numai a produselor activitatii si invatarii elevilor, ci si a proceselor de invatare si a competentelor achizitionate, a atitudinilor dezvoltate, precum si a progresului elevilor. In aceste conditii, pentru a putea obtine cat mai multe date relevante privind invatarea, este necesar ca pentru evaluare profesorii sa faca apel la metode si instrumente cat mai diferite.

Pentru evaluarea achizitiilor elevilor (in termeni cognitivi, afectivi si de performanta), a competentelor prevazute de programele scolare, se recomanda utilizarea urmatoarelor metode si instrumente:

  • observarea sistematica (pe baza unei fise de evaluare)
  • tema de lucru (in clasa, acasa), conceputa in vederea evaluarii;
  • proba practica;
  • investigatia;
  • proiectul;
  • portofoliul;
  • autoevaluarea.

CAPITOLUL 1. GENERALITATI

1.1 Principalele categorii de materiale utilizate pentru constructia utilajului tehnologic

In domeniul mecanic, majoritatea pieselor care intra in componenta masinilor, utilajelor, instalatiilor sunt confectionate din materiale metalice, alaturi de care se utilizeaza si materialele nemetalice. Materialele metalice sunt formate din metale si aliajele lor. In figura 1.1 sunt prezentate schematic materialele utilizate in industria constructoare de masini.

Fig.1.1 Schema materialelor metalice si nemetalice

1.2 Alegerea materialelor de constructie

In procesele tehnologice corespunzatoare industriei constructoare de masini, exista utilaje care lucreaza la parametrii foarte variati cum ar fi: temperatura de la 0ºK, la mii de ºK , presiuni de la vid la mii de atmosfere etc. Varietatea mare de conditii de lucru, face ca in aceasta industrie sa fie utilizate practic aproape toate materialele existente in prezent.

Pentru buna functionare a produselor in exploatare un rol important il constituie alegerea materialelor. Materialele se aleg in functie de proprietati si comportarea in conditii date de mediu.

Proprietatile materialelor pot fi grupate astfel:

  • Proprietatile de rezistenta mecanica ( rezistenta la rupere, limita de curgere, limita de oboseala, rezistenta la uzura etc.);
  • Proprietatile de elasticitate (modulul de elasticitate);
  • Proprietatile de plasticitate (dependenta tensiuni deformatie, alungire si contractie la rupere);
  • Proprietati termice (dilatare, caldura specifica);
  • Proprietati electrice (rezistivitate, conductibilitate, constanta dielectrica)
  • Proprietati chimice, magnetice.

Se adauga insa, cu o pondere insemnata in alegerea materialelor si proprietatile tehnologice: sudabilitate, prelucrabilitate prin aschiere, prelucrabilitate prin deformare plastica la cald sau la rece, calibilitate etc.

Indicatorii tehnico - economici intervin astfel:

  • Greutate;
  • Costul materialului si a prelucrarii;
  • Posibilitatile concrete de procurare si prelucrare a materialelor,
  • Sortimentul disponibil de semifabricat.

Au fost elaborate un numar mare de materiale care pot fi impartite in urmatoarele categorii principale:

  • Materiale pentru asigurarea rezistentei mecanice sau a rigiditatii necesare a utilajelor.
  • Materiale pentru protectie anticoroziva sau antieroziva;
  • Materiale pentru etansare;
  • Materiale pentru etansare termica.

Fiecare categorie de material cuprinde, de regula, cateva subdiviziuni. De exemplu, in categoria materialelor pentru rezistenta mecanica sunt urmatoarele subdiviziuni:

-         materiale metalice feroase (oteluri si fonte);

-         materiale metalice neferoase;

-         materiale nemetalice;

-         materiale compozite. 414d32e

In subdiviziunea materialelor feroase se gasesc mai multe grupe de materiale (oteluri si fonte):

-         pentru temperaturi obisnuite;

-         pentru temperaturi ridicate;

-         pentru temperaturi negative ( sub 0ºC);

-         pentru rezistenta la coroziune sau la eroziune.

In alegerea materialelor intervin indicatorii tehno-economici, a caror considerare este deosebit de importanta: greutatea, costul materialului si al prelucrarii, viteza de coroziune, performantele si solutiile de proiectare in cazul unor produse similare, posibilitatile concrete de procurare si prelucrare a materialelor, sortimentul disponibil de semifabricate.

Desigur proprietatile de baza mentionate depind de compozitia chimica, de structura cristalina si microstructura.

Cerintele tehnico-economice moderne urmaresc insa obtinerea unor proprietati cat mai favorabile pe calea unor procedee avantajoase sau economice. Utilizarea unor oteluri fara pretentii deosebite de aliere, dar supuse unor tratamente adecvate, care pot inlocui elementele de aliere dificile.

FISA DE LUCRU NR.1

COMPETENTA: Descrierea proprietatile materialelor

Modalitati de modificare a proprietatilor

Sarcina nr.1. Completati spatiile libere din schema de mai jos cu informatii corecte:

Sarcina nr.2. In tabelul 1.1sunt prezentate proprietati ale otelurilor. Interpretati influenta elementelor de aliere asupra proprietatilor.

Caracteristici/proprietati

Elemente de aliere

C

Mn

Si

Cr

Ni

Mo

W

V

Ti

Cu

Rezistenta mecanica

(tractiune si oboseala)

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Alungire

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Duritate

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Rezilienta

-

+

+

+

+

Rezistenta la coroziune

+

+

+

+

+

Rezistenta mecanica la temperatura ridicata

+

+

+

+

+

Calibilitate

+

+

+

+

+

+

+

Prelucrabilitate prin deformare plastica

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Observatii: Prin(+) se indica marirea, iar prin (-) reducerea caracteristicii.

FISA DE LUCRU NR.2

DEPENDENTA VITEZEI DE COROZIUNE DE pH-UL MEDIULUI COROZIV

Principiul lucrarii.

Viteza de coroziune constituie un mod de apreciere cantitativa a coroziunii.

Viteza de coroziune se exprima in STAS prin indicele gravimetric de coroziune, Kg, exprimat in g/m2h care este dat de relatia:

[g/m2h] (1)

unde:

Δm - reprezinta cantitatea (g) de metal ce trece in solutia coroziva in urma procesului de dizolvare anodica;

t - durata de expunere a probei in mediul corosiv;

S- reprezinta suprafata metalica expusa mediului coroziv.

Pentru a evalua clasa de rezistenta a materialelor metalice se foloseste indicele de penetratie exprimat in [mm/an].

[mm/an] , (2)

unde:

d - densitatea materialului metalic, dFe= 8,7 [g/cm3], iar 1000 reprezinta factorul de transformare.

Clasele de apreciere a stabilitatii la coroziune utilizate in proiectare sunt:

1. Perfect stabil: 110-3 mm/an 4. Relativ stabil: 110-1 1 mm/an

2. Foarte stabil: 110-3 110-2 mm/an 5. Putin stabil: 110 mm/an

3. Stabil: 110-2110-1 mm/an 6. Instabil: 10 mm/an

Procesul global al coroziunii cu depolarizare de hidrogen se obtine prin insumarea algebrica a reactiilor de ionizare a metalului (oxidare) si a reactiei de depolarizare (reducere) a ionilor sau moleculelor din mediul coroziv.

Reactiile chimice in coroziunea cu depolarizare de hidrogen sunt:

In medii acide: MM+z +ze- Reactie de ionizare a metalului (oxidare), Fe Fe+2 + 2e-

si zH++ze- z/2 H2 Reactie de depolarizare (reducere), 2H+ + 2e- H2

Reactie globala: M+ zH+ M+z + z/2 H2 , Fe + 2H+ Fe+2 + H2

In medii neutre si alcaline: MM+z +ze- Reactie de oxidare, Fe Fe+2 + 2e- zH2O+ze zOH- + z/2 H2 Reactie de depolarizare (reducere), 2H2O+2e- 2OH- + H2

Reactie globala: M + zH2O M+z + zOH- + z/2 H2, Fe + 2H2O Fe+2 + 2OH- + H2

Coroziune cu depolarizare de oxigen:

In medii acide: MM+z +ze- Reactie de oxidare, Fe Fe+2 + 2e-

zH++z/4 O2 +ze- z/2H2O Reactie de depolarizare, 2H++1/2 O2 +2e- H2O

Reactie globala: M+ zH++z/4 O2 M+z +z/2H2O, Fe+ 2H++1/2 O2 Fe+2 +2H2O

In medii neutre si alcaline: MM+z +ze- Reactie de oxidare, Fe Fe+2 + 2e-

z/2 H2O +z/4O2+ze zOH- Reactie de depolarizare (reducere), H2O +1/2O2+2e- 2OH-

Reactie globala: M+z/2 H2O +z/4O2 M(OH)z , Fe+ H2O +1/2O2 Fe(OH)2

Deoarece legea lui Faraday se aplica si pentru coroziunea electrochimica la fel ca pentru orice reactie electrochimica, cantitatea m de metal ce trece in solutie in urma procesului de ionizare a metalului se determina cu ajutorul relatiei (3):

(3)

unde:

k - este echivalentul electrochimic;

q = i t reprezinta cantitatea de electricitate ce trece intre zonele anodice si catodice ale metalului supus coroziunii in timpul t (sec);

ia- intensitatea curentului de dizolvare anodica exprimata in amperi;

F- constanta lui Faraday, F= 96500 [As];

Z - numarul de electroni ce se elibereaza in procesul anodic;

A- masa atomica a metalului supus coroziunii .

(4)

unde:

S - reprezinta suprafata metalului supus coroziunii exprimata in m2,

t = 3600 sec.

Din relatia (4) rezulta ca determinarea vitezei de coroziune se reduce la determinarea densitatii curentului de dizolvare anodica .

Influenta pH-ului asupra vitezei de coroziune este legata si de stabilitatea chimica in mediul coroziv a peliculei de produsi de coroziune.

Fig. 1.2 Dependenta vitezei de coroziune de pH-ul mediului coroziv pentru diferite metale.

pH = -log [H+] si variaza intre 0 7 pentru medii acide, intre 7 14 pentru medii alcaline, iar valoarea de 7 reprezinta mediul neutru.

Aparatura si solutii: Electrozi din fier, electrozi de cupru, solutii cu pH-uri diferite (1; 6; 8; 12), miliampermetru, instrument de masurare a timpului.


Fig. 1.3 Schema instalatiei pentru determinarea intensitatii curentului de dizolvare anodica

Modul de lucru: Electrozii de Fe (1) si Cu (2) se curata cu hartie metalografica, se spala cu apa si se introduc in vasul (3) in care se gaseste solutia coroziva cu pH cunoscut. Electrozii se conecteaza la bornele miliampermetrului (4) si se masoara curentul de coroziune la intervale de 10 minute din momentul imersari , timp de o ora. Se masoara cu rigla suprafata fierului (m2) imersata in solutie.

In mod similar se procedeaza pentru toate solutiile cu pH cunoscut, masuratorile efectuandu-se succesiv la acelasi interval de timp.

Se reprezinta grafic pe hartie milimetrica variatia curentului masurat (i) functie de timp. Extrapoland dreapta se obtine curentul de dizolvare anodica ia pentru fiecare pH. Cu aceste date se calculeaza indicele de penetratie Ip cu ajutorul relatiilor 1, 2 si 4 pentru a reprezenta grafic dependenta vitezei de coroziune functie de pH.

Calcule si interpretarea rezultatelor: datele experimentale si valorile calculate se trec intr-un tabel de forma:

pH

1

6

8

12

10 [min]

20 [min]

30 [min]

40 [min]

SFe [m2]

ia [A]

kg [g/m2h]

Ip [mm/an]

CAPITOLUL 2

MATERIALE METALICE FEROASE

2.1 Materiale metalice feroase. Oteluri

COMPETENTA: Descrierea materialele pentru asigurarea rezistentei mecanice a utilajului

Fierul sub forma tehnic pura nu se utilizeaza pentru partea de rezistenta a utilajelor tehnologice, deoarece are plasticitate mare si este scump. Fierul este utilizat in industrie in general sub forma aliajelor sale: oteluri si fonte. Pe langa fier si carbon, fontele si otelurile mai contin si alte elemente de aliere. Natura elementelor de aliere si procentul acestora in otel sau fonta determina caracteristicile fizice ale aliajului: rezistenta mecanica la temperaturi ridicate sau coborate, rezistenta la coroziune sau la eroziune etc.

Otelurile sunt aliaje industriale ale fierului cu carbonul si se obtin prin afanarea fontei in cuptoare Siemens-Martin, in convertizoare si in cuptoare electrice. Afanarea consta in oxidarea (arderea) unei parti a carbonului, a fosforului si a sulfului din fonta bruta. Otelurile in functie de procedeul de elaborare au compozitia chimica:

        carbonul cuprins intre 0,02-2,11%;

        siliciu (Si) intre 0,05-0,35%;

        mangan (Mn) 0,05-0,85%;

        sulf (S) 0,01-0,06% si fosfor (P) 0,01-0,06%.

2.1.1 Clasificarea otelurilor

Se poate face dupa mai multe criterii, astfel:

a) In functie de compozitia chimica:

-         oteluri nealiate (oteluri carbon ) care contin fier, carbon si elemente insotitoare in continuturi mici;

-         oteluri aliate, care pe langa fier, carbon si elemente insotitoare contin si alte elemente adaugate intentionat, numite elemente de aliere (Cr, Ni, W,V,Ti, Mo etc.);

b) Dupa destinatie:

- oteluri pentru constructii (metalice sau de masini);

-         oteluri pentru scule ;

-         oteluri cu destinatie speciala (arcuri, rulmenti, pile etc.).

c) In functie de starea de livrare

-          oteluri deformate plastic la cald (forjate, laminate);

-          oteluri turnate in piese.

2.2 Proprietatile otelurilor

Proprietatile fizice, mecanice si tehnologice ale pieselor depind in cea mai mare masura de continutul de carbon, care determina totodata si structura lor.

a) proprietatile fizice

- densitatea scade usor odata cu cresterea continutului de carbon;

- caldura specifica creste odata cu cresterea continutului de carbon;

- conductivitatea termica si coeficientul de dilatare liniar scad cu cresterea continutului de carbon;

- rezistivitatea electrica creste puternic odata cu continutul de carbon.

b) proprietatile mecanice

Odata cu cresterea continutului de carbon:

- cresc, proprietatile de rezistenta ( HB; Rm; R 0,2);

- scad, plasticitatea (A) si tenacitatea (Z; KCU).

Variatia acestor proprietati poate fi urmarita in figura 2.1.

ATENTIE INTRODUCI FIG. 3.16 PAG 52!!!!!!!!!

c) proprietatile tehnologice

- turnarea pieselor cu pereti subtiri devine dificila datorita fluiditatii relativ reduse;

- forjabilitatea buna insa scade cu cresterea continutului de carbon;

- prelucrabilitatea prin aschiere variaza astfel: otelurile moi se aschiaza greu, cele dure se aschiaza usor, iar cele extra dure se aschiaza bine, dar neeconomic datorita uzurii sculei aschietoare;

- sudabilitatea este buna la continuturi mici de carbon si scade cu cresterea continutului de carbon.

2.3. Descrierea si simbolizarea otelurilor

2.3.1 Otelurile carbon pentru constructii

In functie de cerintele impuse ele pot fi:

1.    Oteluri de uz general, simbolizate cu OL (otel laminat la cald) urmat de un grup de cifre care indica rezistenta minima la rupere in N/mm².(Exemplu: OL 37 - otel carbon obisnuit cu Rm>370 N/mm²; OL50 - otel carbon obisnuit cu Rm ≥500 N/mm²).

2.    Oteluri carbon de calitate, se noteaza prin simbolul OLC (otel laminat la cald de calitate), urmat de un grup de cifre care reprezinta continutul de carbon, in sutimi de procente. Exemplu: OLC 45 - otel carbon de calitate cu continutul mediu de carbon de 0,45%.

Simboluri de oteluri carbon de calitate: OLC 10; OLC 15; OLC 25; OLC 35; OLC 45;

OLC 50.

2.3.2.Oteluri carbon pentru scule

Sunt oteluri cu continut ridicat de carbon (0,7 - 1,4%); otelurile carbon pentru scule se noteaza cu simbolul OSC urmat de numar alcatuit din una sau doua cifre care reprezinta continutul mediu de carbon, in zecimi de procente (exemplu OSC 8 - otel pentru scule cu 0,8%C, OSC 12 - otel pentru scule cu 1,2%C).

In functie de continutul de carbon otelurile pentru scule au utilizari diferite:

- OSC7, OSC8, OSC9 - pentru executarea sculelor de prelucrare prin aschiere a materialelor nemetalice si aliaje neferoase.

- OSC10; OSC12; OSC13 - pentru cutite, burghie utilizate la aschierea materialelor cu duritati mici (alame, bronzuri, fonte cenusii, oteluri moi).

Exista in grupa otelurilor carbon pentru scule si oteluri cu destinatie speciala cum ar fi:

- otelurile pentru pile OSP (otel pentru pile urmat de un numar care reprezinta continutul de carbon in zecimi de procente OSP 6, cu 0,6%C);

Oteluri pentru fabricarea cutitelor, a foarfecelor (OLS).

2.3.3 Otelurile carbon turnate in piese

Sunt oteluri moi sau semidure. Se noteaza cu simbolul OT (otel turnat), urmat de un grup de doua numere, dintre care primul reprezinta rezistenta minima la rupere, iar cel de al doilea grup de cifre reprezinta calitate 1 , 2 sau 3 (exemplu OT 450-3 - otel turnat in piese cu Rm≥450 N/mm² si grupa a treia de calitate).

Retine:

-          otelurile au continutul de carbon de maximum 2,11%;

-          otelurile care contin numai fier, carbon si elemente insotitoare se numesc oteluri carbon;

-          otelurile se pot prelucra prin turnare, forjare, laminare, sudare si aschiere;

-         otelurile carbon sunt destinate executarii unor organe de masini (roti, arbori, pistoane etc.), precum si pentru executarea sculelor

Munca independenta:

1.      Enumera constituentii structurali din diagrama de echilibru Fe-Fe3C specifici otelurilor;

2.      Indica doua proprietati tehnologice otelurilor.

3.      Explica simbolurile: OL 42; OLC 10; OSC 7; OT 450-2.

2.4 Oteluri aliate

2.4.1 Clasificarea otelurilor aliate

In functie de destinatia otelurilor aliate pot fi grupate astfel:

-          oteluri pentru constructii;

-          oteluri pentru scule;

-          oteluri cu proprietati fizice speciale (oteluri speciale).

Oteluri aliate pentru constructii, sunt in general oteluri slab aliate. Ele sunt simbolizate printr-un numar de doua cifre care reprezinta continutul de carbon in sutimi de procente, urmat de un grup de litere care indica elementele de aliere prezente in compozitia otelului si de un alt numar ce indica continutul elementului principal de aliere (ultimul din simbol) in zecimi de procente.

Exempu: - 40Cr10 reprezinta otel cu 0,40%C si 1%Cr;

- 40CrNi12 este un otel aliat cu 0,40%C; 1,2%Ni si 1%Cr;

- 41VMoCr17 este un otel aliat cu 0,41%C, 1,7%Cr, 0,1%V si 0,2%Mo.

De obicei cand elementul chimic se gaseste in mijlocul simbolului literal continutul sau este de 1% exceptie fac elementele Mo, care este in proportie de 0,02%, vanadiu (V), in proportie de 0,1% si Ti in proportie de 0,05-0,1%.

a)      Oteluri aliate pentru scule, care pot fi grupate astfel:

-       hipoeutectoide aici sunt cuprinse otelurile pentru scule de deformare si pneumatice (poansoane, matrite, dalti pneumatice, pistoane pentru ciocane pneumatice). Simbolul cuprinde un grup de litere, care indica elementele de aliere componente si un numar format din doua cifre, care reprezinta continutul mediu al elementului de aliere principal, in zecimi de procente. Exemplu: VCrW85 - este otel aliat care contine vanadiu, crom si wolfram, elementul principal este wolframul cu 8,5%.

-       hipereutectoide (slab si mediu aliate) si cuprind otelurile CrVW50 si MnCrW14 folosite pentru cutite, burghie, freze, etc.

-       ledeburitice, folosite pentru aschiere cu viteze mari numite oteluri rapide si sunt notate cu Rp urmat de un numar de ordine a marcii. Cel mai reprezentativ este Rp3, aliat cu 18%W, 4%Cr si 1%V fiind denumit si otel 18-4-1.

b) Oteluri aliate speciale, sunt oteluri mediu si inalt aliate cu structuri si proprietati diferite de cele obisnuite. In aceasta grupa intra otelurile: inoxidabile, anticorozive, refractare, cu proprietati magnetice si electrice deosebite.

2.5 Oteluri cu destinatie precizata

In afara otelurilor speciale si de calitate, standardele in vigoare cuprind si oteluri nealiate cu destinatie precizata. Dintre acestea putem aminti:

Oteluri pentru prelucrare pe masini - unelte automate, considerate oteluri moi sau semidure in care se prevede un continut de sulf mai mare (0,08 - 0,30 % S), cu scopul de a se obtine o aschie mai fragila, usor detasabila la prelucrarea prin aschiere. Ele sunt notate prin simbolul AUT, urmat de un grup de doua cifre care reprezinta continutul mediu de carbon, in sutimi de procent. Exemplu, AUT 20 are 0,20 % C.

Oteluri fosforose pentru piulite, el are un continut mare de fosfor (0,20.0,40 % P) si se prelucreaza usor prin aschiere. Se noteaza cu simbolul OLP (otel laminat la cald fosforos).

Oteluri pentru constructia cazanelor si a recipientelor sub presiune, notate cu R sau K, livrate sub forma de table groase, din care se executa virole de cazane cu abur, tambure pentru recipiente sub presiune si care se prelucreaza prin deformare plastica la rece. Ele sunt oteluri mai care au proprietati bune de deformare plastica si sudare deoarece au un continut de carbon intre 0,09 si 0,33 % C.

Oteluri pentru tevi laminate la cald, sunt de asemenea oteluri carbon. Sunt notate cu simbolul OLT (otel laminat la cald pentru tevi), urmat de un numar care indica rezistenta minima la tractiune. Exemplu: OLT 35 - otel laminat pentru tevi cu Rm≥350 N/mm2.

2.6. Fonte

2.6.1. Fonte brute

Fonte brute (sau de prima fuziune) sunt fonte care se obtin in furnal si contin cca. 3,5-4,5%C, cca. 0,06%S si 0, 15-1,20%P. Fontele brute sunt folosite in doua scopuri principale:

-          pentru obtinerea otelului in cuptoare Siemens - Martin, cuptoare electrice sau convertizoare si se numesc fonte de afanare. Se simbolizeaza FAK.

-          pentru retopire si returnare in piese (fonte brute), se simbolizeaza cu simbolul FK sau FX.

2.6.2. Fonte turnate

Fontele turnate in piese se obtin prin retopirea fontelor brute in cubilouri sau in cuptoare rotative si sunt destinate turnarii in piese.

Ele contin intre 2,11-4,3%C precum si proportii relativ mari de elemente insotitoare respectiv: 0,5-3,5%Si; 0,3-1,5%Mn; < 0,15%S si < 0,5%P.

In functie de continutul elementelor insotitoare si de conditiile de solidificare, fontele turnate in piese sunt: fonte albe, fonte pestrite, fonte cenusii.

1. Fontele albe au carbonul legat sub forma de cementita, care imprima acestor forme urmatoarele proprietati: culoare alba in spartura, sunt dure (400-600 HB), sunt fragile, sunt nedeformabile si reprelucrabile prin aschiere. Fontele albe au utilizari restranse si anume in stare bruta turnata se folosesc la fabricarea pieselor rezistente la uzura (de exemplu: cilindrii de laminor, duze pentru instalatiile de sablaj cu nisip, piese pentru sfarmat si macinat, etc.)

2. Fontele maleabile - fontele albe turnate in piese, supuse unui tratament termic de maleabilizare, duc la obtinerea fontelor maleabile care se pot prelucra usor. Tratamentul de maleabilizare are drept scop descompunerea cementitei in fier si grafit conform reactiei:

Fe3C→ 3Fe+C (grafit de recoacere)

Daca se descompune toata cementita, fontele au in spartura culoare neagra datorita grafitului, fiind denumite fonta maleabila neagra .

Daca se descompune numai cementita primara, fonta are in spartura culoare alb - argintie si este denumita fonta maleabila alba.

Fontele maleabile se simbolizeaza Fm urmat de un numar constituit din trei cifre care reprezinta rezistenta minima la rupere si de o litera care reprezinta caracterul sparturii (n - neagra; a-alba). Exemplu: Fm 300n - fonta maleabila neagra cu Rm 300 N/mm².

Se utilizeaza la fabricarea pieselor care functioneaza in conditii de socuri si vibratii (carcase, flanse, mufe, bride, carlige etc.).

3. Fonte pestrite au carbonul atat legat de fier sub forma de cementita cat si liber sub forma de grafit . Se folosesc la fabricarea cilindrilor de laminor.

4. Fonte cenusii contin proportii mai mari de siliciu (peste 1,5%) si au carbonul in intregime sau in cea mai mare parte sub forma de grafit, ceea ce determina in spartura culoarea cenusie.

Dupa modul de dispunere a grafitului ele pot fi:

-          cu grafit lamelar;

-          cu grafit nodular care se obtin din fonte brute, urmate de tratarea in stare lichida cu cantitati mici de Mg.

Fontele cu grafit nodular, avand rezistenta marita si rezilienta buna se utilizeaza la turnarea pieselor cu importanta marita in constructia autovehiculelor (arbori cotiti, axe cu came), in constructia de masini grele si de utilaj metalurgic (sabote de ciocane pentru forjare, traverse pentru prese, cilindrii de laminare etc). De asemenea fontele cu grafit nodular au inlocuit in ultimii ani otelurile turnate si laminate in constructia unor organe de masini, realizandu-se astfel importante economii.

Simbolizarea fontelor cenusii

Se simbolizeaza cu literele Fc (fonta cenusie), urmat de un grup de cifre care indica rezistenta minima de tractiune, in N/mm². Exemplu: Fc100; Fc200; Fc300 etc.

Fontele cenusii cu grafitul dispus nodular se simbolizeaza cu Fgn (fonta cu grafit nodular) urmat de un grup de trei cifre care reprezinta rezistenta minima la rupere prin tractiune, in N/mm² si un alt grup de cifre (una, doua) care reprezinta alungirea, in %. Exemplu Fgn 400 - 10, inseamna fonta cu grafit nodular, cu Rm≥400 N/mm² si A≥10 %.

        Proprietatile fontelor cenusii

a. Proprietatile fizice

Sunt determinate de structura masei de baza si de prezenta grafitului. Astfel, grafitul:

-          reduce densitatea masei de baza (este foarte usor);

-          reduce coeficientul de dilatare liniara a fontelor cenusii;

-          reduce conductibilitatea electrica a fontelor cenusii;

-          mareste conductibilitatea termica a fontelor cenusii;

-          mareste rezistenta electrica a fontelor.

b)      Proprietatile mecanice

Depind de microstructura masei de baza si de forma si distributia grafitului.

Cea mai buna rezistenta mecanica o au fontele perlitice, iar cea mai scazuta fontele feritice. Grafitul actioneaza ca o incluziune nemetalica si reduce considerabil plasticitatea si rezistenta.

Fontele cenusii obisnuite (cu grafit lamelar) au Rm cuprinse intre 100 si 300 N/mm².

Fontele cu grafit nodular au Rm ≥ 400 N/mm², A5 ≥ 10 %, KCU = 30 J /cm².

Duritatea depinde de structura masei de baza, astfel ca duritatea este mai mica la fontele cu masa de baza feritica (120HB) si mai mare la cele cu masa perlitica (250HB) .

c)      Proprietatile tehnologice

Principalele proprietati tehnologice ale fontelor cenusii sunt:

-          fluiditatea si fuzibilitatea foarte buna (se toarna bine);

-          prelucrabilitatea prin aschiere foarte buna (grafitul usureaza ruperea aschiilor);

-          sudabilitatea este buna numai in conditii si masuri speciale, la cald;

-          fontele sunt neforjabile.

2.6.3. Fonte aliate

Fontele aliate se impart in fonte slab aliate si fonte inalt aliate.

Fontele albe slab aliate cu crom, nichel si molibden au duritati mai mari decat cele nealiate si se utilizeaza la turnarea cilindrilor de laminare. Au duritatea de minimum 425HV.

Fontele cenusii slab aliate se folosesc la turnarea pieselor supuse la alunecare cu frecare minima (fonte antifrictiune) si a pieselor care lucreaza in regim de temperatura cuprins intre 400 si 1000ºC (fonte refractare).

Din prima grupa fac parte fontele STAS 6707-79, ele pot fi cenusii lamelare sau maleabile si se folosesc la turnarea lagarelor si bucsilor. Fontele refractare STAS 6706-79 sunt aliate cu 13%Cr si 26%Si, aceste elemente impiedecand oxidarea la temperaturi inalte. Din ele se toarna subere, gratare de cuptoare, rame de racire etc.

Fonte inalt aliate cu crom (12.30%Cr) sau cu aluminiu (1925%Al), au masa feritica foarte rezistente la coroziune, la abraziune si oxidare la temperaturi inalte (are 1417%Si).

Fonta cu 14%Ni si 7%Cr, este fonta cenusie austenitica, rezistenta si ea la coroziune.

-         

2.6. 4. Utilizarea fontelor

Fontele cenusii obisnuite se utilizeaza:

- batiurii de masini unelte

-          chiulase de motoare ;

-          rotoare de pompe de apa;

-          carcase ale masinilor electrice,etc.

Fontele modificate (maleabile) se utilizeaza:

-          cilindrii de laminor;

-          cilindrii pentru masinile cu abur;

-          cilindrii pentru motoarele cu ardere interna.

Fontele cu grafit nodular se utilizeaza:

-          traverse pentru prese ;

-          cilindrii de laminare ;

-          arbori cotiti ;

-          axe cu came ;

-          ciocane pentru forjare etc.

Retine:

        fontele sunt aliaje ale fierului cu carbonul, avand continutul de carbon intre 2,11 si 6,67 %;

        fontele turnate in piese se obtin din fonte brute si pot fi: fonte albe

din care se obtin - fontele maleabile, fonte cenusii (obisnuite si cu grafit nodular);

        fontele brute pentru obtinerea otelurilor se numesc fonte de

afanare si au simbolul FAK ;

        fontele brute de turnatorie au simbolul FK sau FX;

        fontele cenusii obisnuite au simbolul Fc urmat de un grup de cifre

care reprezinta rezistenta la rupere in N/mm² (exemplu Fc 200);

        fontele cu grafit nodular se simbolizeaza Fgn, urmat de un grup de

trei cifre care reprezinta rezistenta la rupere in N/mm² si un alt grup de cifre care reprezinta alungirea in procente (Fgn 400-5;Rm≥400 N/mm², A=5%);

        fontele aliate au rezistenta mare la coroziune si sunt antifrictiune ;

        fontele au proprietati bune de turnare si au o raspandire mare in

constructii de masini pentru obtinerea pieselor turnate.

LISTA DE VERIFICARE A PROFESORULUI

 

Inainte de a verifica cunostintele elevilor in vederea asigurarii competentei: Descrierea materialelor feroase pentru asigurarea rezistentei mecanice a utilajului este recomandabil sa completati urmatoarea lista de verificare a criteriilor stiintifice folosite. Bifati in casutele de mai jos.

Ati tratat urmatoarele aspecte:

Subcompetenta 1. Proprietatile materialelor metalice feroase utilizate in domeniul mecanic

Proprietatile otelurilor

Proprietatile fontelor

Subcompetenta 2. Recunoaste simbolurile metalelor si aliajelor

Recunoaste simbolurile metalelor si aliajelor

Identifica metalele si aliajele dupa simboluri

Subcompetenta 3. Enumera utilizarea materialelor metalice feroase in functie de proprietati

Utilizarea otelurilor carbon si a celor aliate

Utilizarea fontelor albe, cenusii, maleabile si a celor aliate

FISA DE DESCRIERE A ACTIVITATII

Numele elevului:________________________

Data inceperii unitatii de competenta/invatare______________________________

Data promovarii unitatii de competenta___________________________________

MATERIALE METALICE FEROASE

Competenta

Exercitiul

Intrebarea

Subiect/obiectiv

Rezolvat

Descrierea materialelor feroase pentru asigurarea rezistentei mecanice a utilajului

1.

1.

Proprietatile materialelor metalice feroase

2.

3

2.

1.

Definirea aliajelor feroase

2.

Obtinerea aliajelor feroase

3

Identificarea aliajelor feroase dupa simbol

Utilizarea materialelor metalice

3.

1.

Proprietatile tehnologice si utilizarea

2.

3.

4.

__________________ _________

Semnatura candidatului Data

UNITATE PROMOVATA

___________________ _________

Semnatura evaluatorului Data

FISA DE AUTOEVALUARE

Subiectul 1.

1.Din proprietatile metalice, enumerate mai jos incercuiti-le pe cele fizice:

a. refractaritate; e. fluiditate;

b. densitate; f. luciu metalic;

c. duritate; g. conductibilitate electrica;

d. culoare h. fuzibilitate.

2. Completati spatiile libere din enuntul de mai jos:

a. Proprietatea materialelor de a se topi se numeste_______________.

b. Conductibilitatea electrica este proprietatea materialelor de a _______________________.

c. Proprietatea de baza a pieselor care au rolul de a amortiza socurile este_______________.

d. Rezistenta la oboseala se determina pentru piesele la care, in timpul functionarii exista pericolul ruperii prin_______________ca de exemplu: arcuri, roti dintate etc.

3. Enumerati proprietatile fizice care influenteaza urmatoarele proprietati tehnologice:

a. Capacitatea de turnare:_________________________.

b. Sudabilitatea:_________________________________.

Subiectul 2. Citeste si descrie compozitia urmatoarele aliaje feroase:

41 VMoCr17

Rp3

Fc 200

Fm300n

OT 450-1

OSC12

Subiectul 3. In dreptul pieselor precizate mai jos completati materialele din care pot fi realizate:

  Arcuri:

  Bolturi:

  Arbori cotiti:

  Piulite:

  Suruburi

Subiectul 4. Identifica o bara de otel inalt aliat cu Ni si Cr care este amestecata printre alte bare de aceeasi forma si dimensiuni din otel obisnuit.

SOLUTIA FISA DE AUTOEVALUARE

Subiectul 1:

1. refractaritate, densitate, culoare, luciu metalic, conductibilitate electrica, fuzibilitate

2. a. fuzibilitate; b. conduce curentul electric; c. elasticitate; d. oboseala;

3. a. fuzibilitate si fluiditate; b. fuzibilitate si conductibilitate termica.

Subiectul 2.

41 VMoCr17 - otel aliat cu 0,41% C, 1,7 % Cr; 0,1 % V; 0,2 % Mo.

Rp3 - otel rapid aliat cu 18%W, 4%Cr si 1%V fiind denumit si otel 18-4-1.

Fc 200 - fonta cenusie cu Rm ≥ 200N/mm2;

Fm300n - fonta maleabila cu Rm ≥ 300N/mm2 si cu spartura neagra;

OT 450-1 - otel turnat cu Rm ≥ 450N/mm2, grupa de calitate 1.

OSC12 - otel pentru scule cu 1,2 % C

Subiectul 3.

  Arcuri: OLC 55, OLC 60

  Bolturi: OLC 10; OLC 15;

  Arbori cotiti: Fgn 250-10; OLC 45, 40Cr130.

  Piulite: OLP 50

Suruburi: OL 50, OL 60, OLC 45

Subiectul 4. Bara se poate identifica folosind metoda magnetului (bara nu este atrasa de magnet)

TEST DE EVALUARE

Subiectul I Alegeti varianta corecta de raspuns:

1. Otelurile au continutul de carbon cuprins intre urmatoarele procente:

a) 0,5 2,14 %

b) 2,14 6,67 %

c) 0,02 2,14 %

2. Proprietatile mecanice ale otelurilor sunt :

a) fuzibilitatea, duritatea, rezistenta la rupere

b) elasticitatea, plasticitatea, rezistenta la rupere, rezilienta;

c) duritatea, conductibilitatea termica, dilatare liniara

3. Arcurile se executa din :

a) fonta alba;

b) oteluri speciale pentru arcuri;

c) fonta cu grafit nodular;

4. Ecruisarea apare la :

a) elaborarea otelurilor;

b) la turnarea otelurilor;

c) la prelucrarea prin deformare plastica la rece;

5. Fontele cenusii cu grafitul lamelar se simbolizeaza prin :

a) Fc 200

b) Fgn 400-10

c) OL37

Subiectul II

Explica simbolurile :

OL37, Fc200, Fgn400-5, 21MoMnCr12, OLC45

Subiectul III

Descrie proprietatile tehnologice ale otelurilor comparandu-le cu cele ale fontelor.

Subiectul IV

Tratamentele termice sunt operatii de (1) urmate de .(2). efectuate cu scopul ..(3). structurii si proprietatilor (4)(5) si tehnologice.

Solutia testului

Subiectul I

1.                                                   c

2.                                                   b

3.                                                   b

4.                                                   c

5.                                                   a

Subiectul II

OL37- otel laminat cu rezistenta la rupere de Rm≥37 daN / mm²

Fc200 - fonta cenusie cu rezistenta la rupere de Rm≥200 N/mm²

Fgn 400-5- fonta cu grafit nodular cu rezistenta la rupere de Rm≥400 N/mm² si alungirea de 5 %

21 MoMnCr12 - otel aliat cu 0,21% C si 1,2 % Cr

OLC45- otel carbon de calitate cu 0,45% C

Subiectul III

- otelurile se pot deforma plastic prin laminare, matritare sau forjare iar fontele nu se pot deforma plastic;

- otelurile se sudeaza in conditii mai bune decat fontele;

- otelurile se prelucreaza prin aschiere insa fontele, datorita continutului de carbon mai ridicat se prelucreaza mai usor;

- otelurile si fontele se pot turna in piese;

Subiectul IV

1-        incalzire

2-        racire

3-        modificarii

4-        fizice

5-        mecanice

CAPITOLUL 3 MATERIALE METALICE NEFEROASE

3.1. Cuprul

Este un metal de culoare rosiatica, greu (d=8950 kg/m³ ), relativ greu fuzibil (Ttop=1083ºC ). Este maleabil, rezistent la coroziune atmosferica si are conductibilitate termica si electrica mare. Cuprul are rezistenta mica (Rm=2025daN/mm²), duritatea 40-50HB, plasticitate buna A=40%; turnabilitate mica.

3.2 Aliajele cuprului

Cuprul are doua categorii de aliaje: alame (aliaj al cuprului cu Zn si alte elemente ) si bronzuri (aliaj al cuprului cu Sn si alte elemente ).In fig. 3.1 se prezinta o clasificare a aliajelor de cupru.

Fig.3.1 Aliajele cuprului

3.2.1 Alamele pot fi: - deformabile (laminabile),

-          turnate,

-          pentru lipit ,

-          alame speciale.

Simbolizare

  1. Alamele deformabile se simbolizeaza CuZn, urmat de un numar care arata continutul de zinc, in %.In functie de continutul de zinc, ele se clasifica in trei grupe:

-          alame moi, care contin 1030%Zn;

-          alame pentru presare care contin 3040% Zn;

-          alame dure cu 4045%Zn.

Exemplu:CuZn20-alama cu 20%Zn;

CuZn36-alama pentru presare cu 36%Zn.

Utilizare: - alamele moi se folosesc la fabricarea tuburilor flexibile, a tevilor pentru serpentine, a cartuselor, a bijuteriilor, etc.;

- alamele pentru presare , sunt utilizate pentru obtinerea unor piese prelucrate prin aschiere (ex. Suruburi);

- alamele dure, se folosesc pentru obtinerea suruburilor si rotilor dintate.

  1. Alamele turnate sunt aliaje complexe in care alaturi de Zn (principalul element de aliere ) se mai introduc: Pb, Sn, Mn, Al, Fe, Ni.

Ele se simbolizeaza STAS 199/2-86, astfel: CuZn32Pb2-alama aliata cu 32%Zn si 2%Pb sau CuZn40Mn2-alama aliata cu 40%Zn si 2%Mn.

Utilizare: colivii de rulmenti, lagare, bucsi, armaturi, carcase, elemente de garnituri, etc.

3. Alamele pentru lipit, se utilizeaza la lipirea tablelor, tevilor din cupru, alame, bronzuri, oteluri si fonta.

Se simbolizeaza cu CuZnXLp, unde X reprezinta continutul de zinc si Lp- lipire. Aceste alame se livreaza sub forma de granule sau vergele. Exemplu: CuZn20Lp-alama pentru lipit cu 20%Zn.

Alamele speciale (CuZn40Mn2Al1..cuZn30Al5Fe3Mn2), utilizate la fabricarea pieselor care lucreaza pana la 300ºC, armaturi care lucreaza in apa dulce sau apa de mare, piese cu conductivitate electrica si termica buna.

In alame componenta ternara X asigura: Pb - micsorarea coeficientului de frecare; Mn si Fe - maresc rezistenta la rupere; Al-mareste duritatea si Sn - asigura o buna fluiditate si anticorozivitate.

3.2.2. Bronzurile

Sunt aliaje ale cuprului cu diferite elemente, ca: staniu, aluminiu, beriliu, plumb. Bronzurile au duritate mare, rezistenta mare la coroziune si proprietati elastice foarte bune.

Bronzurile obisnuite sunt aliaje cupru-staniu si sunt cele mai utilizate, pot fi grupate in bronzuri laminabile si bronzuri turnate.

A.     Bronzurile laminabile, se simbolizeaza astfel: CuSnX, unde X-reprezinta continutul de staniu, in procente. Aceste bronzuri au continuturi mici de staniu, intre 28%. Se folosesc sub forma de table, arcuri, membrane, etc. Exemplu : CuSn6-bronz laminabil, cu 6%Sn restul cupru.

B.     Bronzuri de turnatorie (CuSn14CuSn9Zn5, STAS197/76 ), sunt utilizate pentru aparatura hidraulica, ce lucreaza la presiuni mari fara socuri, melci si roti melcate solicitate puternic, lagare pentru material rulant, etc. Exemplu: CuSn9Zn5-bronz pentru turnare cu 9%Sn; 5%Zn restul cupru.

C.     Bronzuri speciale, la care componenta ternara X influenteaza in felul urmator: Mn-asigura elasticitate si rezistenta electrica buna; Pb-plasticitate si coeficient redus de frecare; Al-imbunatateste plasticitatea si turnabilitatea. Se folosesc pentru: angrenaje rezistente la coroziune, rotoare de pompa, instalatii de ultrasunete, duze, etc.

Retine:

-          cuprul metal de culoare rosiatica, greu, greu fuzibil cu conductivitate termica si electrica buna;

-          aliajul cuprului cu Zn se numeste alama;

-          aliajele cuprului cu Sn, Al, Be, Pb se numesc bronzuri;

-          alamele pot fi deformabile, turnate, pentru lipit si speciale;

-          bronzurile se pot prelucra prin laminare sau turnare.

Munca independenta:

  1. Identifica si explica simbolurile CuZn30;CuZn38Pb2Mn2; CuSn12.

Fig.piese

3.3. ALUMINIUL SI ALIAJELE SALE

3.3.1 Aluminiul este un metal de culoare alb argintie, usor (d=2700Kg/m³), care se topeste la 658ºC. Are conductibilitate termica si electrica buna.

Din punct de vedere magnetic este un metal paramagnetic. Aluminiul este rezistent la coroziune, deoarece prezinta fenomenul de pasivizare (in contact cu aerul formeaza o pelicula subtire,densa de oxid de aluminiu care-l protejeaza ulterior).

Aluminiul are rezistenta mecanica mai mica decat cuprul, este foarte moale (20-25HB), este plastic, nu rezista la vibratii mecanice si are rezistenta la oboseala mica.

Aluminiul este maleabil si ductil.

Aluminiul se foloseste la realizarea cablurilor electrice, industria autovehiculelor, navelor, avioanelor, industria chimica si alimentara, industria poligrafica, etc.

3.3.2 Aliajele aluminiului pot fi: binare, ternare sau complexe si se pot grupa in doua categorii:

  1. Aliaje de aluminiu pentru turnare SATS 201/2-80. Aliajele de aluminiu pentru turnatorie sunt aliaje Al-Cu cu 813%Cu, folosite pentru chiulase de motoare, piese pentru avioane Al-Cu-Zn cu 23%Cu si 10.12%Zn, aliaje Al-Si (silumin) folosite pentru pistoane la motoare si turnarea pieselor de forma complexa. Se mai folosesc aliaje in componenta carora intra: Ni, Fe, Si, Mg si Ti.

Simbolizare: ATSi5Cu3-aliaj de aluminiu de turnatorie cu 5%Si si 3%Cupru.

  1. Aliaje de aluminiu deformabile prin presare, pot fi grupate in:

-          aliaje anticorozive (aluminiu aliat cu cantitati mici de Mg si Mn), exemplu: anticorodalul folosit la fabricarea pieselor carora li se cere rezistenta la coroziune in mediul chimic, fara a li se cere insa rezistenta mecanica;

-          aliaje durificabile prin tratamente termice (aluminiu aliat cu elemente care formeaza compusi definiti). Dintre aliajele durificabile cele mai semnificative sunt: duraluminurile (care contin: aluminiu, cupru, magneziu, siliciu, mangan)

Retine:

- aluminiul este metal de culoare alb-argintie , usor fuzibil si usor din punct de vedere al greutatii,are conductibilitate termica si electrica buna;

- aliajele Al - Cu, Al- Cu - Zn, Al - Si sunt aliaje pentru turnare;

- anticorodalul - este aliaj format din Al - Mg - Mn;

- duraluminiu este aliaj format din Al+Cu+Mg+Si+Mn;

- siluminurile (ATSi5Cu3) sunt aliaje ale aluminiului cu Si.

3.4. Nichelul, cromul si aliajele lor

3.4.1. Nichelul

Nichelul este un metal de culoare alba-cenusie, cu densitatea 8900Kg/m³, rezistent la coroziunea atmosferica, temperatura de topire 1455ºC

Se foloseste pentru acoperirea otelurilor (nichelare) pe cale galvanica si la elaborarea aliajelor speciale.

3.4.2.Cromul

Cromul este metal de culoare alb-stralucitor, cu densitatea 7200Kg/m³, temperatura de topire 1920ºC. Se utilizeaza pentru acoperiri galvanice anticorozive si la fabricarea aliajelor.

3.4.3. Aliajele nichelului si cromului

Aliajele nichelului si cromului se utilizeaza in electrotehnica si se impart in doua grupe:

-          aliaje pentru rezistente de incalzire electrica, cromel, nicrom 1, nicrom 2, kantalul;

-          aliaje cu permeabilitate magnetica mare: permalloy cu 80%Ni si 20%Fe; supermalloy cu adaos de 20%Mo si se folosesc in telefonie si in tehnica curentilor slabi;

-          aliajele cu dilatare mica (pe baza de Ni) invarul, elinvarul si platinitul.

3.5. Plumbul, staniul si aliajele lor

3.5.1. Plumbul

Plumbul este un metal de culoare cenusie, cu densitate medie (d=11300Kg/m³ ), rezistent la actiunea numerosilor agenti chimici (apa, acizi, clor), usor fuzibil (Ttop=327ºC).Are conductivitate termica si electrica mica, este moale si ductil.

Plumbul se utilizeaza sub forma de tevi, table, in industria chimica, pentru conducte de apa potabila precum si la fabricarea acumulatoarelor.

3.5.2 Staniul

Staniul (cositorul), este un metal de culoare alb-argintie, cu densitate medie (d=7300Kg/m³), usor fuzibil (Ttop=232ºC) foarte moale si maleabil, rezistent la coroziune atmosferica si la actiunea alimentelor.

Staniul se utilizeaza la ambalarea alimentelor, pentru acoperirea anticoroziva a otelului (cositorire), la lipirea contactelor electrice si la fabricarea unor aliaje.

3.5.3.Aliajele plumbului si staniului

Aliajele cu baza de staniu si plumb se clasifica in:

-          aliaje antifrictiune;

-          aliaje de lipit;

-          aliaje usor fuzibile;

-          aliaje tipografice.

Aliajele antifrictiune trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

-          rezistenta la uzura si frecare;

-          coeficient de frecare mic;

-          o buna conductibilitate termica;

-          turnabilitate usoara;

-          temperatura de topire scazuta si cost de productie mic.

In componenta lor sunt doi constituenti : plastic (Sn-Pb) si dur (Sb). Denumirea aliajului se da dupa constituentul plastic majoritar.

Aceste aliaje se folosesc la turnarea cuzinetilor pe lagare de otel.Se simbolizeaza prin litera Y urmat de simbolul elementului principal din aliaj si o cifra care reprezinta continutul (in%) acestui element.Exemplu: YSn83-aliaj antifrictiune care contine 83%Sn, 11%Sb si 6%Cu.

Alte simboluri Y PbSn10; Y PbSn6Sb6; etc.

Aliaje de lipit se folosesc pentru lipituri moi. Aliajele cu mult staniu (90-95%) se folosesc pentru lipituri in industria alimentara si sanitara, iar cele cu 50-60% staniu se folosesc in electrotehnica.Simbol Lp30, Lp50, Lp60.

Lp30-lipitura avind 30% Sn, restul Pb .

Aliajele usor fuzibile, au punctul de topire sub 200ºC, se folosesc pentru lipituri fine in electrotehnica.

Aliajele tipografice, sunt aliaje plumb-stibiu sau aliaje plumb-stibiu-staniu.Trebuie sa aiba temperatura de topire scazuta, fluiditate foarte buna si rezistenta buna la uzura. Ele sunt nocive

-         

3.6. Zincul si aliajele sale

3.6.1. Zincul

Zincul este un metal de culoare alb albastruie, lucios, cu densitate medie (d=7100Kg/m³), usor fuzibil (Ttop=419ºC). Are conductivitate termica si electrica mica si este rezistent la coroziunea atmosferica, deoarece se acopera cu o pelicula protectoare de oxid de zinc.

Zincul pur se foloseste sub forma de table si benzi pentru elemente galvanice in industria electrotehnica si pentru clisee in industria poligrafica.

In stare topita se foloseste pentru acoperirea produselor din otel (zincat la cald).

3.5.2. Aliajele zincului

Aliajele zincului cu aluminiul se fabrica in doua clase :

-          aliaje cu 4%aluminiu;

-          aliaje cu 20% aluminiu, folosite pentru turnarea in cochilii ale ventilelor pentru pompe auto.

Aliajele de Zn+Al+Cu se numesc zamakuri folosite pentru turnarea sub presiune a armaturilor, a pieselor mici pentru jucarii, obiecte casnice, carcase de ceasornice, etc.

Retine:

-          zincul este metal usor fuzibil, cu conductivitate termica si electrica mica, rezistent la coroziune atmosferica;

-          zamakurile sunt aliaje ale Zn cu Al si Cu;

-          aliajele cu 20%Al se folosesc la obtinerea ventilelor pentru pompe auto.

. 3.7. Magneziul si aliajele sale

3.7.1.Magneziul

Este un metal de culoare alba stralucitoare, usor (d=1740Kg/m³), usor fuzibil (Ttop=650ºC). Incalzit in aer se aprinde, defect care poate fi corectat cu adausuri mici de Be. Are conductivitate termica si electrica mica (de cateva ori mai mica decat a metalelor conductibile Au, Ag, Cu).

3.7.2. Aliajele magneziului

Se cunosc aliaje ale magneziului pentru turnatorie si aliaje de magneziu laminabile. Cel mai important aliaj al magneziului este electronul (Mg+Al+Mn+Cu+Zn). Componenta X in aliajele de magneziu asigura: Mn-imbunatateste sudabilitatea si anticorozivitatea; Zn-plasticitatea; Al-mareste proprietatile mecanice.

Aliajele magneziului sunt utilzate in constructiile aeronautice, la autovehicule, pentru carcase de masini electrice, piese de aparate radio, de telefoane, etc.

Retine:

-          magneziul este un metal foarte usor si usor fuzibil cu conductibilitate termica si electrica mica;cel mai important aliaj este "electronul"

Munca independenta

  1. Indicati proprietatile mecanice si fizice ale plumbului, zincului si magneziului.
  2. Dati exemple de aliaje antifrictiune.
  3. Numeste aliajele utilizate in confectionarea rezistentelor de incalzire electrica.

Fisa de lucru

1.    Explica simbolurile :

Lp 30

Y Sn 70

2.    Enumera doua utilizari a staniului ,intalnite in viata cotidiana.

3.    Care este metalul considerat cel mai greu.

4.    Enumera principalele categorii de aliaje ale staniului si plumbului.

Solutii

1.    Lp30- aliaj pentru lipit cu 30 % staniu , restul plumb

Y Sn 70- aliaj antifrictiune cu 70 % staniu , restul stibiu si cupru

2.    - staniolul de la ciocolata

-       cutii de conserve

-       tubul de la pasta de dinti

3.    plumbul

4.    - aliaje antifrictiune

-       aliaje de lipit

-       aliaje usor fuzibile

-                aliaje tipograf

Test de evaluare

Subiectul I

Alege varianta corecta de raspuns :

1.       Identifica simbolul alamei :

a.   CuSn 6

b.  CuZn 20

c.   CuSn12Zn 2

2.       Otelurile carbon de calitate au simbolul :

a.    OLC 10

b.  OL 50

c.  OL37

Subiectul II

Explica urmatoarele materiale denumite sau simbolizate :

        permalloy cu 80%Ni si 20%Fe;

        Cu Zn 20

        YSn83

Subiectul III

In coloana A sunt enumerate metale si aliaje iar in coloana B produse. Scrieti asocierea dintre cifrele din coloana A si literele din coloana B.

Coloana A

Coloana B

1. Aluminiu

2.Fc 200

3.ARC 1

4.OL37

5. Fgn 250

a. rotoare de pompe de apa

b. batiul strungului

c. cornier

d. radiator

e. arcuri

Subiectul IV Completeaza spatiile libere din textul de mai jos:

a. Zamakuri folosite pentru turnarea sub presiune a ...(1)...

b. Alamele moi se folosesc la fabricarea..(2).. ..

Subiectul V

Stabiliti valoarea de adevar a enuntului de mai jos.Noteaza in dreptul lui litera A daca este adevarat sau litera F daca enuntul este fals :

Aluminiul are conductibilitate termica mica si se sudeaza usor.

Alama este un aliaj al cuprului cu zincul .

Solutii

Subiectul I

1-b

2-a

3-c

4-c

Subiectul II

Permalloy - aliaje cu permeabilitate magnetica mare cu 80%Ni si 20%Fe;

Cu Zn 20- alama cu 20% Zn , restul cupru;

YSn83-aliaj antifrictiune care contine 83%Sn, 11%Sb si 6%Cu

Subiectul III

1 - d

2 - b

3 - e

4 - c

5 - a

Subiectul IV

a.       1. armaturilor, a pieselor mici pentru jucarii, obiecte casnice, carcase de ceasornice, etc

b.      tuburilor flexibile, a tevilor pentru serpentine, a cartuselor, a bijuteriilor, etc.

Subiectul V

a - F

b - A

CAPITOLUL 4.

MATERIALE NEMETALICE SI MATERIALE COMPOZITE

4.1 Materiale anorganice.

4.1.1 Azbest

Azbestul face parte din categoria materialelor fibroase iar denumirea se refera la o grupa de produse minerale pe baza de bioxid de siliciu si oxid de aluminiu cu macrostuctura fibroasa. Dintre proprietati retinem:

        rezistenta mecanica;

        rezistenta la temperatura,

        conductivitatea termica redusa.

Fibra de azbest se livreaza pentru diferite aplicatii sub forma de snur, panza, panglica, hartie sau in amestec cu alte materiale, pentru garnituri de etansare sau ca material de frictiune (frane, ambreiaje etc.)

O extindere deosebita au capatat in ultimul timp materialele armate cu fibra, fibra tesuta si materiale stratificate.

4.1.2 Materiale de etansare

Etansarea se foloseste in constructia de masini pentru a se impiedica trecerea unui fluid oarecare (lichid, abur, gaz) prin spatiile mici existente in locurile unde se imbina piesele unui ansamblu. Materialele de etansare trebuie sa umple complet golul dintre piese si sa nu se deterioreze mecanic sub actiunea termica si chimica a fluidelor cu care vin in contact.

Dupa natura lor materiale de etansare pot fi: metalice si nemetalice.

  1. Materiale de etansare metalice: plumbul-folosit la imbinarea conductelor de canalizare, garnituri la flansele conductelor de lichide cu caracter acid, etc.; aluminiul, cuprul si otelul moale - folosite la fabricarea garniturilor pentru presiuni si temperaturi mari;
  2. Materiale de etansare nemetalice, cele mai folosite sunt :

-          canepa, inul, bumbacul si lana (materiale fibroase);

-          hartia, cartonul (materiale pe baza de celuloza );

-          snurul de azbest (materiale pe baza de azbest);

-          cauciucul (sub forma de placi, inele );

-          pielea tabacita;

-          clingheritul - placi din fibra de azbest si cauciuc cu armaturi interioare din plasa metalica.

4.1.3.Materiale abrazive

Materialele abrazive sunt materiale foarte dure, folosite sub forma de pulberi cu granule colturoase sau sub forma de produse (pietre abrazive, panze, hartii, emulsii abrazive, etc.) folosite pentru prelucrarea de finisare a pieselor metalice sau nemetalice (lemn).

Substantele abrazive propriu zise sunt materiale naturale sau sintetice sub forma de oxizi metalici sau carburi. Ele se clasifica in:

-          substante abrazive aluminoase: corindonul, electrocorindonul, smirghelul,

-          substante abrazive silicioase: cremenea, nisipul cuartos, gresiile, diatomitul calcinat, sticla pisata si cuartul;

-          substante abrazive pe baza de carbon: diamantul negru, carborundul, carbura de bor.

Substantele abrazive se folosesc sub forma de produse, iar granulele abrazive sunt legate printr-un liant.

M A T E R I I P R I M E S I M A T E R I A L E

Completeaza aritmogrifele, dupa ce citesti cu atentie definitiile. Foloseste-te de verticala data.

 

M

 

 

E

 

T

 

A

 

 

L

 

I

 

C

 

 

E

 

1. Metal folosit in aeronautica.

2. Din ele se extrag metalele.

3. Contine pana la 2% carbon.

4. Rezulta din furnal.

5. Materiale combinate.

6. Nu rugineste.

7. Metal ce straluceste pe ghidonul bicicletei.

8. Component de baza al aliajelor feroase.

 

P

 

 

L

 

 

A

 

S

 

 

T

 

 

I

 

C

 

 

E

 

1. Molecule lungi formate din multe copii ale aceleiasi molecule de baza numite monomer.

2. Material transparent folosit la fabricarea ambalajelor.

3. Din acest material se confectioneaza produse ornamentale.

4. Cu acest tip de material se izoleaza termic si fonic cladirile.

5. Material cu stabilitate la temperatura folosit la fabricarea vaselor de bucatarie.

6. Care se aprinde usor.

7. Nu e rece.

8. Material ce substituie sticla ferestrelor.

C

 

 

A

 

 

U

C

 

 

I

 

 

U

 

 

C

 

1. Proprietatea unui corp de a se deforma fara a reveni la forma initiala.

2. Seva arborelui de cauciuc.

3. Tratare a cauciucului brut prin incalzire cu sulf.

4. Proprietatea cauciucului de a se deforma si de a reveni la forma initiala.

5. Nu este natural.

6. Primul tip de cauciuc descoperit de om.

7. Obiecte din cauciuc pentru copii

S

T

 

I

 

 

C

 

 

L

 

 

A

 

1. Proprietate ce determina utilizarea sticlei in optica.

2. Paharele din acest tip de sticla sunt foarte apreciate.

3. Proprietate a sticlei de a se sparge usor.

4. Nu are nici o culoare.

5. Materii prime auxiliare care determina culoarea sticlei.

6. Apreciate vase de gatit, din sticla

P

 

 

R

 

 

O

 

 

P

 

 

R

 

 

I

 

 

E

 

T

 

 

A

 

 

T

 

 

I

 

1. Proprietatea unui material de a absorbi umiditatea din aer.

2. Datorita acestei proprietati corpurile isi maresc volumul prin incalzire.

3. Unele materiale metalice pot fi identificate si pe baza acestei proprietati fizice.

4. Proprietate caracteristica sticlei.

5. Proprietatea corpurilor solide de a se opune patrunderii in masa lor a altui corp.

6. Aceasta proprietate fizica confera stralucire.

7. Pe baza acestei proprietati tehnologice se pot obtine foi subtiri.

8. Aceasta proprietate tehnologica permite tragerea in fire subtiri.

9. Proprietate fizica exprimata prin raportul dintre masa si volum.

10. Proprietatea corpurilor de a reveni la forma initiala dupa incetarea fortei care a actionat asupra lor.

11. Proprietatea corpurilor de a-si modifica forma sub actiunea unei forte si de a ramane deformate.

Barem de coerectare

 

A

L

U

M

I

N

I

U

 

 

M

I

N

E

R

E

U

R

I

 

O

T

E

L

 

F

O

N

T

A

 

 

A

L

I

A

J

E

 

I

N

O

X

I

D

A

B

I

L

 

N

I

C

H

E

L

 

 

F

I

E

R

 

 

P

O

L

I

M

E

R

I

 

 

P

O

L

I

E

T

I

L

E

N

A

 

B

A

C

H

E

L

I

T

A

 

P

O

L

I

S

T

I

R

E

N

 

 

T

E

F

L

O

N

 

 

I

N

F

L

A

M

B

I

L

 

C

A

L

D

 

 

 

 

 

 

P

L

E

X

I

G

L

A

S

 

T

R

A

N

S

P

A

R

E

N

T

A

C

R

I

S

T

A

L

 

F

R

A

G

I

L

I

T

A

T

E

 

 

I

N

C

O

L

O

R

A

 

 

C

O

L

O

R

A

N

T

I

 

 

Y

E

N

A

 

P

L

A

S

T

I

C

I

T

A

T

E

 

 

L

A

T

E

X

 

 

V

U

L

C

A

N

I

Z

A

R

E

E

L

A

S

T

I

C

I

T

A

T

E

 

 

S

I

N

T

E

T

I

C

 

 

N

A

T

U

R

A

L

 

 

J

U

C

A

R

I

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

I

G

R

O

S

C

O

P

I

C

I

T

A

T

E

 

 

D

I

L

A

T

A

R

E

 

 

C

U

L

O

A

R

E

 

 

T

R

A

N

S

P

A

R

E

N

T

A

 

 

D

U

R

I

T

A

T

E

 

 

L

U

C

I

U

 

 

M

A

L

E

A

B

I

L

I

T

A

T

E

 

D

U

C

T

I

L

I

T

A

T

E

 

 

D

E

N

S

I

T

A

T

E

 

 

E

L

A

S

T

I

C

I

T

A

T

E

 

 

P

L

A

S

T

I

C

I

T

A

T

E

 


Document Info


Accesari: 4407
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.

 


Copyright Contact (SCRIGROUP Int. 2014 )