Методические рекомендации по выполнению практических работ по дисциплине Материаловедение. Раздел "Чёрные металлы"

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Иркутской области

 «Иркутский техникум речного и автомобильного транспорта»

Методические рекомендации

 по выполнению практических работ

по дисциплине Материаловедение

Раздел «Чёрные металлы»

для специальности  23.02.03 Техническое обслуживание

и ремонт автомобильного транспорта

 (базовый уровень)

Иркутск

Медведева Любовь Васильевна Методические рекомендации  по выполнению практических работ по дисциплине Материаловедение. Раздел «Чёрные металлы». – Иркутск: ГБПОУ ИО  «Иркутский техникум речного и автомобильного транспорта», 2018 г. – 26 с.

Методические рекомендации предназначены для обучающихся УЗ СПО по специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, а так же других специальностей технического профиля, изучающих в рамках ППССЗ дисциплину «Материаловедение».

Содержание

	Стр.
Введение	4
Практическая работа №1. Классификация чугунов по их маркировке	5
Практическая работа №2. Составление схемы "Классификация сталей: по химическому составу, по назначению, по качеству, по степени раскисления."	8
Практическая работа №3. Классификация сталей по их маркировке	10
Практическая работа №4. Подбор материалов для изготовления деталей автомобилей.	13
Приложения	15
Использованная литература	26

Введение

Выполнение практических работ является одной из основных форм работы по дисциплине «Материаловедение».

В результате освоения раздела «Чёрные металлы» в соответствии с ФГОС и учебной программой по «Материаловедению» обучающийся должен уметь:

-         выбирать материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения;

-      давать характеристику сплавам по их маркировке;

 должен знать:

-         строение и свойства машиностроительных материалов;

-         методы оценки свойств машиностроительных материалов;

-         области применения материалов;

-         классификацию и маркировку основных материалов.

Время выполнения каждой практической работы 2 часа.

 Форма предоставления отчёта – рабочая тетрадь.

Критерии оценки выполнения практических работ:

- правильность и полнота выполнения задания;

- правильность устных ответов на контрольные вопросы.

Оценка «5» (отлично):

- задание выполнено правильно в полном объёме (допустима 1 ошибка), даны правильные ответы на вопросы.

Оценка «4» (хорошо):

- задание выполнено в полном объёме, допущено не более двух ошибок, даны правильные ответы на вопросы.

- задание выполнено в полном объёме, допущена одна ошибка в ответах на вопросы.

- задание выполнено в полном объёме, допущено 1 ошибка в задании, одна в ответах на вопросы.

Оценка «3» (удовлетворительно):

- задание выполнено в неполном объёме (70-80%),

- задание выполнено в полном объёме, допущено не более 3 ошибок , в том числе не более 1 ошибки в ответах на вопросы.

Работа возвращается на доработку:

- задание выполнено в объёме менее 70 %, допущено более 3 ошибок.

Практическая работа №1

Классификация чугунов по их маркировке

 Цель: давать характеристику сплавам по их маркировке, знать классификацию и маркировку основных материалов, строение и свойства машиностроительных материалов, области применения материалов.

Задание: по марке чугуна дать классификацию сплаву.

Теоретический материал

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором углерода находится свыше 2 %. Промышленное применение имеет чугун с содержанием угле­рода от 2 до 4,3 %. Этот дешевый машиностроительный мате­риал служит для изготовления отливок и является исходным продуктом для выплавки стали. 

 В чугуне содержатся также постоянные примеси кремния, марганца, серы и фосфора.

Кремний увеличивает жидкотекучесть, способствует разло­жению цементита (с выделением углерода в виде графита) и получению серого чугуна. В белом чугуне кремния содержится не более 2 %, а в сером от 1 до 4 %.

Марганец препятствует графитизации, образуя с углеродом карбиды Мп₃С, способствует получению белого чугуна. По­этому в белых чугунах марганца содержится от 1 до 3 %, а в серых не более 1,3 %

Сера является вредной примесью. Она понижает прочность, увеличивает хрупкость, ухудшает литейные свойства чугуна, так как придает ему пузырчатость и густотекучесть. Повышен­ное содержание серы вызывает красноломкость. Сера перехо­дит в чугун в основном из топлива и в небольших количествах из руды. В чугуне серы должно быть не более 0,08%.

Фосфор понижает прочность и увеличивает хрупкость чу­гуна. Повышенное содержание фосфора вызывает хладнолом­кость металла. Содержание фосфора в чугунах, предназначен­ных для изготовления ответственных отливок, должно быть не более 0,2%. Одновременно фосфор улучшает литейные свой­ства чугуна, так как уменьшает усадку и увеличивает жидко­текучесть металла, а следовательно, способствует лучшему за­полнению формы. Это позволяет получить из чугуна с повы­шенным содержанием фосфора тонкие отливки с чистой  и гладкой поверхностью, что очень важно для художественного литья.

Углерод в чугуне может находиться либо в химиче­ском соединении с железом — в виде карбида железа Fe₃C (цементита), либо в свободном состоянии — в виде частиц графита. Механические и химические свойства чугуна  зависят от формы и состояния углерода, а так же содержания легирующих элементов. Виды, свойства и маркировка чугунов указана в таблице 1.

Таблица 1.  Виды чугунов

	Наименование	Свойства	Маркировка
1	Белый (передельный)	Высокая твёрдость, не обрабатывается, идёт на переплавку в сталь.	------
2	Серый	Невысокая твёрдость, высокая хрупкость, низкая пластичность, хорошо обрабатывается резанием	СЧ σР - σиз  * СЧ 12-28, СЧ 21-40
3	Ковкий	Получают отжигом из белого или серого, низкая твёрдость, высокая вязкость и коррозийная стойкость	КЧ σР - % уд. КЧ 30-6,  КЧ56-4
4	Модифицированный	Получают из СЧ добавлением модификаторов. Повышенная прочность, низкая хрупкость.	СМЧ σР - σиз  СМЧ 28-48, СМЧ 40-60
5	Высоко- прочный	Получают из СЧ добавлением магния, церия, висмута. Имеет повышенные механические свойства.	ВЧ σР - % уд. ВЧ 50-7, ВЧ 45-5
6	Антифрик-ционный	Низкий коэффициент трения, пористый. Получают из СЧ, КЧ, ВЧ.	АЧС(К, В) - № марки АЧС-2, АЧК- 2
7	Легированный	Высокая прочность, твёрдость, износостойкость, коррозийная стойкость	ЧН15Д7Х2 – чугун легированный хром 2%, медь 7%, никель 15 %.
8	Жаростой-кий	Стойкость к окислению при высоких температурах	ЖЧС5,5 – жаростойкий чугун кремния 5,5%

* σ_Р (кг/мм²) – предел прочности на растяжение, σ_из (кг/мм²) – предел прочности на изгиб, % уд. – процентное удлинение.

Чугун самый дешевый машиностроительный мате­риал. Служит для изготовления деталей литьём и является исходным продуктом для выплавки стали. Применение чугунов приведено в приложении А.

Интернет-источники:

1.         Марочник стали и сплавов. Форма доступа: http://www.splav-kharkov.com/choose_type.php

2.        МАШ.ИНФОРМ.РУ. Форма доступа: http://mashinform.ru/marochnik/chugun.html

3.        Центральный металлический портал. Форма доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/chu

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Выписать марки чугунов в соответствии со своим вариантом.  Указать вид чугуна, его механические характеристики, применение.

Варианты заданий
№1	№2	№3	№4	№5
СЧ 12-28 СМЧ 36-56 ВЧ 38-17 ЧНХТ КЧ 30-6 ЖЧН15Д7Х2 АЧС-1	КЧ 35-10 СМЧ 40-60 АЧК-1 ЧН1ХМД СЧ 15-32 ВЧ 42-12 ЖЧНХТ	СЧ 18-36 ВЧ 45-5 ЖЧН1ХМД КЧ 37-12 АЧВ-1 ЧН15Д7Х2 СМЧ 44-64	КЧ 45-6 ВЧ 100-4 АЧС-3 ЖЧС 5.5 СЧ 24-44 СМЧ 32-52 ЧНХТ	АЧК-2 КЧ 60-3 ЖЧН1ХМД СЧ 21-40 ЧНХ2Д ВЧ 80-3 СМЧ 35-56
№6	№7	№8	№9	№10
КЧ 35-10 СМЧ 35-56 ЧН15Д7Х2 СЧ 12-28 АЧВ - 2 ЖЧС 5.5 ВЧ 50-2	КЧ 33-8 СМЧ 36-56 АЧС-6 СЧ 15-32 ВЧ 60-2 ЖЧС 5.5 ЧН1ХМД	КЧ 35-10 АЧК - 1 ЖЧНХТ СЧ 18-36 СМЧ 36-56 ВЧ 70-3 ЧН15Д7Х2	СМЧ 40-60 АЧВ-1 ЧНХТ СЧ 24-44 КЧ 50-4 ВЧ 120-4 ЖЧН15Д7Х2	АЧС-4 СМЧ 44-64 ЧН1ХМД СЧ 21-40 ЖЧС 5.5 КЧ 63-2 ВЧ 45-5
№11	№12	№13	№14	№15
СЧ 12-28 СМЧ 36-56 АЧС-4 ЧН1ХМД КЧ 45-6 ВЧ 80-3 ЖЧНХТ	КЧ 35-10 СМЧ 40-60 ВЧ 38-17 ЧНХТ АЧС-6 ЖЧНХТ СЧ 12-28	КЧ 35-10 СМЧ 40-60 ВЧ 38-17 ЧНХТ АЧС-6 ЖЧНХТ СЧ 12-28	КЧ 45-6 СМЧ 32-52 ВЧ 100-4 ЖЧН1ХМД АЧВ-1 СЧ 15-32 ЧН1ХМД	АЧК-2 КЧ 60-3 ЧН15Д7Х2 ВЧ 60-2 СЧ 18-36 КЧ 50-4 ЖЧН15Д7Х2

3. Заполнить таблицу отчёта.

Марка	Классификация	Применение
КЧ 70-2	Ковкий чугун, 70 кгс/мм2 – предел прочности на растяжение,  2 % удлинение	Изготовление отливок, работающих в условиях динамических нагрузок.
…..

Контрольные вопросы.

1. Каким способом выплавляется чугун? Что входит в состав шихты?

2. Перечислить основные примеси в чугуне.  На что они влияют?

3. Какое минимальное количество углерода содержит чугун? В какой форме может быть углерод в чугуне?

4. Какой чугун идёт на переплавку в сталь? Почему?

5. Какой термической обработке подвергается чугун?

Практическая работа №2

Составление схемы "Классификация сталей: по химическому составу, по назначению, по качеству, по степени раскисления"

Цель: давать характеристику сплавам по их маркировке, знать строение и свойства машиностроительных материалов, классификацию и маркировку основных материалов.

Задание: изучить общую классификацию сталей, составить структурные схемы классификаций.

Теоретический материал

Сталью называется железоуглеродистый сплав, в котором содержится углерода до 2 % Как и чугун, сталь содержит также постоянные примеси (кремний, марганец, серу и фосфор), но в меньших количествах, что способствует улучшению механи­ческих и технологических свойств металла. Кремний (до 0,5%) и марганец (до 0,7%) не оказывают существенного влияния на свойства стали. Сера вызывает крас­ноломкость, т. е. хрупкость стали при высоких температурах, понижает пластичность и прочность стали, коррозионную стойкость и износостойкость. Фосфор вызывает хладноломкость, т. е. хрупкость стали при понижен­ных температурах. Сталь хорошо сва­ривается, куется, прокатывается, обрабатывается резанием и поэтому является основным материалом в промышленности

Сталь выплавляют из чугуна и лома черных металлов, из ко­торых удаляют некоторое количество углерода и других при­месей. В настоящее время существуют три способа производства стали: конвертерный, мартеновский и электриче­ский.

Классификация стали. Сталь классифицируют по хи­мическому составу, назначению, качеству и степени раскисления.

По химическому составу сталь делится на углероди­стую и легированную.

Углеродистая сталь кроме железа и углерода содержит только обычные примеси: кремний (до 0,37 %), марганец (до 0,8 %), сера (0,06 %) и фосфор (до 0,07%).

Легированные стали  кроме обычных примесей содержат ле­гирующие элементы (хром, никель, вольфрам и др.), по­вышающие физические, химические и механические свой­ства. Сталь также будет легированной, если содер­жание в ней кремния   0,5 %, а марганца больше 1 %. В марке стали указывается буквенное обозначение содержащихся легирующих элементов и среднее процентное содержание. Влияние легирующих элементов на свойства стали и их буквенное обозначение приведены в приложении Б.

По назначению стали делятся на: конструкционные (общего назначения), идущие на изготовление деталей машин, приборов и элементов строительных конструкций; инструментальные, предназначенные для изготовления режущего, измерительного, штампового и другого ин­струмента; стали специального назначения (нержаве­ющие, жаростойкие, жаропрочные, с высокой магнитной проницаемостью и др.).

По качеству стали подразделяются на стали обыкно­венного качества (в марке указываются буквы Ст), качественные, высококачественные (в конце марки таких сталей ставится буква А). Основным пока­зателем качества стали является наличие вредных примесей (серы, фосфора, кисло­рода, азота и др.). Чем меньше в стали вредных приме­сей, тем качество ее выше. Cтали обыкновенного качества содержат до 0,06  % серы и 0,07% фосфора, качественные — не более 0,04 % серы и 0,035 % фосфора, высококачественные — не более 0,025 % серы и 0,025 % фосфора.

По степени раскисления стали разделяют на кипящие (в конце марки указывается буквы кп), полуспокойные (пс) и спокойные. Углеродистые стали могут выплавляться кипящими, полуспокойными и спокойными, а ле­гированные — только спокойными.

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Заполнить структурную схему классификации сталей.

Контрольные вопросы.

1. Какие примеси содержит углеродистая и легированная стали?

2. Укажите применение конструкционных сталей.

3. Укажите применение инструментальных сталей.

4. От чего зависит качество стали?

5. Как обозначается сталь обыкновенного и высокого качества?

Практическая работа №3

Классификация сталей по их маркировке

Цель: давать характеристику сплавам по их маркировке, знать строение и свойства машиностроительных материалов, классификацию и маркировку основных материалов.

Задание: по марке стали  дать классификацию сплаву.

Теоретический материал

 

Пример: ВСт2пс – сталь углеродистая, конструкционная, обыкновенного качества, полуспокойная, группа В, 2 марка.*

У13А – сталь углеродистая, инструментальная, высококачественная, спокойная, 1,3% углерода.

* Группа А в марке не указывается.

 

Пример: 45Г2 – сталь легированная, конструкционная*, качественная, спокойная **, 0,45% углерода, марганца около 2%***.

8Х3 – сталь легированная, инструментальная, качественная, спокойная, 0,8% углерода, хрома около 3%.

Р2М5 – сталь легированная, инструментальная быстрорежущая, спокойная, вольфрама 2%, молибдена 5%.

* если в начале марки двузначное число - конструкционная, однозначное число – инструментальная.

** все легированные стали спокойные, в марке не указывается

*** буквенное обозначение легирующих элементов в приложении Б.

Интернет-источники:

1.     Марочник стали и сплавов. Форма доступа: http://www.splav-kharkov.com/choose_type.php

2.     МАШ.ИНФОРМ.РУ. Форма доступа: http://mashinform.ru/marochnik/chugun.html

3.     Центральный металлический портал. Форма доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/chu

Ход работы

1. Повторить теоретический материал к практической работе №2, изучить  структурные схемы маркировки сталей.

2. Выписать марки сталей в соответствии со своим вариантом, классифицировать, указать применение (приложение В и Интернет-источники).

Варианты заданий
№1	№2	№3	№4	№5
ВСт3кп Р6М5К5 У7А 9ХФ 08 09Г2	60 10Г2С1Д БСт3Гпс У9 Р10К5Ф5 4ХС	65Г 10ХСНД Ст3 У10А Р9К5 4Х5В2ФС	У11 БСт3Гпс 4ХВ2С 70Г Р6М3 15ХМ	У8Г Р18К5Ф2 4ХВ2С 40 40ХС Ст0
№6	№7	№8	№9	№10
У13А 10 Ст3пс 09Г2С Р9Ф5 Х6ВФ	20 У12 Р14Ф4 ВСт3Гпс 9Х5ВФ 50Г2	Ст2кп 7ХГ2ВН У9А Р18Ф2 38ХА 35	58 30ХРА Р9К10 БСт4 ХВСГ У8Г	БСт0 55 15ХА У8ГА 9ХС Р9М4К8
№11	№12	№13	№14	№15
БСт3Гпс 08 10ХСНД 4ХВ2С У8ГА Р9Ф5	ВСт3кп 09Г2 60 У10А Р18К5Ф2 Х6ВФ	БСт3Гпс У7А 10Г2С1Д 70Г 4ХВ2С Р14Ф4	Ст3 9ХФА У9 65Г Р9К5 40ХС	Ст3пс Р6М5К5 4Х5В2ФС У11А 40 09Г2С

3.     Заполнить таблицу отчёта

4.      

Марка	Классификация	Применение
38ХА	Сталь легированная, конструкционная, высококачественная, спокойная, 0,38 % углерода, хрома - около 1 %	Для зубчатых колёс, работающих на средних скоростях при средних давлениях.
…

Контрольные вопросы.

1. Какое максимальное количество углерода может содержать сталь?

2. Как влияет углерод на свойства стали?

3. Перечислить основные примеси в стали.

4. Перечислить способы выплавки стали.

5. Где применяется быстрорежущая сталь?

Практическая работа №4

Подбор материалов для изготовления деталей автомобилей

Цель: выбирать материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения, давать характеристику сплавам по их маркировке, строение и свойства машиностроительных материалов, области применения материалов, классификацию и маркировку основных материалов.

Задание: используя справочные материалы, подобрать  марки черных металлов для изготовления деталей автомобилей.

Теоретический материал

Углеродистые качественные стали широко распространены в автомобильной промышленности для изготовления ответственных автомобильных деталей, а также в ремонтном производ­стве при изготовлении приспособлений и нестандартного оборудования. Кроме того, знание материалов, из которых изготовлены автомо­бильные детали, необходимо ремонтникам при выборе оптимальных ва­риантов технологических процессов и маршрутов их восстановления.

Низколегированные стали (ГОСТ 19282-73) обычно содержат до 0,25% недефицитных, но достаточно сильно действующих легирующих элементов. Использование этих сталей вместо углеродистых позволяет уменьшить массу и сечение деталей при обеспечении прежних или более высоких механических качеств. По сравнению с качественными углеро­дистыми сталями зти стали отличаются повышенной прочностью, износо­стойкостью, коррозионной стойкостью благодаря увеличенному содер­жанию в них марганца, хрома, меди, других присадок. Вместе с тем они обычно дешевле легированных сталей, поэтому использование их в ав­тостроении с годами увеличивается. Применение сталей в отечественном автомобилестроении приведено в приложении Г.

Как в автомобильной промышленности, так и в АРП возможны случаи временного отсутствия тех или иных марок ста­лей. В приложении Д приводятся рекомендации по замене рас­пространенных марок сталей.

Интернет-источник: Акрос Сталь/ справочник. Форма доступа http://acrossteel.ru/sprav_steel_11.html.

 Ход работы

1.       Изучить теоретический материал, ознакомиться со справочным материалом.

2.       В соответствии с маркой автомобиля, указанном в  варианте задания, заполнить  таблицу отчёта.

Варианты заданий
№1	№2	№3	№4	№5
ГАЗ	ВАЗ	ЗИЛ	МАЗ	КамАЗ

Материалы деталей автомобиля марки ….

Деталь	Марка	Расшифровка	Возможная замена марки
1. Картер коробки передач
2. Коленчатый вал
3Трубы карданных передач
4 ……

Контрольные вопросы.

1.     Какие марки чугунов наиболее широко используются при изготовлении деталей отечественных автомобилей?

2.     Какие марки сталей наиболее широко используются при изготовлении деталей отечественных автомобилей?

3.     Какие легирующие элементы используются в легированных автомобильных сталях?

4.     В чём преимущество замены углеродистых конструкционных сталей на низколегированные конструкционные?

Приложение А

Применение чугунов

Приложение Б

Легирующие элементы в чёрных сплавах

Для легирующих элементов, вводимых в сталь, приняты следующие условные  буквенные  обозначения:  А — азот,  Б — ниобий,   В — вольфрам,   Г — марганец,  Д — медь,   Е — селен,  К—кобальт,   Л — бериллий,   М—молибден,   Н — никель,  П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т —титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий.

Легирующие  элементы  оказывают   различное   влияние  на свойства стали.

Хром, один из основных легирующих элементов, повышает прочность, твердость, коррозионную стойкость стали, а при по­вышенном содержании делает сталь нержавеющей, жаропроч­ной и обеспечивает стойкость магнитных свойств.

Никель придает стали высокую прочность, пластичность, кор­розионную стойкость и ударную вязкость.

Вольфрам увеличивает твердость  и  красностойкость стали.

Молибден повышает прочность, упругость, красностойкость, окалиностойкость и коррозионную стойкость стали.

Кобальт увеличивает жаропрочность, магнитные свойства и ударную вязкость стали.

Ванадий повышает твердость и прочность стали, измельчает зерно.

Титан увеличивает прочность и плотность стали, измельчает зерно, улучшает коррозионную стойкость.

Марганец увеличивает прочность, твердость и износостой­кость стали.

Кремний повышает прочность, упругость, кислотостойкость, окалиностойкость и жаропрочность стали. 

Ниобий и медь улучшают коррозионную стойкость стали)

Различают низколегированные стали (до 5 % легирующих элементов), среднелегированные (от 5 до 10%) и высоколеги­рованные (свыше 10%).

Приложение В

Применение сталей

Углеродистая конструкционная сталь

08кп, 10	Детали, изготовляемые холодной штамповкой и холодной высадкой, трубки, прокладки, крепеж, колпачки. Цементуемые и цианируемые детали, не требующие высокой прочности сердцевины (втулки, валики, упоры, копиры, зубчатые колеса, фрикционные диски)
15, 20	Малонагруженные детали (валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни). Тонкие детали, работающие на истирание, рычаги, крюки, траверерсы, вкладыши, болты, стяжки и др.
30, 35	Детали, испытывающие небольшие напряжения (оси, шпиндели, звездочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы)
40, 45	Детали, от которых требуется повышенная прочность (коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, распределительные валы, маховики, зубчатые колеса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки, прокатные валки и др.)
50, 55	Зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры и др. Применяют после закалки с высоким отпуском и в нормализованном состоянии
60	Детали с высокими прочностными и упругими свойствами (прокатные валки, эксцентрики, шпиндели, пружинные кольца, пружины и диски сцепления, пружины амортизаторов). Применяют после закалки или после нормализации (крупные детали)

Легированная конструкционная сталь

09Г2	Для деталей сварных конструкций, изготовляемых из листов. Обрабатывается резанием удовлетворительно
09Г2С	Для паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре -70 - +450 °С; для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении. Хорошо свариваются. Обрабатываются резанием удовлетворительно
10ХСНД	Для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в судостроении, вагоностроении
15ХСНД	Для деталей вагонов, строительных свай, сложных профилей в судостроении. Обладает повышенной коррозионной стойкостью
15ГФ	Для листовых сварных конструкций в вагоностроении. Обеспечивает высокое качество сварного шва. Штампуемость удовлетворительная
15Х	Пальцы поршневые, валы распределительные, толкатели, крестовины карданов, клапаны, мелкие детали, работающие в условиях износа при трении. Хорошо цементуется
20Х	Кулачковые муфты, втулки, шпиндели, направляющие планки, плунжеры, оправки, копиры, шлицевые валики и др.
40Х	Для деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях (зубчатые колеса, шпиндели и валы в подшипниках качения, червячные валы)
45Х, 50Х	Для крупных деталей, работающих на средних скоростях при небольших давлениях (зубчатые колеса, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные и шлицевые валы). Обладают высокой прочностью и вязкостью
38ХА	Для зубчатых колес, работающих на средних скоростях при средних давлениях
45Г2, 50Г2	Для крупных малонагруженных деталей (шпиндели, валы, зубчатые колеса тяжелых станков)
18ХГТ	Для деталей, работающих на больших скоростях при высоких давлениях и ударных нагрузках (зубчатые колеса, шпиндели, кулачковые муфты, втулки и др.)
20ХГР	Для тяжелонагруженных деталей, работающих при больших скоростях и ударных нагрузках
15ХФ	Для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы и др.)
40ХС	Для мелких деталей высокой прочности
40ХФА	Для ответственных высокопрочных деталей, подвергаемых закалке и высокому отпуску; для средних и мелких деталей сложной конфигурации, работающих в условиях износа (рычаги, толкатели); для ответственных сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках
35ХМ	Для валов, деталей турбин и крепежа, работающих при повышенной температуре
45ХН, 50ХН	Аналогично применению стали 40Х, но для деталей больших размеров

Легированная (коррозионностойкая) конструкционная сталь

20Х13, 08Х13, 12Х13, 25Х13Н2	Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах
30Х13, 40Х13, 08Х18Т1	Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость)
06ХН28МТ	Для сварных конструкций, работающих в средне агрессивных средах (горячая фосфорная кислота, серная кислота до 10% и др.)
14X17H2	Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами
95Х18	Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа
08X17T	Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже - 20 °С
15X25T, 15Х28	Аналогично стали 08X17T, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температурах от - 20 до 400 °С (15Х28 - для спаев со стеклом)
20Х13Н4Г9, 10Х14АГ15, 10Х14Г14НЗ	Заменитель сталей 12X18H9, 17Х18Н9 для сварных конструкций
09Х15Н8Ю, 07X16H6	Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю - для уксуснокислых и солевых сред
08X17H5M3	Для деталей, работающих в сернокислых средах
20X17H2	Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах
10Х14Г14Н4Т	Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196 °С
12Х17Г9АН4, 15Х17АГ14 03Х16Н15МЗБ, 03X16H15M3	Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12X18H9,12Х18Н10Т) Для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте
15Х18Н12С4ТЮ	Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте
08X10H20T2	Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде
04X18H10, 03X18H11, 03X18H12, 08X18H10, 12X18H9, 12X18H12T, 08X18H12T, 06X18H11	Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах
12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ	Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80 °С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55 %-я уксусная и фосфорная кислоты)
09Х16Н4Б	Для высокопрочных штампосварных конструкций и деталей, работающих в контакте с агрессивными средами
07Х21Г7АН5	Для сварных конструкций, работающих при температурах до - 253 °С и в средах средней агрессивности
03Х21Н21М4ГБ	Для сварных конструкций, работающих в горячей фосфорной кислоте, серной кислоте низких концентраций при температуре не выше 80 °С, азотной кислоте при температуре до95°С
ХН65МВ	Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в серно- и солянокислых растворах, в уксусной кислоте
Н70МФ	Для сварных конструкций, работающих при высоких температурах в соляной, серной, фосфорной кислотах и других средах восстановительного характера

Углеродистая инструментальная сталь

У7, У7А	Для обработки дерева: топоров, колунов, стамесок, долот. Для пневматических инструментов небольших размеров: зубил, обжимок, бойков. Для кузнечных штампов. Для игольной проволоки. Для слесарно-монтажных инструментов: молотков, кувалд, бородок, отверток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек и др.
У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А	Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. Для обработки дерева: фрез, зенковок, поковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых. Для накатных роликов, плит и стержней для форм литья под давлением оловянно-свинцовистых сплавов. Для слесарно-монтажных инструментов: обжимок для заклепок, кернеров, бородок, отверток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек. Для калибров простой формы и пониженных классов точности. Для холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в т. ч. для часов и т. д.
У10А, У12А	Для сердечников.
У10, У10А	Для игольной проволоки.
У10, У10А, У11, У11А	Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки. Для обработки дерева: пил ручных поперечных и столярных, пил машинных столярных, сверл спиральных. Для штампов холоднел штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению. Для калибров простой формы и пониженных классов точности. Для накатных роликов, напильников, шаберов слесарных и др. Для напильников, шаберов. Для холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в т. ч. для часов и т. д.
У12, У12А	Для метчиков ручных, напильников, шаберов слесарных. Штампов для холодной штамповки обрезных и вырубных небольших размеров и без переходов по сечению, холодновысадочных пуансонов и штемпелей мелких размеров, калибров простой формы и пониженных классов точности.
У13, У13А	Для инструментов с пониженной износостойкостью при умеренных и значительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки); напильников, бритвенных лезвий и ножей, острых хирургических инструментов, шаберов, гравировальных инструментов.

Легированная (рессорно-пружинная) конструкционная  сталь

60С2, 60С2А	Для рессор из полосовой стали толщиной 3 - 16 мм и пружинной ленты толщиной 0,08 - 3 мм; для витых пружин из проволоки диаметром 3 - 16 мм. Обрабатываются резанием плохо. Максимальная температура эксплуатации 250 °С
70СЗА	Для тяжелонагруженных пружин ответственного назначения. Сталь склонна к графитизации
50ХГ, 50ХГА	Для рессор из полосовой стали толщиной 3 - 18 мм. Обрабатывается резанием плохо
50ХФА, 50ХГФА	Для ответственных пружин и рессор, работающих при повышенной температуре (до 300 °С); для пружин, подвергаемых многократным переменным нагрузкам
60C2XA	Для крупных высоконагруженных пружин и рессор ответственного назначения
60C2H2A, 65C2BA	Для ответственных высоконагруженных пружин и рессор, изготовляемых из калиброванной стали и пружинной ленты

Приложение Г

 

Приложение Д

Возможные замены наиболее распространённых марок сталей

Использованная литература

1.   Мотовилин Г.В. автомобильные материалы: Справочник. – М.: Транспорт, 1989 г.- 464 с.

2.   Скороходов Е.А. Общетехнический справочник. – М.: Машиностроение, 1982 г. - 415 с.

Интернет-источники

1.   Марочник стали и сплавов. Форма доступа: http://www.splav-kharkov.com/choose_type.php

2.   МАШ.ИНФОРМ.РУ. Форма доступа: http://mashinform.ru/marochnik/chugun.html

3.   ООО »Металл-СКТВ» официальный сайт. Форма доступа http://stroysnabmetall.ru/spravochnik

4.   Центральный металлический портал. Форма доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/chu

Краткое описание документа:

Методические рекомендации предназначены для сопровождения самостоятельной деятельности обучающихся учебных заведений СПО при выполнении практических работ по дисциплине Материаловедение с целью достижения результатов обучения в соответствии с ФГОС по специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, а также других специальностей технического профиля.

Отличительной чертой данной разработки является:

1. 1. Перечень практических работ, их цели и задания составлены в соответствии с требованиями ФГОС по специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта и рабочей программой дисциплины Материаловедение с учётом вариативной части.

• 2. Теоретический материал представлен в виде авторских схем и таблиц, которые позволяют логически структурировать учебный материал, облегчить его понимание и применение в практической деятельности.
• 3. Индивидуальный подход в обучении реализуется через многовариантность заданий, их профессиональную направленность. Обучающиеся имеют возможность выбрать форму изучения/повторения теоретического материала: учебный и справочный материал, содержащийся в методических рекомендациях, или использовать рекомендованные Интернет-ресурсы.
• 4. При выполнении практических работ предполагается поисковый метод работы со справочным материалом.
• 5. Методические рекомендации позволяют организовать как индивидуальную, так и групповую форму работы обучающихся.
• Методические рекомендации будут интересны для учителей технологии и может быть использована на уроках при изучении металлов, а так же во внеурочной деятельности, например, при работе с детьми увлекающимися автомоделированием.