55. СД.Ф.3 Основы производства

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«Мурманский государственный педагогический университет»
(МГПУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
СД.Ф.3 ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА
Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности
050502 Технология и предпринимательство
(код и наименование специальности)
Утверждено на заседании кафедры
Технологии и дизайна
Факультета технологии и дизайна
(протокол № ____ от _________2008 г.)
Зав. кафедрой
_________________________________
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины
1.1. Автор программы:
ст. преподаватель кафедры технологии и дизайна Судакова Оксана Николаевна
1.2. Рецензенты:
Доцент кафедры технологии и дизайна Шадрина Ирина Михайловна
Есаулова М.Б. профессор, д.п.н.
1.3. Пояснительная записка:
Одной из основных задач подготовки учителей технологии и предпринимательства в
педагогических вузах является приобретение всеми студентами независимо от их
специализации знаний о современных материалах, областях их применения, технологиях
их получения и обработки, организации безопасности труда в образовательных
учреждениях.
С этой целью в учебном плане специальности технология и предпринимательство
предусматривается на 2-3 курсах цикл технологических дисциплин по основам производства:
охрана труда;
материаловедение;
обработка конструкционных материалов;
технологии современного производства.
При изучении этих дисциплин студенты получают знания по всем этапам
технологического процесса изготовления изделий, по их контролю и возможностям
изменения их свойств в процессе обработки.
Дисциплины тесно связаны с различными разделами физики, математики, химии и
готовят студентов к изучению последующих технологических и технических дисциплин.
В результате изучения указанных дисциплин студенты должны знать:
 Основные правила организации рационального труда, техники безопасности и
промышленной санитарии, а также противопожарные мероприятия в учебных
мастерских;
 Основные виды металлических и неметаллических материалов, их химические,
физико-механические и технологические свойства;
 Основные способы получения материалов, назначение и конструкцию
оборудования, приспособлений и инструментов, а также приёмы выполняемых
работ при наиболее распространённых видах ручной и механической обработки
конструкционных материалов в учебных мастерских;
 Основы регламентации качества изделий, наиболее распространённые методы и
средства контроля свойств материалов и точности деталей;
 Общие принципы организации и виды современного производства материалов,
изделий из них и энергии.
Студенты должны уметь:
 Формулировать основные понятия по основам производства, умело и творчески
их использовать при последующем изучении и преподавании дисциплин
технологического цикла;
 Выполнять правила охраны труда, составлять необходимую документацию и
проводить инструктажи по технике безопасности;
 Оценивать и контролировать соответствие условий на рабочих местах нормам
охраны труда;
 Выбирать материалы в зависимости от назначения изделия;
 Определять основные физико-механические и технологические свойства
материалов;
 Выполнять простейшие виды термической обработки;
 Определять допуски и посадки для различных соединений, выбирать и
использовать необходимые методы и средства измерения размеров деталей;

Выбирать оборудование, приспособления и инструменты для выполнения
основных видов ручной и механической обработки деталей и неразъёмных
соединений из них, определять основные геометрические параметры режущих
инструментов;
 Выполнять простейшие технические расчёты, используемые в производстве
материалов и энергии.
В основе программы использовалась примерная программа дисциплины
«Технологические дисциплины», составленная в соответствии с Государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности
030600 Технология и предпринимательство. Авторами базовой программы являются:
Афанасьев Ф.З. доцент, МПГУ
Великанов А.А. кандидат технических наук, доцент, МПГУ
Гуляев А.А. доктор технических наук, профессор, МПУ
Назаров В.Н. кандидат педагогических наук, доцент, МПУ
Тронин Е.Н. кандидат технических наук, доцент, МПУ
1.4. Извлечение из ГОС ВПО специальности:
Основы производства
Основы законодательства об охране труда. Санитарные нормы на условия труда.
Электробезопасность. Типовые требования по безопасности труда. Виды инструктажа. Общие
требования безопасности труда и производственной санитарии при технологическом
обучении школьников. Пожарная безопасность. Средства обнаружения и тушения пожаров.
Ответственность администрации, рабочих и служащих за противопожарную безопасность.
Основные понятия о материалах, их строении, свойствах, термической обработки и областях
применения. Исторический обзор применения материалов. Вклад отечественных ученых в
развитие материаловедения. Классификация материалов. Металлические и неметаллические
материалы. Черные, цветные металлы и их сплавы. Основные свойства материалов:
физические, химические, технологические и механические. Строение металлических
материалов. Кристаллизация. Кристаллические решетки. Фазы в сплавах. Диаграммы
состояния сплавов. Диаграмма железо-углерод. Основные параметры и виды термической
обработки материалов и сплавов. Химико-термическая и термомеханическая обработка.
Классификация сплавов и чугунов. Маркировка сталей и чугунов. Углеродистые и
легированные стали. Серые и белые чугуны. Алюминий, медь, титан и их сплавы. Основные
свойства цветных сплавов и области применения. Основные свойства и строение
неметаллических материалов. Пластмассы, стекло, керамика и древесные материалы.
Обработка конструкционных материалов. Изделие и его качество. Взаимозаменяемость
изделий. Допуски и посадки. Шероховатость поверхностей. Основы технических измерений.
Организация места и труда в учебных мастерских. Охрана труда при обработке материалов.
Ручная обработка материалов: оборудование и инструменты, виды и методы обработки.
Технологические способы соединения металлических деталей. Ручная обработка древесины.
Соединение деталей из древесины. Общие сведения о механической обработке материалов.
Обработка на металлорежущих станках: оборудование, приспособления, инструменты и
методы обработки основных видов поверхностей. Обработка на токарных, сверлильных,
фрезерных и шлифовальных металлорежущих станках. Обработка на деревообрабатывающих
станках. Задачи и основные направления автоматизации производства.
Технологии современного производства. Основные сведения о структуре народного
хозяйства и промышленности России. Основные промышленные комплексы и технологии
производства материалов, энергии, машин и аппаратов. Краткий исторический обзор развития
промышленного производства. Вклад отечественных ученых в технологию современного
промышленного производства. Структура современного производства в Российской
Федерации. Промышленность России. Межотраслевые комплексы. Топливно-энергетический
комплекс. Основные и альтернативные способы получения энергии. Топливо. Технология
производства основных видов топлива. Производство электроэнергии на ТЭС, ГЭС и АЭС.
Металлургический комплекс. Руда и ее получение. Технология производства чугуна и стали.
Основные виды обработки материалов давлением. Технология производства цветных
металлов. Машиностроительный комплекс. Тяжелое, общее и среднее машиностроение.
Химический комплекс. Основные технологии производства неметаллических материалов.
Органический синтез. Производство кислот и минеральных удобрений. Технология
производства строительных материалов, древесины.
Общие сведения о кулинарии. Основы рационального питания. Технология обработки
продуктов и приготовления блюд.
Общие сведения о технологии обработки тканей и сборки их в изделия. Швейные изделия,
классификация, потребительские и технологические свойства. Технологии раскроя тканей и
соединения деталей в изделия (общая характеристика). Текстильное, швейное и обувное
производство.
№
п/п
1.
1.1
1.2
1.3
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.
3.1
Семестр
Курс
1.5. Объём дисциплины и виды учебной работы
№ Шифр и
Виды учебной работы в часах
Виды
п/п наименование
итого
Трудоёмкос Всего ЛК ПР ЛБ Сам. контроля
специальности
ть
аудит.
работа
1
050502 Технология и 2
3
76
50
20 20 10
50
предпринимательство 2
4
76
60
20 20 20
60
Курсовая
работа
3
5
112
66
22 24 20
66
зачёт
3
6
116
60
20 20 20
58
Экзамен
Итого:
380
236
82 84 70
234
1.6. Содержание дисциплины
1.6.1. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах) Примерное распределение
учебного времени:
Наименование раздела, темы
Количество часов
Всего ЛК
ПР/СМ ЛБ
Сам.
ауд.
раб.
ОХРАНА ТРУДА
24
12
12
24
Введение. Основы законодательства о труде и его
8
4
4
8
охране.
Основы безопасности труда и производственной
8
4
4
8
санитарии.
Безопасность труда и производственная санитария в
8
4
4
8
учебных кабинетах и учебных мастерских.
Пожарная безопасность.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
48
22
22
6
48
Введение. Предмет, задачи, содержание курса.
4
2
2
4
Исторический обзор развития науки о материалах
Классификация материалов
4
2
2
4
Основные свойства материалов
8
2
4
2
8
Строение металлических материалов
8
4
4
2
8
Диаграммы состояний двойных сплавов
4
2
2
4
Термическая обработка металлов и сплавов
4
2
2
4
Сплавы на железной основе
4
2
2
4
Сплавы на основе цветных металлов
4
2
2
4
Неметаллические материалы
8
4
2
2
8
ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ
74
22
6
74
МАТЕРИАЛОВ
Введение. Предмет и содержание курса
4
2
2
4
3.2
Основы взаимозаменяемости и технические измерения
8
2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
Ручная обработка металла
Неразъёмные соединения металлических деталей
Отделочная обработка металлических изделий
Ручная обработка древесины
Соединение деревянных деталей
Отделка изделий из древесины
Общие сведения о механической обработке
материалов
Обработка на металлорежущих станках
Механическая обработка неметаллических
материалов
ТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Введение. Понятие техники, технологии,
промышленного производства их задачи и общая
характеристика
Структура современного производства
Производство топлива и энергии
Производство металлических материалов
Производство неметаллических материалов
Итого:
10
8
8
8
10
10
12
2
2
2
2
2
2
2
10
10
2
2
56
24
20
44
6
2
4
6
10
14
14
14
236
6
8
8
8
82
4
6
6
6
84
8
10
10
10
234
3.10
3.11
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
2
6
6
2
8
6
6
6
8
8
8
8
8
8
8
8
8
4
8
8
8
8
70
1.6.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Охрана труда
1.1.Введение. Основы законодательства о труде и его охране.
Предмет охраны труда и методы его исследования. Основные задачи в области охраны
труда. Трудовое законодательство и общественные отношения, регулируемые им. Основные
статьи по охране труда в Конституции Российской Федерации и в Кодексе законов о труде.
Основные вопросы законодательства. Приём на работу рабочих и служащих.
Постоянный и временный перевод рабочих и служащих на другую работу. Увольнение с
работы по инициативе рабочего и служащего, по инициативе администрации. Роль
профсоюзных организаций в вопросах найма и увольнения. Порядок рассмотрения трудовых
споров.
Государственное социальное страхование
и его задачи. Обязанности и
ответственность администрации за охрану труда рабочих и служащих. Охрана труда женщин
и подростков. Органы контроля и надзора за выполнением законодательства по охране труда.
Организация службы по охране труда.
Обязательный инструктаж по безопасности труда, виды инструктирования. Положение
о расследовании и учёте несчастных случаев, связанных с производством. Ответственность за
нарушение законодательства об охране труда.
1.2.Основы безопасности труда и производственной санитарии.
Основные виды и причины производственного травматизма и профессиональных
заболеваний. Общие мероприятия по предупреждению травматизма.
Метеорологические условия на рабочих местах и их влияние на организм человека.
Освещённость на рабочих местах и санитарные нормы на неё. Загрязнение воздушной среды
вредными веществами и предельно допустимые концентрации вредных веществ. Влияние
тепловой и лучистой энергии на человека и меры защиты. Вентиляция и отопление в
производственных помещениях.
Действие электрического тока на организм человека. Условия, определяющие
возможность поражения электрическим током. Виды поражения электрическим током.
Технические и организационные мероприятия для защиты от поражения электрическим
током. Защитное заземление и зануление.
Шум и вибрация. Основные параметры шума и вибрации. Действие шума и вибрации
на организм человека. Нормирование шума и вибрации на рабочих местах. Измерение шума и
вибрации. Средства уменьшения шума и вибрации. Защита от вредного действия шума и
вибрации на организм человека.
1.3. Безопасность труда и производственная санитария в учебных кабинетах и
учебных мастерских.
Общие требования безопасности и охраны труда в учебных кабинетах. Требования
безопасности при различных видах работ в учебных кабинетах и мастерских. Требования
электробезопасности к электрооборудованию и техники безопасности работы с ним.
Защитные мероприятия по безопасности работ. Требования охраны труда к размещению
оборудования в учебных кабинетах и мастерских.
Виды инструктажа по технике безопасности в учебных мастерских и их оформление.
Пожарная безопасность при изучении и эксплуатации различных технических
устройств и машин. Молниезащита. Правила хранения различных горючих материалов.
Ответственность администрации учреждения, рабочих и служащих за противопожарную
безопасность.
Раздел 2. Материаловедение.
2.1.Введение.
Предмет, задачи, содержание курса и его связь с другими дисциплинами. Краткий
исторический обзор применения человеком материалов и развитие науки о материалах. Вклад
отечественных учёных в развитие материаловедение. Объёмы производства современных
материалов в РФ и за рубежом.
2.2. Классификация материалов.
Твёрдое состояние вещества. Чистые элементы и соединения. Металлы и неметаллы.
Понятие о металлическом состоянии вещества. Чёрные и цветные металлы. Классификация
цветных металлов. Кристаллические и аморфные материалы. Неорганические и органические
материалы. Металлические материалы и их классификация. Неметаллические материалы и их
классификация.
2.3. Основные свойства материалов.
Основные физические свойства материалов (тепловые, электрические, магнитные и
др.). Химические свойства материалов. Понятие о коррозии и методах борьбы с ней.
Технологические свойства материалов (жидкотекучесть, деформируемость, свариваемость и
др.). Механические свойства материалов (прочность, пластичность, твёрдость, вязкость).
Основные виды механических испытаний материалов.
2.4. Строение металлических материалов.
Идеальные и реальные кристаллы, типы и характеристики кристаллических решёток.
Дефекты кристаллического строения и их роль в деформации и разрушении материалов.
Анизотропия кристаллов. Кристаллизация металлов. Монокристаллы и поликристаллы.
Зеренное строение металлов и сплавов. Основные методы изучения структуры металлов и
сплавов. Понятие о фазовом составе и структурных составляющих сплавов. Твёрдые
растворы и промежуточные фазы.
2.5 Диаграммы состояния двойных сплавов.
Понятие о диаграммах состояния двойных сплавов и методах их построения. Связь
диаграмм и свойств сплавов. Диаграмма состояния железо-углерод.
2.6 Термическая обработка металлов и сплавов.
Основные параметры термической обработки. Виды термической обработки.
Основные превращения в металлах и сплавах при термической обработке. Практика
термической обработки. Влияние термической обработки на свойства сплавов. Понятие о
химико-термической и термомеханической обработках.
2.6 Сплавы на железной основе.
Железо и его основные физико-химические свойства. Классификация сталей и
чугунов. Примеси и добавочные элементы в сталях и чугунах. Углеродистые и легированные
стали. Маркировка сталей. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства сталей.
Конструкционные и инструментальные стали, их маркировка и классификация. Стали с
особыми физическими свойствами. Основные виды чугунов. Области применения сталей и
чугунов. Понятие о порошковых и композиционных материалах с металлической матрицей.
2.7 Сплавы на основе цветных металлов.
Алюминий и его основные физико-химические свойства. Принципы легирования,
классификация, маркировка и применение алюминиевых сплавов. Медь и её основные
физико-химические свойства. Принципы легирования, классификация, маркировка и
применение медных сплавов. Титан и его основные физико-химические свойства. Принципы
легирования, классификация, маркировка и применение титановых сплавов. Основные
тугоплавкие и антифрикционные сплавы и их применение.
2.8 Неметаллические материалы.
Общие сведения о неметаллических материалах. Полимеры и их классификация, виды
пластмасс и их применение. Силикатные материалы. Стёкла и керамика. Ситаллы и керметы.
Основные виды резины. Основные виды и свойства древесины и древесных материалов.
Раздел 3. Обработка конструкционных материалов.
3.1 Введение. Основы взаимозаменяемости и технические измерения.
Предмет и содержание курса, его роль в подготовке учителя технологии и
предпринимательства.
Изделие и его элементы: детали и сборочные единицы. Понятие о качестве изделий.
Назначение любой обработки – получение изделия заданного качества при наибольшей
экономической эффективности.
Понятие о точности как одном из показателей качества детали. Точность размеров.
Понятие о допусках и посадках. Точность формы и расположения поверхностей.
Шероховатость поверхности.
Средства измерения размеров. Нониусные и микрометрические инструменты.
Измерительные головки. Основные методы измерений.
3.2 Ручная обработка металла.
Организация рабочего места и труда при обработке материалов. Понятие о
технологической карте. Основные правила техники безопасности и противопожарные
мероприятия в учебных мастерских.
Оборудование для слесарной обработки: верстаки, тиски, разметочные и правильные
плиты. Правка листового металла, проволоки и сортового проката. Гибка листового металла,
проволоки, труб в тисках и специальных приспособлениях. Определение размеров заготовки
для гибки.
Линейная, плоскостная и пространственная разметка. Разметочные инструменты.
Разметка центров отверстий и накернивание разметочных линий.
Рубка и разрезание листового металла и проволоки острогубцами и ножницами. Виды
и заточка инструментов. Разрезание листового материала и сортового проката ручной
ножовкой. Черновое и листовое опиливание плоских и криволинейных поверхностей.
Распиливание и припасовка.
Пробивание отверстий. Сверление, зенкерование и зенкование отверстий ручной и
электрической дрелью и на настольно-сверлильном станке. Развертывание отверстий.
Нарезание резьбы плашками и метчиками.
3.3 Неразъёмные соединения металлических деталей.
Фальцовка. Виды фальцевых швов и приёмы их выполнения. Выбор ширины фальца и
разметка линий отгиба кромок при фальцовке.
Соединение пайкой. Подготовка паяльника и соединяемых поверхностей к лужению и
паянию. Пайка мягкими и твёрдыми припоями. Лужение окунанием и растиранием.
Сварные соединения. Виды швов. Сварка газовая и электрическая.
Клеи для металлов. Подготовка и склеивание металлических поверхностей.
Заклёпочное соединение. Подготовка соединяемых деталей, выбор типа и длины
заклёпок. Приёмы выполнения заклёпочных соединений.
3.4 Отделочная обработка металлических изделий.
Шабрение, притирка (доводка) и полирование. Применяемые оборудование,
инструменты и абразивные материалы. Приёмы выполнения работ.
Лакокрасочные покрытия. Подготовка металлических поверхностей под окраску.
Механическая очистка, обезжиривание и травление. Грунтование и шпатлевание
поверхностей. Окраска масляными красками и эмалями. Сушка окрашенных поверхностей.
3.5 Ручная обработка древесины.
Качество древесины и её пороки. Пиломатериалы и черновые заготовки из древесины.
Конструктивные элементы деревянных изделий. Последовательность изготовления изделий
из древесины.
Виды ручной обработка древесины. Поверхности при резании. Основные
геометрические параметры режущих инструментов. Режимы и сила резания. Влияние свойств
древесины на процесс резания. Закрепление заготовок на столярном верстаке.
Разметка деревянных заготовок. Разметочные инструменты и приёмы работы ими.
Разметка по чертежу, образцу и шаблону.
Ручные пилы по дереву. Виды и приёмы ручного пиления. Пиление вдоль и поперёк
волокон. Заточка пил. Выпиливание лобзиком.
Инструменты и приёмы ручного строгания. Выбор инструментов и приспособлений в
зависимости от формы, размеров и точности обработанных деталей. Заточка и наладка
строгальных инструментов.
Инструменты и приёмы ручного сверления древесины. Выбор инструментов в
зависимости от направления сверления, диаметр и глубины отверстия, шероховатости
обработанной поверхности. Изготовление гнезд в деревянных деталях. Заточка сверл, долот и
стамесок.
Обработка древесины электрифицированными инструментами.
3.6 Соединение деревянных деталей.
Соединение деревянных деталей гвоздями и шурупами. Выбор крепёжных деталей в
зависимости от характера соединения и материала соединяемых деталей. Предварительное
сверление отверстий в деталях из твёрдых пород древесины.
Классификация шиповых соединений. Выбор размеров шипов и проушин и их
разметка. Оборудование, приспособления, инструменты и приёмы работ при выполнении
угловых концевых, серединных и ящичных шиповых соединений. Дополнительное крепление
шиповых соединений.
Клеевые соединения изделий из древесины. Столярные клеи. Подготовка клеевого
раствора и нанесение его на соединяемые поверхности. Выбор давления и выдержки при
склеивании. Зачистка клеевых швов.
3.7 Отделка изделий из древесины.
Отделка древесины с сохранением и закрытием текстуры. Подготовка поверхности к
отделке. Зачистка штифтиками, рашпилями, абразивной бумагой и лентой. Циклевание
поверхностей. Заделка дефектов. Грунтование и шпатлевание. Проклейка торцов.
Окраска и лакирование изделий из древесины. Выбор и подготовка лакокрасочных
покрытий, способы их нанесения на поверхность. Полирование по лаковому покрытию.
Специальные виды отделки древесины, фанерование, отделка плёночными материалами,
мозаика, инкрустация, выжигание и роспись.
3.8 Общие сведения о механической обработке материалов.
Понятие о механической обработке. Основные виды механической обработки
резанием, их общие признаки и различия. Классификация движений при резании.
Организация рабочего места станочника. Основные правила техники безопасности при
механической обработке. Правила ухода за станком и рабочим местом.
Процесс образования стружки. Типы стружек. Поверхности заготовки, детали и
режущего клина. Основные геометрические параметры режущих инструментов. Основные
группы инструментальных материалов. Режимы резания. Износ режущего инструмента и его
стойкость. Понятие о допускаемой скорости резания. Технологическая операция и её
элементы. Понятие о технической норме времени и её составляющих.
3.9 Обработка на металлорежущих станках.
Назначение и устройство токарно-винторезного станка. Способы установки заготовок
и инструментов на токарных станках. Основные приспособления для центровой и патронной
обработки. Органы управления станком. Установка заданных режимов резания. Настройка
станка на получение заданных размеров методом пробных стружек и по лимбу. Конструкция
и геометрические параметры токарных резцов.
Обработка цилиндрических и торцовых наружных поверхностей, про резание канавок
и отрезание на токарных станках. Основные способы обработки конических и фасонных
поверхностей. На резание резьбы на токарно-винторезных станках. Накатывание рифлений.
Зацентровка и сверление отверстий на токарных станках. Растачивание
цилиндрических, ступенчатых и конических отверстий.
Назначение, устройство и основные типы фрезерных станков и приспособления к ним.
Конструкция и геометрические параметры фрез. Методы фрезерования. Обработка на
фрезерных станках плоских поверхностей, пазов и уступов. Делительные головки и столы.
Назначение, устройство и основные типы сверлильных станков и приспособления к
ним. Осевые инструменты для обработки отверстий. Сверление и рассверливание сквозных,
глухих и ступенчатых отверстий. Зенкерование и развертывание отверстий, зенкование фасок
и целование торцов. На резание резьбы метчиками.
Естественные и искусственные абразивные материалы. Абразивные инструменты.
Виды абразивной обработки. Отделочная абразивная обработка абразивной лентой,
порошками и пастами.
Задачи и основные направления автоматизации механической обработки. Станки
полуавтоматы и автоматы. Станочные и роторные автоматические линии. Активный контроль
и адаптивное управление станками. Станки с программным управлением и обрабатывающие
центры. Робототехнологические компсексы и гибкие производственные модули. Гибкое
автоматизированное производство.
3.10 Механическая обработка неметаллических материалов.
Основные типы деревообрабатывающих станков, особенности их устройства по
сравнению с металлорежущими. Точность и качество поверхностей при обработке древесины
на станках. Правила технической эксплуатации оборудования, противопожарные
мероприятия и производственная санитария в учебных мастерских по механической
обработке древесины.
Обработка деталей на круглопильных, ленточных, фуговальных, рейсмусовых,
фрезерных, сверлильных и токарных деревообрабатывающих станках. Приёмы работ,
применяемые приспособления и инструменты. Основные требования к установке
инструментов. Регулировка и наладка танков и инструментов. Заточка инструментов.
Особенности обработки на станках конструкционных пластмасс.
Раздел 4. Технологии современного производства.
Введение.
Понятие техники, технологии, промышленного производства, их задачи и общая
характеристика конца ХХ – начала ХХI века. Понятие экономического потенциала, его общая
характеристика для современной России и ведущих стран мира. Научно- технических
прогресс в России и за рубежом и его определяющая роль в экономике государства. Предмет,
задачи, содержание курса и его связь с другими дисциплинами.
4.1 Структура современного производства.
Общая
структура
народного
хозяйства
России.
Производственная
и
непроизводственная сферы народного хозяйства, их основные составляющие и их доля в
внутреннем валовом продукте России. Отраслевая структура промышленности РФ.
Межотраслевые комплексы. Экономические районы России и территориальная организация
промышленности.
4.2 Производство топлива и энергии.
Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
техническая, экологическая и экономическая характеристики. Топливно-энергетический
комплекс России. Топливная промышленность и электроэнергетика и их общая
характеристика. Объёмы производства электроэнергии и основных видов топлива в России и
за рубежом. Топливо и его классификация по агрегатному состоянию и происхождению.
Основные характеристики топлива. Уголь и его разновидности. Запасы угля и его
производство (добыча). Угольная промышленность. Основные угольные районы России.
Жидкие топлива. Запасы нефти и её производство (добыча). Нефтяная промышленность.
Основные районы нефтедобычи России. Переработка нефти. Газообразные топлива. Состав и
основные характеристики природного и искусственного газообразного топлива. Запасы
природного газа и его производство (добыча). Газовая промышленность. Основные районы
добычи газа в России. Электростанции, их классификация и общая схема производства и
передачи энергии. Перспективы развития отечественной и мировой энергетики в ХХI веке.
Понятие о термоядерной энергии.
4.3 Производство металлических материалов.
Общая классификация материалов и способов их производства. Понятие о
металлургическом способе производства металлических материалов. Металлургический
комплекс. Черная и цветная металлургия. Общая последовательность технологических
операций в металлургии. Основные виды металлургических процессов. Общая
характеристика черной металлургии России. Крупнейшие предприятия отрасли и объёмы
производства железной руды, чугуна, стали и проката в России. Руда. Типы запасов руд.
Виды железных руд. Подготовка железной руды к плавке. Технология обогащения руды.
Агломерация. Технология производства чугуна. Устройство доменной печи. Доменный
процесс. Технология производства стали. Кислородно-конвертерный процесс. Производство
стали в электропечах. Современные способы производства стали особо высокого качества.
Технология прямого получения железа. Технико-экономическая оценка производства стали
различными методами. Классификация сталей. Понятие о порошковой металлургии.
Технология разливки стали. Непрерывная разливка стали. Основы литейного производства.
Основные виды обработки металлов давлением. Кузнечное, кузнечно-штамповочное и
холодно-прессовое производство. Прокатка. Ковка. Производство труб. Общая
характеристика цветной металлургии России. Основные предприятия отрасти и объёмы
производства основных цветных металлов. Технология производства меди, алюминия и
титана. Золотодобывающая и алмазодобывающая промышленность. Перспективы развития
металлургии в России в ХХI веке. Машиностроительный комплекс и его структура. Тяжёлое,
общее и среднее машиностроение. Объёмы производства и перспективы развития
машиностроения в России.
4.4 Производство неметаллических материалов.
Понятие о химическом способе производства неметаллических материалов. Общая
характеристика химического комплекса РФ. Основные отрасли комплекса. Общая
последовательность технологических операций в химическом производстве. Производство
полимерных материалов. Органический синтез. Производство пластмасс, химических
волокон, синтетического каучука. Объёмы производства полимерных материалов в России.
Основные виды минеральных удобрений и их производство. Производство кислот. Объёмы
производства минеральных удобрений и кислот в России. Производство строительных
материалов. Минерально-строительное сырьё. Производство цемента и железобетонных
изделий. Производство древесины. Механическая и химическая переработка древесины.
Общие сведения о текстильном, швейном, обувном производстве и перерабатывающем
производстве агропромышленного комплекса. Перспективы развития производства
неметаллических материалов в ХХI веке.
1.6.3. Темы для самостоятельного изучения
№
п/п
1.
2.
Наименование раздела
дисциплины.
Тема.
ОХРАНА ТРУДА
Роль профсоюзных организаций в
вопросах найма и увольнения. Порядок
рассмотрения трудовых споров.
Государственное
социальное
Форма
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
Кол-во
часов
24
4
4
Форма контроля
выполнения
самостоятельной
работы
Выступления с
сообщениями
Выступление с
страхование и его задачи.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
Обязательный
инструктаж
по
безопасности
труда,
виды
инструктирования.
Требования
электробезопасности
к
электрооборудованию
и
техники
безопасности при работе с ним.
Пожарная безопасность при изучении и
эксплуатации различных технических
устройств и машин. Молниезащита.
Требования охраны труда к размещению
оборудования в учебных кабинетах и
мастерских.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Исторический
обзор
применения
человеком материалов и развитие науки
о материалах
Вклад отечественных учёных в развитие
материаловедения. Объёмы производства
современных материалов в РФ и за
рубежом.
Металлы и неметаллы. Понятие о
металлическом состоянии вещества.
Выполнение тестов
4
Выполнение тестов
4
Реферативное
сообщение
4
Выступление с
сообщениями
рефераты
44
2
Защита рефератов
рефераты
2
Защита рефератов
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
4
Выполнение тестов
4
Выступление с
сообщениями
2
Выполнение тестов
Контрольная
работа
2
Проверка
контрольной работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
и рефераты
с
4
Выступление с
сообщениями
2
Выполнение тестов.
2
Защита рефератов
Рефераты
Контрольная
работа
Рефераты
Вопросы для
самостоятельной
работы
Основные виды и свойства древесины и Рефераты
древесных материалов
4
Защита рефератов
Выполнение
контрольной работы
Защита рефератов
Выполнение
самостоятельной
работы
Защита рефератов
Основные методы изучения структуры
металлов и сплавов.
5.
Понятие
о
фазовом
составе
и
структурных составляющих сплавов.
Твёрдые растворы и промежуточные
фазы.
Понятие о диаграммах состояний
двойных сплавов и методах их
построения. Связь диаграмм и свойств
сплавов.
Практика
термической
обработки.
Основные превращения в металлах и
сплавах при термической обработке
Классификации сталей и чугунов.
Области применения сталей и чугунов.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
сообщениями
4
4.
6.
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельной
работы
Понятие
о
порошковых
композиционных
материалах
металлической матрицей.
Легирование,
классификация,
маркировка и применение алюминиевых,
медных и титановых сплавов
Стёкла и керамика. Ситаллы и керметы.
Основные виды резины.
2
2
2
1.
2.
ОБРАБОТКА
КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Понятие о качестве изделия. Способы
получения изделия заданного качества
при
наибольшей
экономической
эффективности.
Ручная обработка металла
3.
Неразъёмные соединения металлических
деталей.
4.
5.
Отделочная обработка металлических
изделий
Ручная обработка древесины.
6.
Соединение деревянных деталей.
7.
Отделка изделий из древесины
8.
Общие
сведения
о
обработке материала
9.
Обработка на металлорежущих станках
10.
Механическая
обработка
неметаллических материалов.
1.
2.
3.
4.
5.
механической
ТЕХНОЛОГИЯ
СОВРЕМЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Понятие экономического потенциала, его
общая характеристика для современной
России и ведущих стран мира
Отраслевая
структура
РФ.
Межотраслевые
комплексы.
Экономические районы России и
территориальная
организация
производства
Основные и альтернативные способы
получения энергии и их сравнительная
характеристика.
78
Вопросы для
самостоятельной
работы
4
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Самостоятельная
работа
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Самостоятельная
работа
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
6
Коллективное
обсуждение
8
Коллективное
обсуждение
8
Выполнение
тестовых заданий
Коллективное
обсуждение
8
8
Коллективное
обсуждение
8
Выполнение
тестовых заданий
Коллективное
обсуждение
8
4
Коллективное
обсуждение
8
Коллективное
обсуждение
44
Рефераты
6
Защита рефератов
Рефераты
Вопросы для
самостоятельной
работы
8
Защита рефератов
Выполнение тестов
Выполнение
сравнительного
анализа
технических,
экологических и
экономических
характеристик
Общая характеристика чёрной и цветной Рефераты
металлургии России.
Производство
неметаллических Рефераты
материалов
10
Проверка
проведённого
анализа
10
Защита рефератов
10
Защита рефератов
1.7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
1.7.1. Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу
Практическое занятие № 1
Тема: «Основы законодательства о труде и его охране»
План:
1. Предмет охраны труда и методы его исследования.
2. Основные задачи в области охраны труда.
3. Трудовое законодательство и регулируемые им общественные отношения.
4. Основные статьи по охране труда в Конституции Российской Федерации и в Кодексе
законов о труде.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. В чём состоит предмет охраны труда и методы его исследования.
2. Каковы основные задачи в области охраны труда.
3. Охарактеризуйте трудовое законодательство РФ и регулируемые им общественные
отношения.
4. Основные вопросы трудового законодательства:
 Приём на работу рабочих и служащих;
 Постоянный и временный перевод рабочих и служащих на другую работу;
 Увольнение с работы по инициативе рабочего и служащего, по инициативе
администрации;
 Роль профсоюзных организаций в вопросах найма и увольнения.
5. Назовите и охарактеризуйте виды инструктажа по технике безопасности
Задания для самостоятельной раброты:
1. Обязанности и ответственность администрации за охрану труда рабочих и служащих.
Охрана труда женщин и подростков.
2. Органы контроля и надзора за выполнением законодательства по охране труда.
Организация службы по охране труда.
3. Обязательный инструктаж по безопасности труда, виды инструктирования.
4. Положение о расследовании и учёте несчастных случаев, связанных с производством.
Ответственность за нарушение законодательства об охране труда.
Основная литература:
1. Трудовой кодекс Российской Федерации. М., 2002 г.
2. Иванов А.И. Трудовой договор в условиях Севера. М., 2002
3. Кравченя Э.М., Козел Р.Н., Свирид И.П. Охрана труда и основы энергосбережения.
Минск,2004
Дополнительная литература:
1. Скобелкин В.Н. Трудовые отношения. М., 1999
2. Ставцева А.И. Разрешение трудовых споров. М., 1998
3. Сулейманова Г.В. Трудоустройство и занятость. Правовое регулирование. М., 1999
Практическое занятие № 2
Тема: «Основы безопасности труда и производственной санитарии»
План:
1. Метеорологические условия на рабочих местах и их влияние на организм человека.
2. Шум и вибрация. Основные параметры.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Освещённость на рабочих местах и санитарные нормы.
2. Загрязнение воздушной среды вредными веществами и предельно допустимые
концентрации вредных веществ.
3. Влияние тепловой и лучистой энергии на человека и меры защиты. Вентиляция и
отопление в производственных и учебных помещениях помещениях.
4. Действие электрического тока на организм человека. Технические и организационные
мероприятия для защиты от поражения электрическим током.
5. Действия шума и вибрации на организм человека.
6. Средства уменьшения шума и вибрации. Защита от вредного действия шума и
вибрации на организм человека.
Задания для самостоятельной работы:
1. Основные виды и причины производственного травматизма и профессиональных
заболеваний. Общие мероприятия по предупреждению травматизма.
2. Условия, определяющие возможность поражения электрическим током. Виды
поражений электрическим током. Защитное заземление и зануление.
3. Нормирование и измерение шума и вибрации на рабочих местах.
Основная литература:
1. Девисилов В.А. Охрана труда. М., 2003
2. Кравченя Э.М., Козел Р.Н., Свирид И.П. Охрана труда и основы энергосбережения.
Минск, 2004
3. Общие вопросы охраны труда. Сост. Е.Г. Панов, Ю.М. Григорьев. Дубна, 2004
Дополнительная литература:
1. Охрана труда. Сост. Т.О. Айман, М., 2004
2. Бердычевский В.С., Акопов Д.Р., Сулейманова Г.В. Трудовое право. Ростов-на-Дону,
2004
3. Андреев С.В., Ефремова О.С. Охрана труда от «А» до «Я», М., 2004
Практическое занятие № 3
Тема: «Безопасность труда и производственная санитария в учебных кабинетах и
учебных мастерских»
План:
1. Общие требования безопасности и охраны труда в учебных кабинетах.
2. Виды инструктажа по технике безопасности в учебных мастерских и их оформление.
3. Электробезопасность.
4. Общие вопросы пожаробезопасности в учебных кабинетах
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Требования охраны труда к размещению оборудования в учебных кабинетах и
мастерских.
2. Виды инструктажа по технике безопасности в учебных мастерских и их оформление.
3. Требования электробезопасности к электрооборудованию и техники безопасности
работы с ним.
4. Защитные мероприятия по электробезопасности работ.
5. Первичные средства пожаротушения в школе.
6. Правила хранения различных горючих материалов.
7. Ответственность
администрации
учреждения,
рабочих
и
служащих
за
противопожарную безопасность.
Задания для самостоятельной работы:
1. Разработать нестандартную форму инструктажа по технике безопасности.
2. План пожаротушения, действия по сигналам пожарной опасности.
3. Действия учителя в случае пожара.
4. Оказание доврачебной помощи при электротравмах.
Основная литература:
1. Девисилов В.А. Охрана труда. М., 2003
2. Кравченя Э.М., Козел Р.Н., Свирид И.П. Охрана труда и основы энергосбережения.
Минск, 2004
3. Общие вопросы охраны труда. Сост. Е.Г. Панов, Ю.М. Григорьев. Дубна, 2004
Дополнительная литература:
1. Безопасность и охрана труда: учебное пособие для вузов/Н.Е. Гарнагина, Н.Г. Занько,
Н.Ю. Золотарёва и др. СПб., 2001
2. Охрана труда. Сост. Т.О. Айман, М., 2004
3. Бердычевский В.С., Акопов Д.Р., Сулейманова Г.В. Трудовое право. Ростов-на-Дону,
2004
4. Андреев С.В., Ефремова О.С. Охрана труда от «А» до «Я», М., 2004
Практическое занятие № 4
Тема: «Исторические, экономические и научные аспекты развития материаловедения»
План:
1. Предмет, задачи, содержание курса и его связь с другими дисциплинами.
2. Исторический обзор применения человеком материалов и развитие науки о
материалах.
3. Вклад отечественных учёных в развитие материаловедение.
4. Объёмы производства современных материалов в РФ и за рубежом.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Назовите предмет и задачи материаловедения
2. Дайте исторический обзор применения человеком материалов и развитие науки о
материалах.
3. Охарактеризуйте вклад отечественных учёных в развитие материаловедение.
4. На основе последних статистических данных охарактеризуйте объёмы производства
различных современных материалов в РФ и за рубежом.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте роль достижений материаловедения в развитии научно-технического
прогресса.
Основная литература:
1. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
2. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косалапов и др. / Под ред.
Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986.
3. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
Дополнительная литература:
1. Козлов Ю.С. Материаловедение.М., 1983
2. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
3. Пейсахов А. М. Материаловедение: конспект лекций. СПб.: Изд-во Михайлова В. А.,
2000.
Практическое занятие № 5
Тема: «Классификация материалов»
План:
1. Металлические материалы и их классификация.
2. Чёрные и цветные металлы. Классификация цветных металлов.
3. Неметаллические материалы и их классификация.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1.
2.
3.
4.
Дайте классификацию металлических материалов.
Дайте классификацию неметаллических материалов.
Дайте классификацию композиционных и порошковых материалов.
Дайте классификацию природных каменных материалов.
Задания для самостоятельной работы:
1. Составьте схематично классификации всех рассмотренных материалов.
Основная литература:
1. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Ростов-на Дону,
2002
2. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
3. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косалапов и др. / Под ред.
Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986.
4. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
Дополнительная литература:
1. Материаловедение для столяров и плотников. Сост. Минина В.И. Ростов-на Дону, 2000
2. Козлов Ю.С. Материаловедение.М., 1983
3. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
Практическое занятие № 6
Тема: «Основные свойства материалов»
План:
1. Основные физические свойства материалов:
2. Химические свойства материалов.
3. Технологические свойства материалов:
4. Механические свойства материалов:
5. Основные виды механических испытаний материалов.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Перечислите и охарактеризуйте физические свойства материалов.
2. Перечислите и охарактеризуйте химические свойства материалов.
3. Дайте понятие коррозии и раскройте методы борьбы с ней.
4. Перечислите и охарактеризуйте механические свойства материалов.
5. Перечислите и охарактеризуйте технологические свойства материалов.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте основные виды и методы механических испытаний материалов.
Основная литература:
1. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных
материалов. СПб., 2004
2. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Ростов-на-Дону,
2002
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990
Дополнительная литература:
1. Технология конструкционных материалов / И. А. Арутюнова, А. М. Дальский, Т. М.
Барсукова и др.; Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.
2. Технология металлов и материаловедение / Б. В. Кнорозов, Л. Ф. Усова, А. В.
Третьякова и др. / Под ред. Б. В. Кнорозова и Л. Ф. Усовой. М.: Металлургия, 1987.
3. Травин О. В., Травина Н. Т. Материаловедение М.: Металлургия, 1989.
Практическое занятие № 7
Тема: «Строение металлических материалов»
План:
1. Кристаллизация металлов.
2. Монокристаллы и поликристаллы.
3. Зеренное строение металлов и сплавов.
4. Понятие о фазовом составе и структурных составляющих сплавов.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Твёрдое состояние вещества. Чистые элементы и соединения.
2. Идеальные и реальные кристаллы, типы и характеристики кристаллических решёток.
3. Дефекты кристаллического строения и их роль в деформации и разрушении
материалов.
4. Монокристаллы и поликристаллы. Что такое металлические сплавы? Приведите
примеры сплавов.
5. Зеренное строение металлов и сплавов.
6. Дайте определение фазы.
7. Твёрдые растворы и промежуточные фазы.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте основные методы изучения структуры металлов и сплавов.
Основная литература:
1. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных
материалов. СПб., 2004
2. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Ростов-на-Дону,
2002
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработ А металлов. М.: Металлургия,
1993.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990
Дополнительная литература:
1. Гуляев Л. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986.
2. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. Шк., 1990.
3. Кучер Л. М. Технология металлов. Л.: Машиностроение, 1987.
4. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработ А металлов. М.: Металлургия,
1993.
5. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990.
Практическое занятие № 8
Тема: «Диаграммы состояния двойных сплавов»
План:
1. Понятие о диаграммах состояния двойных сплавов
2. Методы построения диаграмм состояний двойных сплавов.
3. Связь диаграмм и свойств сплавов.
4. Диаграмма состояния железо-углерод.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Что называют чугуном и сталью?
Что изображают диаграммы состояния сплавов?
Какие превращения в сплавах происходят при первичной кристаллизации?
Что такое вторичная кристаллизация?
Охарактеризуйте методы построения диаграмм двойных сплавов.
Дайте характеристику диаграмм и свойств сплавов.
Назовите структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.
Задания для самостоятельной работы:
1. В чём особенности стали содержащей 0,8 % углерода?
2. В чём особенности чугуна, содержащего 4,3 % углерода?
3. В чём заключается практическое значение диаграммы железо-цементит?
Основная литература:
1. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных
материалов. СПб., 2004
2. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Ростов-на-Дону,
2002
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990
Дополнительная литература:
1. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
2. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
3. Металловедение и технология металлов / Солнцев Ю. П., Веселов В. А., Демянцевич
В. П. и др. / Под ред. Ю. П. Солнцева. М.: Металлургия, 1988.
4. Козлов Ю.С. Материаловедение. М., 1983
Практическое занятие № 9
Тема: «Термическая обработка металлов и сплавов»
План:
1. Основные параметры термической обработки.
2. Основные превращения в металлах и сплавах при термической обработке.
3. Понятие о химико-термической и термомеханической обработках.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Что называется термической обработкой металлов?
2. Назовите и охарактеризуйте виды термической обработки.
3. Как влияет термическая обработка на свойства сплавов?
4. Расскажите о превращениях, происходящих в стали при её нагреве и охлаждении.
5. Перечислите основные дефекты термической обработки.
6. Расскажите о термомеханической обработке стали.
7. В чём сущность химико-термической обработки стали?
8. Назовите виды химико-термической обработки сталей.
Задания для самостоятельной работы:
1.
2.
3.
4.
Что представляет собой мартенситная структура закалённой стали?
Дайте определение закаливаемости и прокаливаемости стали.
С какой целью проводится термическая обработка сталей?
Какая структура обеспечивает высокий комплекс механических свойств стали после
термической обработки?
Основная литература:
1. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
2. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
3. Металловедение и технология металлов / Солнцев Ю. П., Веселов В. А., Демянцевич
В. П. и др. / Под ред. Ю. П. Солнцева. М.: Металлургия, 1988.
4. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
5. Никифоров В. М. Технология металлов и других конструкционных материалов. СПб.:
Политехника, 2000.
Дополнительная литература:
1. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. шк., 1990.
2. Козлов Ю.С. Материаловедение. М., 1983
Практическое занятие № 10
Тема: «Сплавы на железной основе»
План:
1. Железо и его основные физико-химические свойства.
2. Классификация сталей и чугунов.
3. Понятие о порошковых и композиционных материалах с металлической матрицей.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Перечислите основные физико-химические свойства железа.
2. Какими свойствами обладают чугуны? Перечислите основные виды чугунов.
3. Чем обусловлено различие свойств серого и белого чугунов? Их применение.
4. В чём состоит сущность изготовления высокопрочного чугуна?
5. Как маркируются чугуны?
6. В чём заключается главное отличие чугуна от стали?
7. Охарактеризуйте влияние углерода и легирующих элементов на свойства сталей
8. Расскажите о влиянии случайных примесей на свойства стали.
9. По каким признакам классифицируются стали.
10. Как маркируются стали.
11. В чём заключается особенность автоматных сталей?
12. Расскажите о свойствах инструментальных сталей.
13. Каков состав коррозионностойких (нержавеющих) сталей?
14. Назовите стали и сплавы обладающие особыми физическими свойствами.
Задания для самостоятельной работы:
1. Расшифруйте марки чугунов СЧ 35-56, ВЧ 50-1,5, ВЧ 60-2, КЧ 50-4, Пользуясь
справочником, определите, какой чугун их названных марок самый прочный и какой
самый мягкий. Для каких целей они применяются?
2. Расшифруйте марки сталей 45Г, У13А, 10ХГ2СН, 30ХН3А и определите, для каких
целей они применяются.
3. Какими преимуществами обладают твёрдые сплавы?
4. Расскажите о применении и марках твёрдых сплавов.
Основная литература:
1. Конструкционные материалы: Справочник / Б. Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А.
Буше и др. / Под ред. Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990.
2. Кучер Л. М. Технология металлов. Л.: Машиностроение, 1987.
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990.
5. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С. А. Вяткин и др. / Под
ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.
Дополнительная литература:
1. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. шк., 1990.
2. Козлов Ю.С. Материаловедение. М., 1983
Практическое занятие № 11
Тема: «Сплавы на основе цветных металлов»
План:
1. Алюминий и его основные физико-химические свойства.
2. Сплавы на основе алюминия.
3. Медь и её основные физико-химические свойства.
4. Сплавы на основе меди.
5. Титан и его основные физико-химические свойства.
6. Сплавы на основе титана.
7. Основные тугоплавкие и антифрикционные сплавы и их применение.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Какое значение для промышленности имеют цветные металлы и их сплавы?
2. Дайте характеристику основных физико-химических свойств алюминия.
3. Расскажите о принципах легирования, классификацию, маркировку и применение
алюминиевых сплавов.
4. Дайте характеристику основных физико-химических свойств меди.
5. Расскажите о принципах легирования, классификацию, маркировку и применение
медных сплавов.
6. Дайте характеристику основных физико-химических свойств титана.
7. Расскажите о принципах легирования, классификацию, маркировку и применение
титановых сплавов.
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите свойства, характерные для титановых и магниевых сплавов.
2. Как маркируются оловянно-свинцовые припои?
3. Где применяются цинковые сплавы?
4. В чём заключается антифрикционность сплавов? Их применение.
Основная литература:
1. Конструкционные материалы: Справочник / Б. Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А.
Буше и др. / Под ред. Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990.
2. Кучер Л. М. Технология металлов. Л.: Машиностроение, 1987.
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990.
5. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С. А. Вяткин и др. / Под
ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.
Дополнительная литература:
1. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. шк., 1990.
2. Козлов Ю.С. Материаловедение. М., 1983
Практическое занятие № 12
Тема: «Неметаллические материалы»
План:
1. Полимеры и их классификация.
2. Силикатные материалы.
3. Ситаллы и керметы.
4. Основные виды резины.
5. Основные виды и свойства древесины и древесных материалов.
6. Основные виды и свойства тканей и волокнистых материалов.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Что называют пластмассами и каковы их основные свойства?
2. Каким образом достигается улучшение свойств полимерных материалов.
3. Назовите основные свойства и применение силикатных материалов.
4. Охарактеризуйте ситаллы и керметы.
5. Что такое резина и каковы её свойства?
6. В чём заключается процесс вулканизации?
7. Назовите основные древесные материалы.
8. Каким образом повышают эксплуатационные характеристики древесины?
9. Каким образом классифицируются лакокрасочные материалы?
10. Перечислите основные компоненты композиционных материалов. Какова роль
каждого из компонентов в материале.
11. Охарактеризуйте свойства и виды волокнистых материалов
12. Охарактеризуйте свойства и виды тканей.
Задания для самостоятельной работы:
1. Как характеризуются термореактивные полимеры?
2. Каким свойством обладают термопластичные полимеры?
3. Укажите область применения прокладочных материалов?
4. Для чего используются абразивные материалы?
5. Что определяет применимость масел в узлах трения?
6. Какие технологические жидкости используются для очистки деталей?
Основная литература:
1. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990.
2. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных
материалов. СПб., 2004
3. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф.
Дополнительная литература:
1. Козлов Ю.С. Материаловедение. М., 1983
2. Горчаков Г.И. Строительные материалы. — М.: Высшая школа, 1981.
3. Данилевский В.В. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 1982.
4. Материаловедение для столяров и плотников. Сост. Минина В.И., Ростов-на-Дону,
2000.
Практическое занятие № 13
Тема: «Обработка конструкционных материалов. Предмет и содержание курса»
План:
1. Предмет и задачи курса «Обработка конструкционных материалов».
2. Понятие о качестве изделий.
3. Формирование дизайна как новой области деятельности.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Роль курса в подготовке учителя технологии и предпринимательства.
2. Дайте понятие качества и охарактеризуйте основные эстетические и потребительские
характеристики качества.
3. Дайте понятия дизайна. Перечислите и охарактеризуйте основные виды разработки
вещей как целостных объектов.
4. Дайте понятие формы и охарактеризуйте первичные элементы формы изделия.
5. Композиция изделия и средства её создания.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте эволюцию дизайна.
2. Дайте понятие стиля. Охарактеризуйте основные стили.
Основная литература:
1. Месяченко В.Т., Кокошннская В.И. Товароведение текстильных товаров. М.: Высшая
школа, 1987.
2. Купряков Е.М. Стандартизация и качество промышленной продукции М.: Высшая
школа, 1986.
3. Царёв В.И. Эстетика и дизайн непродовольственных товаров.
Дополнительная литература:
1. Комар А. Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высшая школа, 1988.
2. Аронов В.Р. Феномен индустриального дизайна. Техническая эстетика, 1991 № 1
3. Гартман К.О. Стили: в 2-х ч., М., 2000
Практическое занятие № 14
Тема: «Основы взаимозаменяемости и технические измерения»
План:
1. Понятие о точности как одном из показателей качества детали.
2. Понятие о допусках и посадках.
3. Средства измерения размеров.
4. Основные методы измерений.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1.
2.
3.
4.
Изделие и его элементы: детали и сборочные единицы.
Точность размеров.
Точность формы и расположения поверхностей.
Шероховатость поверхности.
Задания для самостоятельной работы:
1. Назначение любой обработки – получение изделия заданного качества при
наибольшей экономической эффективности.
2. Нониусные и микрометрические инструменты.
3. Измерительные головки.
4. Измерительные инструменты и приспособления швейного дела.
Основная литература:
1. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. С-Пб., 2004
2. Клевлеев В.М., Попов Ю.П., Кузнецова И.А., метрология, стандартизация,
сертификация, М., 2004
3. Анухин В.И. Допуски и посадки. С-Пб., 2004
4. Труханова А.Т. Основы технологии швейного производства. М., 2000
Дополнительная литература:
1. Месяченко В.Т., Кокошннская В.И. Товароведение текстильных товаров. М.: Высшая
школа, 1987.
2. Купряков Е.М. Стандартизация и качество промышленной продукции М.: Высшая
школа, 1986.
Практическое занятие № 15
Тема: «Общие сведения о механической обработке материалов»
План:
1. Понятие о механической обработке.
2. Организация рабочего места. Основные правила техники безопасности
механической обработке. Правила ухода за оборудованием и рабочим местом.
3. Основные группы инструментальных материалов.
4. Технологическая операция и её элементы.
при
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Основные виды механической обработки материалов, их общие признаки и различия.
Классификация движений.
2. Как с точки зрения эргономических особенностей осуществляется организация
рабочего места станочника и швеи.
3. Каковы основные правила техники безопасности при механической обработке
материалов.
4. Каковы правила ухода за оборудованием и рабочим местом при механической
обработке материалов.
5. Дайте классификацию групп инструментальных материалов для механической
обработки материалов.
6. Назовите основные геометрические параметры режущих инструментов.
7. Понятие о технической норме времени и её составляющих.
Задания для самостоятельной работы:
1. Процесс образования стружки. Типы стружек.
2. Режимы резания. Износ режущего инструмента и его стойкость. Понятие о
допускаемой скорости резания.
3. Подготовка инструмента к осуществлению технологических процессов
Основная литература:
1. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. шк., 1990.
2. Охрана труда в школе: Сб. нормативных док./Сост. С. М. Кулешов. М., 1985.
3. Охрана труда и техника безопасности в общеобразовательной школе: Сб. нормативных
док. М., 1985.
Дополнительная литература:
1. Семенов.А. С. Охрана труда при обучении химии. М., 1986.
2. Сулла М.Б. Охрана труда. М., 1989.
3. Технология важнейших отраслей промышленности /Под ред. И.В. Ченцова Т. 1,2/. Минск: 1989.
Практическое занятие № 16
Тема: «Технологии современного производства»
План:
1. Понятие техники, технологии, промышленного производства.
2. Понятие экономического потенциала
3. Научно- технических прогресс в России и за рубежом и его определяющая роль в
экономике государства.
4. Предмет, задачи, содержание курса и его связь с другими дисциплинами.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Дайте понятия техники, технологии, промышленного производства и охарактеризуйте
их.
2. Перечислите задачи развития техники, технологии и промышленного производства
конца ХХ – начала ХХI века.
3. Дайте общую характеристику и понятие экономического потенциала для современной
России.
4. Охарактеризуйте взаимосвязь экономического роста российской экономики и научнотехнического прогресса
Задания для самостоятельной работы:
Темы рефератов:
1. Предпосылки формирования научно-технического прогресса в России и за рубежом
2. Особенности становления и развития научно-технического прогресса в России и за
рубежом.
Основная литература:
1. Безруков В., Новосельский В. Потенциал экономического развития России и научнотехнический прогресс // Экономист. 2002. № 1. С. 3-6
2. Безруков В. Потенциал экономического развития и научно-технический прогресс / //
Экономист. 2002. № 1. С. 3-6.
3. Дынкин А. А., Иванова Н. И. Наука и технология; мировые тенденции // Общество и
экономика. 1999. № 3-4. С. 22-28
Дополнительная литература:
1. Каландия И. Д. Научно-технический прогресс и некоторые аспекты развития культуры
/ Перспективы человека в глобализирующемся мире / Под ред. Парцвания В. В. СПб.:
Санкт-Петербургское философское общество, 2003. 211 с.
2. Кастельс М. Информационная эпоха: экономика, общество и культура. Пер. с англ. /
Под ред. Шкаратана О. И. М.: ГУ ВШЭ, 2000.
Практическое занятие № 17
Тема: «Структура современного производства»
План:
1. Общая структура народного хозяйства России.
2. Отраслевая структура промышленности РФ.
3. Межотраслевые комплексы.
4. Экономические районы России и территориальная организация промышленности.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Охарактеризуйте производственная и непроизводственная сферы народного хозяйства.
2. Дайте схематичную характеристику отраслевая структуры промышленности РФ.
3. На основе экономической географии назовите экономические районы России и
охарактеризуйте территориальную организацию промышленности.
Задания для самостоятельной работы:
1. Дайте понятие и охарактеризуйте на примере межотраслевые комплексы.
2. Назовите и охарактеризуйте основные составляющие и долю во внутреннем валовом
продукте России производственной и непроизводственной сферы народного хозяйства
Основная литература:
1. Анучин В.А. Основы природопользования. М., 1987
2. Дронов В.П. Экономическая и социальная география. М., 1994.
3. Родионов И.А. Экономическая география. М., 1997
Дополнительная литература:
1. Шишов С.С. Экономическая география и регионалистика. М., 1998
2. Региональная экономика. М., 1995.
3. Звонкова Т.В. Географическое прогнозирование. М., 1987
Практическое занятие № 18
Тема: «Производство топлива и энергии»
План:
1. Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
техническая, экологическая и экономическая характеристики.
2. Топливно-энергетический комплекс России.
3. Угольная промышленность. Основные угольные районы России.
4. Жидкие топлива.
5. Газообразные топлива. Состав и основные характеристики природного и
искусственного газообразного топлива.
6. Понятие о термоядерной энергии.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Топливная промышленность и электроэнергетика и их общая характеристика.
2. Объёмы производства электроэнергии и основных видов топлива в России и за
рубежом.
3. Топливо и его классификация по агрегатному состоянию и происхождению. Основные
характеристики топлива.
4. Запасы угля и его производство (добыча).
5. Переработка нефти.
6. Запасы нефти и её производство (добыча).
7. Запасы природного газа и его производство (добыча).
8. Газовая промышленность. Основные районы добычи газа в России.
9. Понятие о термоядерной энергии.
Задания для самостоятельной работы:
1. Уголь и его разновидности.
2. Нефтяная промышленность. Основные районы нефтедобычи России.
3. Электростанции, их классификация и общая схема производства и передачи энергии.
4. Перспективы развития отечественной и мировой энергетики в ХХI веке.
Основная литература:
1. Мировая энергетика: прогноз развития до 2010 года. /Под ред. Ю.Н. Старшикова/ М.,
1990
2. Энергетические ресурсы мира. /Под ред. П.С. Непорожнего,В.И. Попкова/ М., 1995
3. Веников В.А., Журавлёв В.Г., Филиппова Т.А. Энергетика в современном мире. М.,
1986
Дополнительная литература:
1. Коконов Ю.Д. Энергетика и экономика Проблемы перехода к новым источникам
энергии. М., 1981
2. Проценко А.Н. Энергия будущего. М., 1980
3. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М., 1992.
Практическое занятие № 19
Тема: «Производство металлических материалов»
План:
1. Общая классификация материалов и способов их производства.
2. Понятие о металлургическом способе производства металлических материалов.
Металлургический комплекс.
3. Современные способы производства стали особо высокого качества. Технология
прямого получения железа.
4. Золотодобывающая и алмазодобывающая промышленность.
5. Машиностроительный комплекс и его структура. Тяжёлое, общее и среднее
машиностроение.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Черная и цветная металлургия. Общая последовательность технологических операций
в металлургии. Основные виды металлургических процессов.
2. Технология производства чугуна. Устройство доменной печи. Доменный процесс.
3. Технико-экономическая оценка производства стали различными методами.
Классификация сталей.
4. Технология производства стали. Кислородно-конвертерный процесс. Производство
стали в электропечах.
5. Технология разливки стали. Непрерывная разливка стали. Основы литейного
производства.
6. Технология производства меди, алюминия и титана.
7. Основные виды обработки металлов давлением.
8. Объёмы производства и перспективы развития машиностроения в России.
Задания для самостоятельной работы:
Темы рефератов
1. Общая характеристика черной металлургии России. Крупнейшие предприятия отрасли
и объёмы производства железной руды, чугуна, стали и проката в России.
2. Руда. Типы запасов руд. Виды железных руд. Подготовка железной руды к плавке.
Технология обогащения руды. Агломерация.
3. Понятие о порошковой металлургии.
4. Кузнечное, кузнечно-штамповочное и холодно-прессовое производство.
5. Прокатка. Ковка. Производство труб.
6. Перспективы развития металлургии в России в ХХI веке.
7. Общая характеристика цветной металлургии России. Основные предприятия отрасти и
объёмы производства основных цветных металлов.
Основная литература:
1. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
2. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
3. Никифоров В. М. Технология металлов и других конструкционных материалов. СПб.:
Политехника, 2000.
Дополнительная литература:
1. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
2. Металловедение и технология металлов / Солнцев Ю. П., Веселов В. А., Демянцевич
В. П. и др. / Под ред. Ю. П. Солнцева. М.: Металлургия, 1988.
Практическое занятие № 20
Тема: «Производство неметаллических материалов»
План:
1. Понятие о химическом способе производства неметаллических материалов.
2. Производство древесины. Механическая и химическая переработка древесины.
3. Общие сведения о текстильном, швейном, обувном производстве и перерабатывающем
производстве агропромышленного комплекса.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Общая характеристика химического комплекса РФ. Основные отрасли комплекса.
2. Общая последовательность технологических операций в химическом производстве.
3. Производство полимерных материалов. Органический синтез. Производство
пластмасс, химических волокон, синтетического каучука.
4. Объёмы производства полимерных материалов в России.
5. Основные виды минеральных удобрений и их производство.
6. Охарактеризуйте текстильное производство.
Задания для самостоятельной работы:
Темы рефератов
1. Производство кислот. Объёмы производства минеральных удобрений и кислот в
России.
2. Производство строительных материалов. Минерально-строительное сырьё.
3. Производство цемента и железобетонных изделий.
4. Перспективы развития производства неметаллических материалов в ХХI веке.
5. Общие сведения о текстильном производстве.
6. Общие сведения о швейном производстве.
7. Общие сведения об обувном производстве.
Основная литература:
1. Некрич М.И. Общая химическая технология. Харьков: ХГУ, 1969.
2. Новиков В.У. Полимерные материалы для строительства. Справочник М.: Высшая
школа, 1995.
3. Архипов Г.С., Головтеева А.А. Технология кожи. М.: Экономика, 1982.
4. Труханова А.Т. Основы технологии швейного производства. М., 2000
5. Ермакова А.С. Оборудование швейных предприятий. М., 2002
Дополнительная литература:
1. Общая химическая технология /Под ред. И.П. Мукленова. т.1, 2/. М.: Высшая
школа, 1984.
2. Общая химическая технология /Под ред. проф.А.Г. Амелит/. - М.: Химия, 1977
3. Аронина Ю.Н. Технология выделки и крашения меха. - М.: Легпромбытиздат,
1986
4. Пурим Я. А. Технология выделки пушно-мехового и овчинно-шубного сырья. М.:
Легпромбытиздат, 1982.
5. Першина Л.Ф., Петрова С.В. Технология швейного производства. М., 1991
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.
ТЕМА: «ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЛОКНАХ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С КЛАССИФИКАЦИЕЙ И ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ ВОЛОКОН.
2. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ВОЛОКОН.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, СВЕЧА, ГИРЬКИ, ШИЛО.
2. МАТЕРИАЛЫ – РАЗЛИЧНЫЕ ТЕКСТИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД НАТУРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН.
ЗАДАНИЕ:
1. ОПРЕДЕЛИТЬ САМОЕ ПРОЧНОЕ ИЗ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ВОЛОКОН, РЕЗУЛЬТАТЫ ОФОРМИТЬ В
ТАБЛИЦЕ.
ВОПРОСЫ:
1. ЧТО ТАКОЕ ВОЛОКНО, НИТЬ?
2. СХЕМА КЛАССИФИКАЦИИ ВОЛОКОН.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.
ТЕМА: «НАТУРАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ НАТУРАЛЬНОГО ВОЛОКНА.
2. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И СОСТАВА ХЛОПКА, ЛНА,ШЕРСТИ И ШЕЛКА.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, СВЕЧА, ГИРЬКИ.
МАТЕРИАЛЫ – ВОЛОКНА НАТУРАЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД НАТУРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН.
ЗАДАНИЕ:
1. ОПРЕДЕЛИТЬ ВИД КАЖДОГО ИЗ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ НАТУРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН, РЕЗУЛЬТАТЫ
ОФОРМИТЬ В ТАБЛИЦЕ, ВЫПОЛНИТЬ ИЛЛЮСТРАЦИИ ВНЕШНЕГО ВИДА И ПОПЕРЕЧНОГО
СЕЧЕНИЯ КАЖДОГО ВОЛОКНА.
ВОПРОСЫ:
1. КАКИЕ СВОЙСТВА ОТЛИЧАЮТ ВОЛОКНА ЛНА ОТ ВОЛОКОН ХЛОПКА?
2. КАКИМИ ФИЗИКО – ХИМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ОБЛАДАЮТ ШЕРСТЬ И НАТУРАЛЬНЫЙ
ШЕЛК; В ЧЕМ ИХ СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЕ?
1.
2.
3.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
ТЕМА: «ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ХИМИЧЕСКОГО ВОЛОКНА.
2. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И СОСТАВА ИСКУССТВЕННОГО И СИНТЕТИЧЕСКОГО
ВОЛОКНА.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, СВЕЧА, ГИРЬКИ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ВОЛОКНА РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД НАТУРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН.
ЗАДАНИЕ:
1. ОПРЕДЕЛИТЬ ВИД КАЖДОГО ИЗ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, РЕЗУЛЬТАТЫ
ОФОРМИТЬ В ТАБЛИЦЕ.
ВОПРОСЫ:
1. ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ СЫРЬЕМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН?
2. КАКИМИ СВОЙСТВАМИ ОБЛАДАЮТ ИСКУССТВЕННЫЕ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ТКАНИ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.
ТЕМА: «АССОРТИМЕНТ СОВРЕМЕННЫХ ТКАНЕЙ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ТКАНЕЙ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ТКАНЕЙ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, СВЕЧА, ШИЛО, ГИРЬКИ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ВОЛОКНА РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТКАНЕЙ.
ЗАДАНИЕ:
ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ МЕХАНИЧЕСКИЕ, ФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
РАЗЛИЧНЫХ НАТУРАЛЬНЫХ, ИСКУССТВЕННЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ, РЕЗУЛЬТАТЫ И
СРАВНИТЕЛЬНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ОФОРМИТЬ В ТАБЛИЦЕ.
ВОПРОСЫ:
1. ОТЧЕГО ЗАВИСЯТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТКАНЕЙ?
2. КАК ИЗБЕЖАТЬ ПРОРУБАЕМОСТИ ТКАНИ?
1.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.
ТЕМА: «СТАЧИВАЮЩАЯ ШВЕЙНАЯ МАШИНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ШВЕЙНЫХ МАШИН.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ НА СТАЧИВАЮЩЕЙ ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ.
3. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МЕХАНИЗМОВ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ: ИГЛЫ И
НИТЕПРИТЯГИВАТЕЛЯ, ЧЕЛНОЧНОГО УСТРОЙСТВА.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ХЛОПЧАТОБУМАЖНАЯ ТКАНЬ, НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА МАШИНЫ, СХЕМА ЗАПРАВКИ ИГОЛЬНОЙ
НИТКИ, СХЕМА ЗАПРАВКИ НИТОК КРАЕОБМЕТАЧНОЙ МАШИНЫ.
ЗАДАНИЕ:
1. ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ РАБОТУ МЕХАНИЗМОВ ИГЛЫ, НИТЕПРИТЯГИВАТЕЛЯ И
ЧЕЛНОЧНОГО УСТРОЙСТВА.
2. ЗАРИСОВАТЬ ПРИНЦИП ОБРАЗОВАНИЯ ЧЕЛНОЧНОГО СТЕЖКА.
3. НАУЧИТЬСЯ ЗАПРАВЛЯТЬ НИЖНЮЮ И ВЕРХНЮЮ НИТКИ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ.
ВОПРОСЫ:
1. ПРАВИЛА ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ НА ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ.
2. ВИДЫ ШВЕЙНЫХ МАШИН.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6.
ТЕМА: «СТАЧИВАЮЩАЯ ШВЕЙНАЯ МАШИНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ШВЕЙНЫХ МАШИН.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ НА СТАЧИВАЮЩЕЙ ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ.
3. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МЕХАНИЗМОВ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ: ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
МАТЕРИАЛА, РЕГУЛЯТОРА СТЕЖКА И УЗЛА ЛАПКИ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ХЛОПЧАТОБУМАЖНАЯ ТКАНЬ, НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА МАШИНЫ, СХЕМА ЗАПРАВКИ ИГОЛЬНОЙ
НИТКИ, СХЕМА ЗАПРАВКИ НИТОК КРАЕОБМЕТАЧНОЙ МАШИНЫ.
ЗАДАНИЕ:
1. ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ РАБОТУ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАТЕРИАЛА, РЕГУЛЯТОРА
СТЕЖКА И УЗЛА ЛАПКИ.
2. ВЫПОЛНИТЬ КИНЕМАТИЧЕСКУЮ СХЕМУ СТАЧИВАЮЩЕЙ МАШИНЫ.
3. ВЫПОЛНИТЬ НА ОБРАЗЦЕ СТРОЧКИ С РАЗЛИЧНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ СТЕЖКА.
ВОПРОСЫ:
1. ВИДЫ КЛАССИФИКАЦИИ ШВЕЙНЫХ МАШИН.
2. КАК ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ ШВЕЙНЫЕ МАШИНЫ ПО ХАРАКТЕРУ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ НИТОК В
СТРОЧКЕ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7.
ТЕМА: «СТАЧИВАЮЩАЯ ШВЕЙНАЯ МАШИНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ШВЕЙНЫХ МАШИН.
ОЗНАКОМЛЕНИЕ С НЕПОЛАДКАМИ, ВСТРЕЧАЮЩИМИ ПРИ РАБОТЕ НА ШВЕЙНОЙ МАШИНЕ.
ИЗУЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТЕЖКОВ И СТРОЧЕК ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ХЛОПЧАТОБУМАЖНАЯ ТКАНЬ, НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА МАШИНЫ, СХЕМА ЗАПРАВКИ ИГОЛЬНОЙ
НИТКИ, СХЕМА ЗАПРАВКИ НИТОК КРАЕОБМЕТАЧНОЙ МАШИНЫ.
ЗАДАНИЕ:
1. ИЗУЧИТЬ РЕГУЛИРОВКУ МАШИНЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТЕЖКОВ И
СТРОЧЕК.
2. ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ, УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК В РАБОТЕ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ.
3. ВЫПОЛНИТЬ НА ОБРАЗЦЕ РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ЗИГЗАГООБРАЗНОЙ СТРОЧКИ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКИЕ НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ МОЖНО УСТРАНИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО?
2. КАК ПРОИЗВОДИТЬ ЧИСТКУ И СМАЗКУ МАШИНЫ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8.
2.
3.
ТЕМА: «СТАЧИВАЮЩАЯ ШВЕЙНАЯ МАШИНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ШВЕЙНЫХ МАШИН.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ЗАМЕНЫ ИГЛЫ И ЛАПКИ.
3. ИЗУЧЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ И ДЕКОРАТИВНЫХ СТЕЖКОВ И СТРОЧЕК ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ХЛОПЧАТОБУМАЖНАЯ ТКАНЬ, НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА МАШИНЫ, СХЕМА ЗАПРАВКИ ИГОЛЬНОЙ
НИТКИ, СХЕМА ЗАПРАВКИ НИТОК КРАЕОБМЕТАЧНОЙ МАШИНЫ.
ЗАДАНИЕ:
1. ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ ПРАВИЛА ЗАМЕНЫ ИГЛЫ И СПЕЦИАЛЬНЫХ ЛАПОК.
2. ИЗУЧИТЬ РЕГУЛИРОВКУ МАШИНЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ СТЕЖКОВ И СТРОЧЕК И
ВЫПОЛНЕНИЕ ПУТЛИ НА РАЗЛИЧНУЮ ВЕЛИЧИНУ ПУГОВИЦЫ.
3. ВЫПОЛНИТЬ НА ОБРАЗЦЕ РАЗЛИЧНЫЕ ДЕКОРАТИВНЫЕ СТРОЧКИ И ПЕТЛЮ НА РАЗЛИЧНУЮ
ВЕЛИЧИНУ ПУГОВИЦЫ.
ВОПРОСЫ:
1. ЧТО НАДО ДЕЛАТЬ ПРИ ПОЛОМКЕ ИГЛЫ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ?
2. ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ПРИ ОБРЫВЕ НИТИ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9.
ТЕМА: «КРАЕОБМЕТАЧНАЯ МАШИНА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ КРАЕОБМЕТАЧНЫХ МАШИН.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ НА КРАЕОБМЕТАЧНОЙ МАШИНЕ.
3. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МЕХАНИЗМОВ, ПРИНЦИПА ОБРАЗОВАНИЯ СТЕЖКА.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ХЛОПЧАТОБУМАЖНАЯ ТКАНЬ, НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА МАШИНЫ, СХЕМА ЗАПРАВКИ ИГОЛЬНОЙ
НИТКИ, СХЕМА ЗАПРАВКИ НИТОК КРАЕОБМЕТАЧНОЙ МАШИНЫ.
ЗАДАНИЕ:
ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ РАБОТУ МЕХАНИЗМОВ «ОВЕРЛОГА».
ИЗУЧИТЬ ОПЫТНЫМ ПУТЕМ ЗАПРАВКУ ВСЕХ НИТОК.
ОБМЕТАТЬ ВСЕ СРЕЗЫ ОБРАЗЦА.
ЗАРИСОВАТЬ ПРИНЦИП ОБРАЗОВАНИЯ ЦЕПНОГО СТЕЖКА.
ВОПРОСЫ:
1.
2.
3.
4.
ПРИНЦИП ОБРАЗОВАНИЯ ЦЕПНОГО СТЕЖКА.
ВИДЫ КРАЕОБМЕТАЧНЫХ МАШИН.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10.
ТЕМА: «ВЫШИВКА КРЕСТОМ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИСТОРИЕЙ ИСКУССТВА ВЫШИВАНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ С ВЫШИВАЛЬНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ И ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ДЛЯ ВЫШИВАНИЯ, ВЫБОРА ТКАНИ, НИТОК И
ПРАВИЛ ПЕРЕВОДА РИСУНКА НА ТКАНЬ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, НАПЕРСТОК, САНТИМЕТРОВАЯ
ЛЕНТА, ПЯЛЬЦЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ТКАНЬ, КАНВА, ЛЬНЯНЫЕ, ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫЕ, ШЕРСТЯНЫЕ НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД ПОЭТАПНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ДАННОГО ЗАДАНИЯ,
ИЛЛЮСТРАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЧЕТНЫХ ВЫШИВОК.
ЗАДАНИЕ:
1. ВЫПОЛНИТЬ ПЕРЕВОД РИСУНКА НА ТКАНЬ РАЗНЫМИ СПОСОБАМИ.
2. ВЫПОЛНИТЬ ПЕРЕВОД РИСУНКА НА ТКАНЬ С УВЕЛИЧЕНИЕМ ОТНОСИТЕЛЬНО ЭСКИЗА.
3. ВЫПОЛНИТЬ ПЕРЕВОД РИСУНКА НА ТКАНЬ С УМЕНЬШЕНИЕМ ОТНОСИТЕЛЬНО ЭСКИЗА.
ВОПРОСЫ:
1. ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ВЫБОР ТКАНИ И НИТОК ДЛЯ ВЫШИВКИ?
2. ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ ВЫШИВАЛЬНЫЕ ИГЛЫ ОТ ОБЫЧНЫХ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11.
ТЕМА: «ВЫШИВКА КРЕСТОМ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИСТОРИЕЙ ИСКУССТВА ВЫШИВАНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ОРНАМЕНТАЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ В ВЫШИВКЕ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ЦВЕТОВОЙ ГАРМОНИИ В ВЫШИВКЕ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, НАПЕРСТОК, САНТИМЕТРОВАЯ
ЛЕНТА, ПЯЛЬЦЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ТКАНЬ, КАНВА, ЛЬНЯНЫЕ, ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫЕ, ШЕРСТЯНЫЕ НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ - ИЛЛЮСТРАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЧЕТНЫХ ВЫШИВОК, ЦВЕТОВОГО
КРУГА, СТИЛИЗОВАННЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ И ЖИВОТНЫХ МОТИВОВ.
ЗАДАНИЕ:
1. ИЗУЧИТЬ ТАКИЕ ПОНЯТИЯ КАК: ОРНАМЕНТ, КОМПОЗИЦИЯ, РИТМ, РАППОРТ, СИММЕТРИЯ,
РАВНОВЕСИЕ В ВЫШИВКЕ.
2. ИЗУЧИТЬ ТАКИЕ ПОНЯТИЯ КАК: ЦВЕТОВОЙ ТОН, ЯРКОСТЬ (СВЕТЛОТА), НАСЫЩЕННОСТЬ
ЦВЕТА, ХРОМАТИЧЕСКИЕ И АХРОМАТИЧЕСКИЕ ЦВЕТА, ХОЛОДНЫЕ И ТЕПЛЫЕ ЦВЕТА.
3. ВЫПОЛНИТЬ УЗОР В ВИДЕ ОРНАМЕНТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ ИЗ МОТИВОВ ЦВЕТОВ И ЛИСТЬЕВ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКОВО РАЗЛИЧИЕ МЕЖДУ УЗОРОМ И ОРНАМЕНТОМ?
2. НА КАКОМ ФОНЕ ЛУЧШЕ ВСЕГО ИЗОБРАЗИТЬ КРАСНЫЕ ЦВЕТЫ? ВАСИЛЬКИ? ПОЧЕМУ?
1.
2.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12.
ТЕМА: «ВЫШИВКА КРЕСТОМ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИСТОРИЕЙ ИСКУССТВА ВЫШИВАНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ЗАКРЕПЛЕНИЯ НИТКИ НА ТКАНИ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПОЛНЕНИЯ СЧЕТНЫХ ШВОВ (ПРОСТОЙ КРЕСТ).
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, НАПЕРСТОК, САНТИМЕТРОВАЯ
ЛЕНТА, ПЯЛЬЦЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ТКАНЬ, КАНВА, ЛЬНЯНЫЕ, ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫЕ, ШЕРСТЯНЫЕ НИТКИ.
НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД ПОЭТАПНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ДАННОГО ЗАДАНИЯ,
ИЛЛЮСТРАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЧЕТНЫХ ВЫШИВОК.
ЗАДАНИЕ:
1. ИЗГОТОВИТЬ ОБРАЗЕЦ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО И
ВЕРТИКАЛЬНОГО РЯДОВ КРЕСТИКОВ.
2. ИЗГОТОВИТЬ ОБРАЗЕЦ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ДИАГОНАЛЬНЫХ РЯДОВ
КРЕСТИКОВ.
3. ИЗГОТОВИТЬ ОБРАЗЕЦ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ РЯДА КРЕСТИКОВ ЧЕРЕЗ
ИНТЕРВАЛ.
ВОПРОСЫ:
1. ПОЧЕМУ ПРОСТОЙ КРЕСТ ОТНОСЯТ К СЧЕТНЫМ ШВАМ?
2. РАЗНОВИДНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВЫШИВАНИЯ ПРОСТОГО КРЕСТА?
3.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13.
ТЕМА: «ВЫШИВКА КРЕСТОМ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИСТОРИЕЙ ИСКУССТВА ВЫШИВАНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ВЫШИВАНИЯ В ТЕХНИКЕ ПРОСТОЙ КРЕСТ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫШИВАНИЯ ДАННОГО ОРНАМЕНТА.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, НАПЕРСТОК, САНТИМЕТРОВАЯ
ЛЕНТА, ПЯЛЬЦЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ТКАНЬ, КАНВА, ЛЬНЯНЫЕ, ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫЕ, ШЕРСТЯНЫЕ НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД ПОЭТАПНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ДАННОГО ЗАДАНИЯ,
ИЛЛЮСТРАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЧЕТНЫХ ВЫШИВОК.
ЗАДАНИЕ:
1. ОБОЗНАЧИТЬ ЦЕНТР ОРНАМЕНТА.
2. ВЫПОЛНИТЬ ФРАГМЕНТ ОРНАМЕНТА НИТКАМИ ОДНОГО ЦВЕТА, НАЧИНАЯ РАБОТУ С ВЕРХУ.
3. ВЫПОЛНИТЬ СЛЕДУЮЩИЙ ФРАГМЕНТ ОРНАМЕНТА НИТКАМИ ДРУГОГО ЦВЕТА, С
СОБЛЮДЕНИЕМ ИЗУЧЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПОЛНЕНИЯ РЯДА КРЕСТИКОВ.
ВОПРОСЫ:
1. НА КАКОЙ ТКАНИ ВЫПОЛНЯЮТСЯ СЧЕТНЫЕ ШВЫ?
2. КАКИЕ ВИДЫ СЧЕТНЫХ ШВОВ ЗНАЕТЕ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14.
ТЕМА: «ВЫШИВКА КРЕСТОМ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИСТОРИЕЙ ИСКУССТВА ВЫШИВАНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЫШИВАНИЯ В ТЕХНИКЕ ПРОСТОЙ КРЕСТ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ВЫШИВКИ.
МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ:
1. ИНСТРУМЕНТЫ – ЛИНЕЙКА, МЕЛ, НОЖНИЦЫ, БУЛАВКИ, ИГЛЫ, НАПЕРСТОК, САНТИМЕТРОВАЯ
ЛЕНТА, ПЯЛЬЦЫ.
2. МАТЕРИАЛЫ – ТКАНЬ, КАНВА, ЛЬНЯНЫЕ, ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫЕ, ШЕРСТЯНЫЕ НИТКИ.
3. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ – СТЕНД ПОЭТАПНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ ДАННОГО ЗАДАНИЯ,
ИЛЛЮСТРАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЧЕТНЫХ ВЫШИВОК.
ЗАДАНИЕ:
1. ВЫПОЛНИТЬ ОСТАЛЬНЫЕ ФРАГМЕНТЫ ОРНАМЕНТА НИТКАМИ СООТВЕТСТВУЮЩИХ
ОТТЕНКОВ.
2. ВЫПОЛНИТЬ УТЮЖКУ ВЫШИВКИ С ИЗНАНОЧНОЙ СТОРОНЫ.
3. ОФОРМИТЬ ВЫШИВКУ В РАМКУ.
ВОПРОСЫ:
1.
2.
МОЖЕТ ВЫШИВКА ПРОСТОЙ КРЕСТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ В КОМБИНАЦИИ С ДРУГИМИ ВИДАМИ
ВЫШИВКИ?
АССОРТИМЕНТ ИЗДЕЛИЙ, УКРАШАЕМЫХ ВЫШИВКОЙ ПРОСТОЙ КРЕСТ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15.
ТЕМА: «ДИЕТИЧЕСКОЕ ПИТАНИЕ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ДИЕТИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ, КАК С ЛЕЧЕБНЫМ ФАКТОРОМ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ ДЛЯ ДИЕТИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ.
ЗАДАНИЕ:
1. ВЫПОЛНИТЬ РЕФЕРАТ И ЭЛЕКТРОННУЮ ПРЕЗЕНТАЦИЮ НА ТЕМУ: «НАИБОЛЕЕ
РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ДИЕТЫ».
ВОПРОСЫ:
1. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ КАЧЕСТВА ДИЕТ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16.
ТЕМА: «ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОУСОВ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С КЛАССИФИКАЦИЕЙ СОУСОВ.
2. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С НОРМАМИ ЗАКЛАДКИ МУКИ И ЖИРА, РЕЖИМАМИ ВАРКИ, СРОКА
ХРАНЕНИЯ.
ЗАДАНИЕ:
1. ПОДГОТОВИТЬ СООБЩЕНИЕ НА ТЕМУ: «ВИДЫ СОУСОВ».
ВОПРОСЫ:
1. ЗНАЧЕНИЕ СОУСОВ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 17.
ТЕМА: «ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОУСОВ ДЛЯ РЫБНЫХ БЛЮД».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИГОТОВЛЕНИЕМ БУЛЬОНА ДЛЯ РЫБНОГО СОУСА.
2. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИГОТОВЛЕНИЕМ ПАССЕРОВКИ И ТЕХНОЛОГИЕЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ СОУСОВ К РЫБНЫМ БЛЮДАМ.
3. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РЕЦЕПТОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕГО БЛЮДА:
- РЫБА, ПРИПУЩЕННАЯ ПОД СОУСОМ «ПОЛЬСКИМ»;
- КАЛЬМАР В СМЕТАННОМ СОУСЕ.
ЗАДАНИЕ:
1. ПРИГОТОВИТЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ ОДНО ИЗ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД, ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА, ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО МЕСТА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА
СЫРЬЯ, ПОДГОТОВКИ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ К ОБРАБОТКЕ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКУЮ РЫБУ МОЖНО ДЕЛАТЬ ПОД «ПОЛЬСКИМ» СОУСОМ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 18.
ТЕМА: «ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОУСОВ К МЯСНЫМ БЛЮДАМ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИГОТОВЛЕНИЕМ БУЛЬОНА ДЛЯ МЯСНОГО СОУСА.
2. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ПРИГОТОВЛЕНИЕМ ПАССЕРОВКИ И ТЕХНОЛОГИЕЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ СОУСОВ К РЫБНЫМ БЛЮДАМ.
3. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С РЕЦЕПТОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕГО БЛЮДА:
- БЕФСТРОГАНОВ;
- ТУШЕНОЕ МЯСО. ГУЛЯШ.
ЗАДАНИЕ:
ПРИГОТОВИТЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ ОДНО ИЗ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД, ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА, ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО МЕСТА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА
СЫРЬЯ, ПОДГОТОВКИ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ К ОБРАБОТКЕ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКОЕ МЯСО ЛУЧШЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД?
1.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19.
ТЕМА: «БЛЮДА ИЗ ЯИЦ И ТВОРОГА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С АССОРТИМЕНТОМ БЛЮД ИЗ ЯИЦ И ТВОРОГА, РЕЖИМОМ ИХ ТЕПЛОВОЙ
ОБРАБОТКИ, ПРАВИЛАМИ ХРАНЕНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЯИЧНЫХ БЛЮД:
- ВИДЫ ОМЛЕТОВ;
- ФАРШИРОВАННЫЕ ЯИЦА.
ЗАДАНИЕ:
1. ПРИГОТОВИТЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ ОДНО ИЗ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД, ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА, ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО МЕСТА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА
СЫРЬЯ, ПОДГОТОВКИ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ К ОБРАБОТКЕ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКИЕ ЕЩЕ БЛЮДА ИЗ ЯИЦ ЗНАЕТЕ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20.
ТЕМА: «БЛЮДА ИЗ ЯИЦ И ТВОРОГА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С АССОРТИМЕНТОМ БЛЮД ИЗ ЯИЦ И ТВОРОГА, РЕЖИМОМ ИХ ТЕПЛОВОЙ
ОБРАБОТКИ, ПРАВИЛАМИ ХРАНЕНИЯ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮД ИЗ ТВОРОГА:
- ТВОРОЖНАЯ ЗАПЕКАНКА С МАНКОЙ;
- СЫРНИКИ.
ЗАДАНИЕ:
1. ПРИГОТОВИТЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ ОДНО ИЗ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД, ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА, ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО МЕСТА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА
СЫРЬЯ, ПОДГОТОВКИ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ К ОБРАБОТКЕ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКИЕ ЕЩЕ БЛЮДА ИЗ ТВОРОГА ЗНАЕТЕ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 21.
ТЕМА: «ЗАГОТОВКА ПРОДУКТОВ».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ СО СПОСОБАМИ ХРАНЕНИЯ И КОНСЕРВИРОВАНИЯ ОВОЩЕЙ, ФРУКТОВ,
ГРИБОВ, ЯГОД.
2. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРОЗКИ, КОНСЕРВИРОВАНИЯ, СОЛЕНИЯ, СУШКИ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ:
- КОНСЕРВИРОВАННОГО КОМПОТА АССОРТИ;
- ВАРЕНИЕ ИЗ ЯГОД.
ЗАДАНИЕ:
1. ПОДГОТОВИТЬ СООБЩЕНИЕ НА ТЕМУ: «ФАМИЛЬНЫЙ РЕЦЕПТ ВАРЕНЬЯ».
ВОПРОСЫ:
1. МОЖНО ЛИ ВАРИТЬ ВАРЕНЬЕ ИЗ ОВОЩЕЙ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 22.
ТЕМА: «ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТЕСТА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИНВЕНТАРЕМ, ИНСТРУМЕНТАМИ И ОБОРУДОВАНИЕМ, ПРАВИЛАМИ
БЕЗОПАСНОСТИ И САНИТАРНОЙ ГИГИЕНЫ ПРИ РАБОТЕ С МУЧНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ПОДГОТОВКИ И ПРОСЕИВАНИЯ МУКИ, САХАРА, КРАХМАЛА, САХАРНОЙ
ПУДРЫ, УСЛОВИЙ ВЫПЕЧКИ (ТЕМПЕРАТУРА, ВРЕМЯ ВЫПЕЧКИ), СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГОТОВНОСТИ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ:
- ДРОЖЖЕВОГО ТЕСТА;
- ПРЕСНОГО ТЕСТА.
ЗАДАНИЕ:
1. ПРИГОТОВИТЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ ОДНО ИЗ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД.
2. НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ УСТРОИТЬ ЧАЕПИТИЕ С ДЕГУСТАЦИЕЙ ВЫПЕЧКИ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ДОБАВЛЯЮТ В ТЕСТО.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 23.
ТЕМА: «ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТЕСТА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ИНВЕНТАРЕМ, ИНСТРУМЕНТАМИ И ОБОРУДОВАНИЕМ, ПРАВИЛАМИ
БЕЗОПАСНОСТИ И САНИТАРНОЙ ГИГИЕНЫ ПРИ РАБОТЕ С МУЧНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ПОДГОТОВКИ И ПРОСЕИВАНИЯ МУКИ, САХАРА, КРАХМАЛА, САХАРНОЙ
ПУДРЫ, УСЛОВИЙ ВЫПЕЧКИ (ТЕМПЕРАТУРА, ВРЕМЯ ВЫПЕЧКИ), СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГОТОВНОСТИ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ:
- ПЕСОЧНОГО ТЕСТА;
- СЛОЕНОГО ТЕСТА.
ЗАДАНИЕ:
1. ПРИГОТОВИТЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ ОДНО ИЗ ИЗУЧАЕМЫХ БЛЮД.
2. НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ УСТРОИТЬ ЧАЕПИТИЕ С ДЕГУСТАЦИЕЙ ВЫПЕЧКИ.
ВОПРОСЫ:
1. КАКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ИСПОЛЬЗУЮТ ПРИ ВЫПЕЧКЕ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 24.
ТЕМА: «СЕРВИРОВКА ПРАЗДНИЧНОГО СТОЛА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С КРАТКИМИ СВЕДЕНИЯМИ ИЗ ИСТОРИИ ОРГАНИЗАЦИИ ЗВАНЫХ ОБЕДОВ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПОДАЧИ БЛЮД НА СТОЛ.
3. ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ПРИЕМА ГОСТЕЙ, КУЛЬТУРЫ ОБЩЕНИЯ ЗА СТОЛОМ.
4. ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ СТОЛА К ЮБИЛЕЮ.
ЗАДАНИЕ:
1. ВЫПОЛНИТЬ РЕФЕРАТ И ЭЛЕКТРОННУЮ ПРЕЗЕНТАЦИЮ НА ТЕМУ: «СЕРВИРОВКА
ПРАЗДНИЧНОГО СТОЛА ».
ВОПРОСЫ:
1. ИСТОРИЯ ПРАЗДНОВАНИЯ СВАДЕБ.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25.
ТЕМА: «СЕРВИРОВКА ПРАЗДНИЧНОГО СТОЛА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С КРАТКИМИ СВЕДЕНИЯМИ ИЗ ИСТОРИИ ОРГАНИЗАЦИИ ЗВАНЫХ ОБЕДОВ.
2. ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПОДАЧИ БЛЮД НА СТОЛ.
ИЗУЧЕНИЕ ПРАВИЛ ПРИЕМА ГОСТЕЙ, КУЛЬТУРЫ ОБЩЕНИЯ ЗА СТОЛОМ.
ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТИ ОФОРМЛЕНИЯ СТОЛА К НОВОМУ ГОДУ.
ЗАДАНИЕ:
1. ВЫПОЛНИТЬ РЕФЕРАТ И ЭЛЕКТРОННУЮ ПРЕЗЕНТАЦИЮ НА ТЕМУ: «СЕРВИРОВКА И
УКРАШЕНИЕ СВАДЕБНОГО СТОЛА» И «СЕРВИРОВКА И УКРАШЕНИЕ НОВОГОДНЕГО СТОЛА ».
ВОПРОСЫ:
1. ИСТОРИЯ ПРАЗДНОВАНИЯ НОВОГО ГОДА.
3.
4.
1.8. Методические указания по
отдельным видам занятий, предусмотренных
рабочим учебным планом специальности:
На 2 курсе в 4 семестре студентами выполняется курсовая работа по следующим
примерным курсовым заданиям:
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса_ТП группы ТиД «_____»__________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Исторический обзор развития науки о материалах»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Выделить и охарактеризовать этапы развития науки о материалах.
Отразить персональный вклад и судьбу изобретателей в этой отрасли.
Раздел 2. Проанализировать динамику развития науки и техники в данной
отрасли с учётом статистических данных.
Заключение Сформулировать выводы своего исследования.
Литература Не менее 25 источников
Приложение Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса_ТП группы ТиД «_____»___________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Вклад отечественных учёных в развитие материаловедения»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение Отразить значение и актуальность темы. Определить цель и
задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Выделить и охарактеризовать этапы развития науки о материалах.
Отразить персональный вклад и судьбу учёных в этой отрасли.
Раздел 2. Проанализировать динамику развития науки и техники в данной
отрасли с учётом статистических данных.
Заключение Сформулировать выводы своего исследования.
Литература Не менее 25 источников
Приложение Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса ТП группы ТиД «_____»__________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Научно-технический прогресс в России и за рубежом и его определяющая
роль в экономике государства»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Охарактеризовать предпосылки научно-технического прогресса,
Этапы развития науки и техники, движущие силы.
Раздел 2. Проанализировать динамику развития науки и техники
(с середины XIX века до начала XX века). Проследить зависимость
экономики государства от развития научно-технического прогресса на
примере России и развитых зарубежных государств на основе
статистических данных
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
техническая характеристика»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Описать основные и альтернативные способы получения энергии.
Раздел 2. Дать сравнительную техническую характеристику и
перспективность каждого из способов получения энергии на основе данных
характеристик технологических процессов и статистики.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
техническая характеристика»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Описать основные и альтернативные способы получения энергии.
Раздел 2. Дать сравнительную техническую характеристику и
перспективность каждого из способов получения энергии на основе данных
характеристик технологических процессов и статистики.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
экологическая характеристика»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Описать основные и альтернативные способы получения энергии.
Раздел 2. Дать сравнительную экологическую характеристику и
перспективность каждого из способов получения энергии на основе данных
характеристик технологических процессов и статистики.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
экономическая характеристика»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Описать основные и альтернативные способы получения энергии.
Раздел 2. Дать сравнительную экономическую характеристику и
перспективность каждого из способов получения энергии на основе данных
характеристик
технологических процессов и статистики.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса ТП группы ТиД «_____»__________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Объёмы производства топлива в России и за рубежом»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Сравнить современные объёмы производства топлива в России и
за рубежом. (на примере одной из высокоразвитых стран).
Раздел 2. Проанализировать экономические проблемы и перспективы
производства топлива в России.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курсаТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Общая характеристика черной металлургии России»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Отразить этапы становления и развития чёрной металлургии в
России. Охарактеризовать структуру чёрной металлургии России
(Основные центры добычи, переработки и дальнейшего использования)
Раздел 2. Описать технологические процессы получения продуктов чёрной
металлургии, проанализировать их перспективность на основе
статистических данных.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса ТП группы ТиД «_____»__________2007 г.
МЕДУНОВОЙ ОКСАНЕ ВИТАЛЬЕВНЕ
Тема: «Современные и перспективные способы производства стали»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Описать основные современные способы производства стали.
Раздел 2. Проанализировать, в сравнении, перспективность каждого из
способов производства стали на основе данных характеристик
технологических процессов и статистики.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»__________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Машиностроительный комплекс и его структура»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Охарактеризовать современную структуру машиностроительного
комплекса России.
Раздел 2. Проанализировать проблемы и перспективы развития
машиностроительного комплекса России..
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2005 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Производство неметаллических материалов. Проблемы и перспективы»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Охарактеризовать технологию производства (на примере одного
материала) или дать историческую справку о развитии производства (на
примере одного неметаллического материала)
Раздел 2. Проанализировать проблемы и перспективы развития
производства, выбранного материала на современном этапе.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Текстильное производство. Проблемы и перспективы»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Отразить этапы становления и развития текстильного
производства в России. Охарактеризовать структуру текстильного
производства (основные сырьевые центры, перерабатывающие
предприятия)
Раздел 2. Описать технологические процессы текстильного производства,
проанализировать проблемы и перспективность развития отрасли на основе
статистических данных.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»_________2007 г.
МИШАНКИНОЙ ТАТЬЯНЕ ВАЛЕРЬЕВНЕ
Тема: «Общие сведения о швейном производстве»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Отразить этапы становления и развития швейного производства в
России. Охарактеризовать структуру швейного производства.
Раздел 2. Проанализировать состояние отрасли в России на современном
этапе.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»_________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Технологии обработки металла»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Охарактеризовать технологические свойства различных видов
металлов, их влияние на выбор основных методов обработки металла.
(ручные, станочные).
Раздел 2. Описать технологии обработки металлов и проанализировать их
применение в промышленном и кустарном производствах.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса ТП группы ТиД «_____»__________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Технологии обработки древесины»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Охарактеризовать технологические свойства различных видов
древесины, их влияние на выбор основных методов обработки.
(ручные, станочные).
Раздел 2. Описать технологии обработки древесины и проанализировать их
применение в промышленном и кустарном производствах.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Технологии обработки неметаллических материалов»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Охарактеризовать технологические свойства различных видов
неметаллических материалов, их влияние на выбор основных методов
обработки.(ручные, станочные).
Раздел 2. Описать технологии обработки неметаллических материалов и
проанализировать их применение в промышленном и кустарном
производствах.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Металлургический комплекс Кольского полуострова»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Исторический обзор развития металлургического комплекса
Кольского полуострова.
Раздел 2. Проанализировать технологические перспективы развития
металлургического комплекса Кольского Севера.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Общая характеристика промышленности Кольского Севера»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Описать существующие отрасли промышленности Кольского
Севера на современном этапе.
Раздел 2. Проанализировать вклад отраслей промышленности Кольского
Севера в общую структуру промышленности России на основе
статистических данных
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Проблемы и перспективы рыбной промышленности Кольского Севера»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. История развития рыбной промышленности Кольского Севера.
Раздел 2. Проанализировать проблемы и перспективы развития рыбной
промышленности Кольского Севера на современном этапе.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студентке 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Проблемы и перспективы развития нефтедобывающей промышленности
Кольского Севера»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. Дать характеристику нефтедобывающей промышленности
Кольского Севера.
Раздел 2. Проанализировать проблемы и перспективы развития
Нефтедобывающей промышленности Кольского Севера на современном
этапе.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Выдано студенту 2 курса__ТП группы ТиД «_____»____________2007 г.
ФАМИЛИЯ ИМЯ ОТЧЕСТВО СТУДЕНТА
Тема: «Проблемы и перспективы развития энергетического комплекса Кольского
Севера»
Указания к курсовой работе (КР)
Введение: Отразить значение и актуальность темы. Определить цель
и задачи курсовой работы. Обосновать выбор данной темы. Определить
методы исследования.
Раздел 1. История развития энергетического комплекса Кольского Севера.
Раздел 2. Проанализировать проблемы и перспективы развития
энергетического комплекса Кольского Севера на современном этапе.
Заключение: Сформулировать выводы своего исследования.
Литература: Не менее 25 источников
Приложение: Таблицы, схемы, фотографии, диаграммы, графики
подтверждающие тему исследования.
Сроки выполнения:
Чернового варианта «______» _____________2007 г.
Чистового варианта « ______» _____________2007 г.
Работа должна быть представлена к защите до «______»___________2007 г.
Руководитель ___________________________________________________
Оценка курсовой работы__________________________________________
Председатель комиссии___________________________________________
Члены комиссии__________________________________________________
Образец титульного листа курсовой работы
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Мурманский государственный педагогический университет
Факультет технологии и дизайна
Кафедра технологии и дизайна
КУРСОВАЯ РАБОТА
ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Тема __________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Выполнил(а) студет(ка) ________ курса________группы
_________________________________________________
(фамилия, имя, отчество)
Руководитель _____________________________________
(Ф.И.О)
Допущена к защите ________________________________
( дата, подпись)
Мурманск
2007
Курсовые работы выполняются в печатной форма на формате А4.
Шрифт Times New Roman, 14
Поля: Слева – 3 см, Все остальные – 2 см.
Нумерация страниц снизу справа.
1.9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
1.9.1. Рекомендуемая литература учебные издания: учебники и учебные пособия,
включая (при наличии) их электронные версии:
Основная литература:
4. Геллер Ю. Л., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1989.
5. Гуляев Л. П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986.
6. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. шк., 1990.
7. Дурнев В. Д., Сапунов С. В., Федюкин В. К. Товароведение промышленных материалов.
М.: Филинъ, 2002.
8. Конструкционные материалы: Справочник / Б. Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А.
Буше и др. / Под ред. Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990.
9. Кучер Л. М. Технология металлов. Л.: Машиностроение, 1987.
10. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
11. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990.
12. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волос -никова, С. А. Вяткин и др. /
Под ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.
13. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косалапов и др. / Под ред.
Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986.
14. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
15. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
16. Металловедение и технология металлов / Солнцев Ю. П., Веселов В. А., Демянцевич
В. П. и др. / Под ред. Ю. П. Солнцева. М.: Металлургия, 1988.
17. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
18. Никифоров В. М. Технология металлов и других конструкционных материалов. СПб.:
Политехника, 2000.
19. Пейсахов А. М. Материаловедение: конспект лекций. СПб.: Изд-во Михайлова В. А.,
2000.
20. Солнцев Ю. П., Пряхин Е. И., Войткун Ф. Материаловедение. М.: МИСИС, 1999.
21. Технология конструкционных материалов / И. А. Арутюнова, А. М. Дальский, Т. М.
Барсукова и др.; Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.
22. Технология металлов и материаловедение / Б. В. Кнорозов, Л. Ф. Усова, А. В.
Третьякова и др. / Под ред. Б. В. Кнорозова и Л. Ф. Усовой. М.: Металлургия, 1987.
23. Травин О. В., Травина Н. Т. Материаловедение М.: Металлургия, 1989.
24. Закон Республики Беларусь "Об энергосбережении"// Энергоэффективность. Мн.,
1998. № 7.
25. Охрана труда в школе: Сб. нормативных док./Сост. С. М. Кулешов. М., 1985.
26. Охрана труда и техника безопасности в общеобразовательной школе: Сб. нормативных
док. М., 1985.
27. Трудовой кодекс Республики Беларусь. Мн., 1999.
28. Государственная научно-техническая программа "Энергосбережение".Мн., 1996.
29. Семенов А.С. Охрана труда при обучении химии. М., 1986.
30. Основы энергосбережения: Курс лекций / В. С. Северянин. Брест.,1998.
31. Основы энергосбережения: Курс лекций / Под ред. Н. Г. Хутской. Мн., 1999.
32. Расследование и учет несчастных случаев в учреждениях образования. Сост.:
Поливкина Т. В. Мн., 2003.
33. Семенов.А. С. Охрана труда при обучении химии. М., 1986.
34. Сулла М.Б. Охрана труда. М., 1989.
35. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М., 1992.
36. Брацихин Е.А. Технология пластических масс. Л.: Химия, 1982.
37. Горчаков Г.И. Строительные материалы. — М.: Высшая школа, 1981.
38. Данилевский В.В. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 1982.
39. 5. Емельянов В.И. Технология важнейших отраслей промышленности. Ростов н/Д:
РГУ, 1978.
40. Жадан В.Г., Гринберг Б.Г. и др. Технология металлов и других конструкционных
материалов. М.: Высшая школа, 1970. 41. Ковшав A.M. Технология машиностроения. М.:Машиностроение, 1987.
42. Корсаков B.C. Основы технологии машиностроения. М.: Высшая школа, 1974.
43. Купряков Е.М. Стандартизация и качество промышленной продукции М.: Высшая
школа, 1986.
44. Комар А. Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высшая школа, 1988.
45. Месяченко В.Т., Кокошннская В.И. Товароведение текстильных товаров. М.: Высшая
школа, 1987.
46. Некрич М.И. Общая химическая технология. Харьков: ХГУ, 1969.
47. Новиков В.У. Полимерные материалы для строительства. Справочник М.: Высшая
школа, 1995.
48. Общая химическая технология /Под ред. И.П. Мукленова. т.1, 2/. М.: Высшая
школа, 1984.
49. Общая химическая технология /Под ред. проф.А.Г. Амелит/. - М.: Химия, 1977.
Дополнительная литература:
1. Постановление Совета Министров Республики Беларусь "Об утверждении положения
о порядке разработки и выполнения республиканских, отраслевых и региональных
программ энергосбережение"
2. Аронина Ю.Н. Технология выделки и крашения меха. - М.: Легпромбытиздат,
1986.
3. Архипов Г.С., Головтеева А.А. Технология кожи. М.: Экономика, 1982.
4. Пурим Я. А. Технология выделки пушно-мехового и овчинно-шубного сырья. М.:
Легпромбытиздат, 1982.
5. Плоткин М.Р. Основы промышленного производства. — М.: Высшая школа, 1977.
6. Прокатное производство. — М.: Металлургия; 1982.
7. Раяцкас В.А., Нестеров В.И. Технология изделий из кожи. Т. 1, 2. М.:
Легпромбытиздат, 1988.
8. Севрюков Н.Н. Металлургия цветных металлов. М-.: Металлургия, 1989.
9. Суворов И.К. Обработка металлов давлением. М.;Высшая школа, 1980.
10. Технология важнейших отраслей промышленности /Под ред. И.В. Ченцова Т. 1,2/. Минск: 1989.
11. Технология конструкционных материалов. /Под ред. A.M. Дальского/.М.:
Машиностроение, 1992.
12. Химия и технология кожи и меха. М.: Легпромбытиздат, 1985.
13. Хлудеев К.Д. Товароведение и технология кожевенного сырья. М.: Легпромиздат,
1984.
14. Шейфер О,Я. Производство кож и овчин высокого качества. М.: Россельхозиздат,
1986.
1.10.
Материально-техническое обеспечение дисциплины
1.10.1. Перечень используемых технических средств
Для проведения лекционных и практических занятий по дисциплине используются
мультимедийная аппаратура для демонстрации наглядных материалов: презентаций, схем,
таблиц и.т.д..
Для проведения лабораторных занятий используются технические средства и
наглядные пособия учебных мастерских факультета технологии и дизайна (слесарные,
столярне, швейные)
1.10.2. Перечень используемых пособий
1.10.3. Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения.
1.11. Примерные зачётные тестовые задания
Тестовые задания по дисциплине «Технологические дисциплины»
1 вариант
Инструкция: Внимательно прочтите задание. Выберите из предложенных вариантов 1
верный ответ и впишите его в таблицу ответов.
ДЕ-1. Охрана труда.
1. Все рабочие, независимо от квалификации, образования, стажа, характера
выполняемой работы не реже 1-го раза в 6 месяцев проходят:
а) вводный инструктаж
б) первичный инструктаж
в) повторный инструктаж
г) целевой инструктаж
д) внеплановый инструктаж
2. Какой из перечисленных факторов относится к биологически опасным и
вредным производственным факторам?
а) бактерии, вирусы
б) электромагнитное излучение
в) вибрации
г) канцерогенные вещества
д) монотонность труда
3. Какое из перечисленных значений электрического тока считается смертельным
для человека?
а) переменный ток 10 – 15 мА
б) переменный ток 0,6 – 1,5 мА
в) постоянный ток 5 – 7 мА
г) переменный ток 100 мА
д) постоянный ток 10 – 15 мА
4. Какие из перечисленных средств пожаротушения не допускается использовать
для тушения электроустановок и электропроводок находящихся под
напряжением? Выберите 2 верных ответа.
а) вода
б) противопожарная ткань
в) химический пенный огнетушитель
г) углекислотный огнетушитель
д) порошковый огнетушитель
Полный комплект утверждённых тестовых заданий хранится на кафедре
технологии и дизайна
1.12. Примерный перечень вопросов к зачёту
1. Предмет и основные задачи охраны труда.
2. Приём на работу рабочих и служащих.
3. Постоянные и временные переводы рабочих и служащих на другую работу.
4. Увольнение с работы.
5. Порядок рассмотрения трудовых споров.
6. Задачи государственного социального страхования.
7. Охрана труда женщин и подростков.
8. Метеорологические условия труда.
9. Виды инструктажа по технике безопасности в учебных мастерских и их оформление.
10. Требования безопасности при различных видах работ в учебных кабинетах и мастерских.
11. Требования электробезопасности к электрооборудованию и технике безопасности при
различных видах работ.
12. Предмет и задачи материаловедения.
13. Металлические материалы и их классификация.
14. Неметаллические материалы и их классификация.
15. Перечислите основные свойства материалов и методы их исследования.
16. Охарактеризуйте строение металлических материалов. Перечислите методы изучения
структуры металлов и сплавов.
17. Характеристика двойного сплава механической смеси. Связь диаграмм и свойств сплава.
18. Характеристика двойного сплава твёрдого раствора с неограниченной растворимостью.
Связь диаграмм и свойств сплава.
19. Характеристика двойного сплава твёрдого раствора с ограниченной растворимостью.
Связь диаграмм и свойств сплава.
20. Характеристика двойного сплава химического соединения. Связь диаграмм и свойств
сплава.
21. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
22. Охарактеризуйте основные виды термической обработки металлов.
23. Классификация сталей. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства сталей.
24. Основные виды чугунов. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства чугунов.
25. Основные сплавы цветных металлов. Свойства, классификация и применение.
1.13. Примерный перечень вопросов к экзамену
1. Предмет и основные задачи охраны труда.
2. Приём на работу рабочих и служащих.
3. Постоянные и временные переводы рабочих и служащих на другую работу.
4. Увольнение с работы.
5. Порядок рассмотрения трудовых споров.
6. Задачи государственного социального страхования.
7. Охрана труда женщин и подростков.
8. Метеорологические условия труда.
9. Виды инструктажа по технике безопасности в учебных мастерских и их оформление.
10. Требования безопасности при различных видах работ в учебных кабинетах и
мастерских.
11. Требования электробезопасности к электрооборудованию и технике безопасности при
различных видах работ.
12. Предмет и задачи материаловедения.
13. Металлические материалы и их классификация.
14. Неметаллические материалы и их классификация.
15. Перечислите основные свойства материалов и методы их исследования.
16. Охарактеризуйте строение металлических материалов. Перечислите методы изучения
структуры металлов и сплавов.
17. Характеристика двойного сплава механической смеси. Связь диаграмм и свойств
сплава.
18. Характеристика двойного сплава твёрдого
раствора с
неограниченной
растворимостью. Связь диаграмм и свойств сплава.
19. Характеристика двойного сплава твёрдого раствора с ограниченной растворимостью.
Связь диаграмм и свойств сплава.
20. Характеристика двойного сплава химического соединения. Связь диаграмм и свойств
сплава.
21. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов.
22. Охарактеризуйте основные виды термической обработки металлов.
23. Классификация сталей. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства
сталей.
24. Основные виды чугунов. Влияние углерода и легирующих элементов на свойства
чугунов.
25. Основные сплавы цветных металлов. Свойства, классификация и применение.
26. Классификация и общие сведения о неметаллических материалах.
27. Полимеры, их классификация, виды и применение.
28. Силикатные материалы. Стекло и керамика.
29. Основные виды и свойства резины.
30. Основные виды и свойства древесины и древесных материалов.
31. Средства и методы измерений размеров.
32. Понятие о качестве изделий.
33. Точность размеров. Понятие о допусках и посадках.
34. Перечислите оборудование для слесарной обработки. Охарактеризуйте его.
35. Виды ручной обработки металла.
36. Виды неразъёмных соединений металлических деталей. Их характеристики.
37. Отделочная обработка металлических изделий. Оборудование, инструменты, приёмы
выполнения работ.
38. Ручная обработка древесины. Инструменты, виды работ.
39. Соединение древесных деталей. Виды, оборудование, приспособления.
40. Отделка изделий из дерева. Оборудование, инструменты, приёмы выполнения работ.
41. Общие сведения о механической обработке материалов. Понятия, основные виды,
общие признаки и различия.
42. Назначение и устройство токарно-винтового станка.
43. Назначение, устройство и основные типы фрезерных станков и приспособления к ним.
44. Назначение, устройство и основные типы сверлильных станков и приспособления к
ним.
45. Абразивные материалы, инструменты, виды абразивной обработки.
46. Основные типы деревообрабатывающих станков, особенности их устройства в отличие
от металлорежущих.
47. Особенности обработки на станках конструкционных пластмасс.
48. Понятие техники, технологии, промышленного производства, их задачи и общая
характеристика.
49. Отраслевая структура промышленности РФ.
50. Экономические районы России и территориальная организация промышленности.
51. Основные и альтернативные способы получения энергии.
52. Угольная промышленность. Разновидности угля, его производство (добыча).
53. Жидкие топлива. Нефть её производство (добыча). Нефтяная промышленность.
Переработка нефти.
54. Состав и основные характеристики природного и искусственного газообразного
топлива. Природный газ, его производство (добыча). Газовая промышленность.
55. Электростанции, их классификация и общая схема производства и передачи энергии.
56. Технология производства чугуна.
57. Технология производства стали.
58. Производство полимерных материалов, химических волокон, синтетического каучука.
59. Производство древесины. Механическая и химическая переработка.
60. Понятие о химическом способе производства неметаллических материалов.
1.14. Комплекс экзаменационных билетов (утверждённых зав. кафедрой до начала
сессии)
Экзаменационное билеты есть в наличии, хранятся на кафедре технологии и дизайна,
утверждены на заседанием кафедры (протокол № 3 от 21.11.2007 г.)
1.
2.
3.
4.
1.15. Примерная тематика курсовых работ
Исторический обзор развития науки о материалах.
Вклад отечественных учёных в развитие материаловедения.
Научно-технический прогресс в России и за рубежом и его определяющая роль в
экономике государства.
Отраслевая структура промышленности РФ.
5. Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная техническая
характеристика.
6. Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
экологическая характеристика.
7. Основные и альтернативные способы получения энергии и их сравнительная
экономическая характеристика.
8. Объёмы производства топлива в России и за рубежом.
9. Общая характеристика чёрной металлургии России.
10. Современные и перспективные способы производства стали.
11. Машиностроительный комплекс и его структура.
12. Развитие и перспективы золотодобывающей промышленности.
13. Развитие и перспективы алмазодобывающей промышленности.
14. Объёмы производства и перспективы развития машиностроения в России.
15. Перспективы развития производства неметаллических материалов.
16. Текстильное производство. Проблемы и перспективы.
17. Общие сведения о швейном производстве.
18. Проблемы, перспективы и дизайнерские находки в обувном производстве..
19. Перспективы развития производства неметаллических материалов в ХХI веке.
20. Технологии обработки металла.
21. Технологии обработки древесины.
22. Технологии обработки неметаллических материалов.
23. Металлургический комплекс Кольского полуострова.
24. Общая характеристика промышленности Кольского Севера.
25. Проблемы и перспективы рыбной промышленности Кольского Севера.
26. Проблемы и перспективы развития нефтедобывающей промышленности Кольского
Севера.
27. Проблемы и перспективы развития энергетического комплекса Кольского Севера.
1.16. Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания
знаний студентов по данной дисциплине
РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины (или её разделов) и
контрольные задания для студентов заочной формы обучения
Объем дисциплины и виды учебной работы
№
п/
п
Шифр и
наименование
специальности
Курс
Семестр
Виды учебной работы в часах
ТрудоВсего ЛК ПР/ ЛБ Сам.
емкость аудит.
СМ
Работ
а
1
050502 Технология и
предпринимательство
2
4
190
12
6
6
178
3
5
ИТОГО:
190
380
12
24
6
12
6
12
178
356
Вид
итогового
контроля
(форма
отчетности
)
Курсовые
работы
Зачёт
Экзамен
Примерное распределение учебного времени
№
п/п
Наименование раздела, темы
1.
1.1
ОХРАНА ТРУДА
Введение. Основы законодательства о труде и его
охране. Основы безопасности труда и
производственной санитарии.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Введение. Предмет, задачи, содержание курса.
Исторический обзор развития науки о материалах
Классификация материалов Основные свойства
материалов Строение металлических материалов
Диаграммы состояний двойных сплавов. Термическая
обработка металлов и сплавов Сплавы на железной
основе. Сплавы на основе цветных металлов
Неметаллические материалы
ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Введение. Предмет и содержание курса. Основы
взаимозаменяемости и технические измерения
Ручная обработка металла. Неразъёмные соединения
металлических деталей. Отделочная обработка
металлических изделий
Ручная обработка древесины. Соединение деревянных
деталей. Отделка изделий из древесины
Общие сведения о механической обработке
материалов Обработка на металлорежущих станках
Механическая обработка неметаллических
материалов
ТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Введение. Понятие техники, технологии,
промышленного производства их задачи и общая
характеристика
Структура современного производства
Производство топлива и энергии
Производство металлических материалов
Производство неметаллических материалов
Итого:
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
Всего
ауд.
2
Количество часов
ЛК
ПР/СМ ЛБ
Сам.
раб.
2
2
4
1
4
1
1
1
1
1
1
1
10
2
2
2
2
2
6
2
2
2
2
2
12
12
ТЕМЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
№
п/п
1.
2.
Наименование раздела
дисциплины.
Тема.
ОХРАНА ТРУДА
Роль профсоюзных организаций в
вопросах найма и увольнения. Порядок
рассмотрения трудовых споров.
Государственное
социальное
Форма
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
Кол-во
часов
60
10
10
Форма контроля
выполнения
самостоятельной
работы
Выступления с
сообщениями
Выступление с
страхование и его задачи.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
Обязательный
инструктаж
по
безопасности
труда,
виды
инструктирования.
Требования
электробезопасности
к
электрооборудованию
и
техники
безопасности при работе с ним.
Пожарная безопасность при изучении и
эксплуатации различных технических
устройств и машин. Молниезащита.
Требования охраны труда к размещению
оборудования в учебных кабинетах и
мастерских.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Исторический
обзор
применения
человеком материалов и развитие науки
о материалах
Вклад отечественных учёных в развитие
материаловедения. Объёмы производства
современных материалов в РФ и за
рубежом.
Металлы и неметаллы. Понятие о
металлическом состоянии вещества.
Выполнение тестов
10
Выполнение тестов
10
Реферативное
сообщение
10
Выступление с
сообщениями
рефераты
130
10
Защита рефератов
рефераты
10
Защита рефератов
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
10
Выполнение тестов
10
Выступление с
сообщениями
10
Выполнение тестов
Контрольная
работа
10
Проверка
контрольной работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
и рефераты
с
10
Выступление с
сообщениями
10
Выполнение тестов.
10
Защита рефератов
Рефераты
Контрольная
работа
Рефераты
Вопросы для
самостоятельной
работы
Основные виды и свойства древесины и Рефераты
древесных материалов
10
Защита рефератов
Выполнение
контрольной работы
Защита рефератов
Выполнение
самостоятельной
работы
Защита рефератов
Основные методы изучения структуры
металлов и сплавов.
5.
Понятие
о
фазовом
составе
и
структурных составляющих сплавов.
Твёрдые растворы и промежуточные
фазы.
Понятие о диаграммах состояний
двойных сплавов и методах их
построения. Связь диаграмм и свойств
сплавов.
Практика
термической
обработки.
Основные превращения в металлах и
сплавах при термической обработке
Классификации сталей и чугунов.
Области применения сталей и чугунов.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
сообщениями
10
4.
6.
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Вопросы для
самостоятельной
работы
Понятие
о
порошковых
композиционных
материалах
металлической матрицей.
Легирование,
классификация,
маркировка и применение алюминиевых,
медных и титановых сплавов
Стёкла и керамика. Ситаллы и керметы.
Основные виды резины.
10
10
10
1.
2.
ОБРАБОТКА
КОНСТРУКЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Понятие о качестве изделия. Способы
получения изделия заданного качества
при
наибольшей
экономической
эффективности.
Ручная обработка металла
3.
Неразъёмные соединения металлических
деталей.
4.
5.
Отделочная обработка металлических
изделий
Ручная обработка древесины.
6.
Соединение деревянных деталей.
7.
Отделка изделий из древесины
8.
Общие
сведения
о
обработке материала
9.
Обработка на металлорежущих станках
10.
Механическая
обработка
неметаллических материалов.
1.
2.
3.
4.
5.
механической
ТЕХНОЛОГИЯ
СОВРЕМЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Понятие экономического потенциала, его
общая характеристика для современной
России и ведущих стран мира
Отраслевая
структура
РФ.
Межотраслевые
комплексы.
Экономические районы России и
территориальная
организация
производства
Основные и альтернативные способы
получения энергии и их сравнительная
характеристика.
100
Вопросы для
самостоятельной
работы
10
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Самостоятельная
работа
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Самостоятельная
работа
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
Вопросы для
самостоятельной
работы
10
Коллективное
обсуждение
10
Коллективное
обсуждение
10
Выполнение
тестовых заданий
Коллективное
обсуждение
10
10
Коллективное
обсуждение
10
Выполнение
тестовых заданий
Коллективное
обсуждение
10
10
Коллективное
обсуждение
10
Коллективное
обсуждение
66
Рефераты
6
Защита рефератов
Рефераты
Вопросы для
самостоятельной
работы
20
Защита рефератов
Выполнение тестов
Выполнение
сравнительного
анализа
технических,
экологических и
экономических
характеристик
Общая характеристика чёрной и цветной Рефераты
металлургии России.
Производство
неметаллических Рефераты
материалов
10
Проверка
проведённого
анализа
10
Защита рефератов
20
Защита рефератов
Практическое занятие № 1
Тема: «Исторические, экономические и научные аспекты развития материаловедения»
План:
1. Предмет, задачи, содержание курса и его связь с другими дисциплинами.
2. Исторический обзор применения человеком материалов и развитие науки о
материалах.
3. Вклад отечественных учёных в развитие материаловедение.
4. Объёмы производства современных материалов в РФ и за рубежом.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Назовите предмет и задачи материаловедения
2. Дайте исторический обзор применения человеком материалов и развитие науки о
материалах.
3. Охарактеризуйте вклад отечественных учёных в развитие материаловедение.
4. На основе последних статистических данных охарактеризуйте объёмы производства
различных современных материалов в РФ и за рубежом.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте роль достижений материаловедения в развитии научно-технического
прогресса.
Основная литература:
1. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
2. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косалапов и др. / Под ред.
Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986.
3. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
Дополнительная литература:
1. Козлов Ю.С. Материаловедение.М., 1983
2. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
3. Пейсахов А. М. Материаловедение: конспект лекций. СПб.: Изд-во Михайлова В. А.,
2000.
Практическое занятие № 2
Тема: «Классификация материалов»
План:
1. Металлические материалы и их классификация.
2. Чёрные и цветные металлы. Классификация цветных металлов.
3. Неметаллические материалы и их классификация.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Дайте классификацию металлических материалов.
2. Дайте классификацию неметаллических материалов.
3. Дайте классификацию композиционных и порошковых материалов.
4. Дайте классификацию природных каменных материалов.
Задания для самостоятельной работы:
1. Составьте схематично классификации всех рассмотренных материалов.
Основная литература:
1. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Ростов-на Дону,
2002
2. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
3. Материаловедение / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косалапов и др. / Под ред.
Б. Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986.
4. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
Дополнительная литература:
1. Материаловедение для столяров и плотников. Сост. Минина В.И. Ростов-на Дону, 2000
2. Козлов Ю.С. Материаловедение.М., 1983
3. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
Практическое занятие № 3
Тема: «Основные свойства материалов»
План:
1. Основные физические свойства материалов:
2. Химические свойства материалов.
3. Технологические свойства материалов:
4. Механические свойства материалов:
5. Основные виды механических испытаний материалов.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Перечислите и охарактеризуйте физические свойства материалов.
2. Перечислите и охарактеризуйте химические свойства материалов.
3. Дайте понятие коррозии и раскройте методы борьбы с ней.
4. Перечислите и охарактеризуйте механические свойства материалов.
5. Перечислите и охарактеризуйте технологические свойства материалов.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте основные виды и методы механических испытаний материалов.
Основная литература:
1. Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедение и технология конструкционных
материалов. СПб., 2004
2. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Ростов-на-Дону,
2002
3. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия,
1993.
4. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990
Дополнительная литература:
1. Технология конструкционных материалов / И. А. Арутюнова, А. М. Дальский, Т. М.
Барсукова и др.; Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.
2. Технология металлов и материаловедение / Б. В. Кнорозов, Л. Ф. Усова, А. В.
Третьякова и др. / Под ред. Б. В. Кнорозова и Л. Ф. Усовой. М.: Металлургия, 1987.
3. Травин О. В., Травина Н. Т. Материаловедение М.: Металлургия, 1989.
Практическое занятие № 4
Тема: «Обработка конструкционных материалов. Предмет и содержание курса. Основы
взаимозаменяемости и технические измерения»
План:
1.
Предмет и задачи курса «Обработка конструкционных материалов».
2.
Понятие о качестве изделий.
3.
Формирование дизайна как новой области деятельности.
4.
Понятие о точности как одном из показателей качества детали.
5.
Понятие о допусках и посадках.
6.
Средства измерения размеров.
7.
Основные методы измерений.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Роль курса в подготовке учителя технологии и предпринимательства.
2. Дайте понятие качества и охарактеризуйте основные эстетические и потребительские
характеристики качества.
3. Дайте понятия дизайна. Перечислите и охарактеризуйте основные виды разработки
вещей как целостных объектов.
4. Дайте понятие формы и охарактеризуйте первичные элементы формы изделия.
5. Композиция изделия и средства её создания.
6. Изделие и его элементы: детали и сборочные единицы.
7. Точность размеров.
8. Точность формы и расположения поверхностей.
9. Шероховатость поверхности.
Задания для самостоятельной работы:
1. Охарактеризуйте эволюцию дизайна.
2. Дайте понятие стиля. Охарактеризуйте основные стили.
3. Назначение любой обработки – получение изделия заданного качества при
наибольшей экономической эффективности.
4. Нониусные и микрометрические инструменты.
5. Измерительные головки.
6. Измерительные инструменты и приспособления швейного дела.
Основная литература:
1. Месяченко В.Т., Кокошннская В.И. Товароведение текстильных товаров. М.: Высшая
школа, 1987.
2. Купряков Е.М. Стандартизация и качество промышленной продукции М.: Высшая
школа, 1986.
3. Царёв В.И. Эстетика и дизайн непродовольственных товаров.
4. Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. С-Пб., 2004
5. Клевлеев В.М., Попов Ю.П., Кузнецова И.А., метрология, стандартизация,
сертификация, М., 2004
6. Анухин В.И. Допуски и посадки. С-Пб., 2004
7. Труханова А.Т. Основы технологии швейного производства. М., 2000
Дополнительная литература:
1. Комар А. Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высшая школа, 1988.
2. Аронов В.Р. Феномен индустриального дизайна. Техническая эстетика, 1991 № 1
3. Гартман К.О. Стили: в 2-х ч., М., 2000
4. Месяченко В.Т., Кокошннская В.И. Товароведение текстильных товаров. М.:
Высшая школа, 1987.
5. Купряков Е.М. Стандартизация и качество промышленной продукции М.: Высшая
школа, 1986.
Практическое занятие № 5
Тема: «Общие сведения о механической обработке материалов»
План:
1. Понятие о механической обработке.
2. Организация рабочего места. Основные правила техники безопасности при
механической обработке. Правила ухода за оборудованием и рабочим местом.
3. Основные группы инструментальных материалов.
4. Технологическая операция и её элементы.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Основные виды механической обработки материалов, их общие признаки и различия.
Классификация движений.
2. Как с точки зрения эргономических особенностей осуществляется организация
рабочего места станочника и швеи.
3. Каковы основные правила техники безопасности при механической обработке
материалов.
4. Каковы правила ухода за оборудованием и рабочим местом при механической
обработке материалов.
5. Дайте классификацию групп инструментальных материалов для механической
обработки материалов.
6. Назовите основные геометрические параметры режущих инструментов.
7. Понятие о технической норме времени и её составляющих.
Задания для самостоятельной работы:
1. Процесс образования стружки. Типы стружек.
2. Режимы резания. Износ режущего инструмента и его стойкость. Понятие о
допускаемой скорости резания.
3. Подготовка инструмента к осуществлению технологических процессов
Основная литература:
1. Дриц М. Е., Москалев МА. Технология конструкционных материалов и
материаловедение. М.: Высш. шк., 1990.
2. Охрана труда в школе: Сб. нормативных док./Сост. С. М. Кулешов. М., 1985.
3. Охрана труда и техника безопасности в общеобразовательной школе: Сб. нормативных
док. М., 1985.
Дополнительная литература:
1. Семенов.А. С. Охрана труда при обучении химии. М., 1986.
2. Сулла М.Б. Охрана труда. М., 1989.
3. Технология важнейших отраслей промышленности /Под ред. И.В. Ченцова Т. 1,2/. Минск: 1989.
Практическое занятие № 6
Тема: «Производство металлических материалов. Производство неметаллических
материалов»
План:
1. Общая классификация материалов и способов их производства.
2. Понятие о металлургическом способе производства металлических материалов.
Металлургический комплекс.
3. Современные способы производства стали особо высокого качества. Технология
прямого получения железа.
4. Золотодобывающая и алмазодобывающая промышленность.
5. Машиностроительный комплекс и его структура. Тяжёлое, общее и среднее
машиностроение.
6. Понятие о химическом способе производства неметаллических материалов.
7. Производство древесины. Механическая и химическая переработка древесины.
8. Общие сведения о текстильном, швейном, обувном производстве и перерабатывающем
производстве агропромышленного комплекса.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Черная и цветная металлургия. Общая последовательность технологических операций
в металлургии. Основные виды металлургических процессов.
2. Технология производства чугуна. Устройство доменной печи. Доменный процесс.
3. Технико-экономическая оценка производства стали различными методами.
Классификация сталей.
4. Технология производства стали. Кислородно-конвертерный процесс. Производство
стали в электропечах.
5. Технология разливки стали. Непрерывная разливка стали. Основы литейного
производства.
6. Технология производства меди, алюминия и титана.
7. Основные виды обработки металлов давлением.
8. Объёмы производства и перспективы развития машиностроения в России.
9. Общая характеристика химического комплекса РФ. Основные отрасли комплекса.
10. Общая последовательность технологических операций в химическом производстве.
11. Производство полимерных материалов. Органический синтез. Производство
пластмасс, химических волокон, синтетического каучука.
12. Объёмы производства полимерных материалов в России.
13. Основные виды минеральных удобрений и их производство.
14. Охарактеризуйте текстильное производство.
Задания для самостоятельной работы:
Темы рефератов
1. Общая характеристика черной металлургии России. Крупнейшие предприятия отрасли
и объёмы производства железной руды, чугуна, стали и проката в России.
2. Руда. Типы запасов руд. Виды железных руд. Подготовка железной руды к плавке.
Технология обогащения руды. Агломерация.
Понятие о порошковой металлургии.
Кузнечное, кузнечно-штамповочное и холодно-прессовое производство.
Прокатка. Ковка. Производство труб.
Перспективы развития металлургии в России в ХХI веке.
Общая характеристика цветной металлургии России. Основные предприятия отрасти и
объёмы производства основных цветных металлов.
8. Производство кислот. Объёмы производства минеральных удобрений и кислот в
России.
9. Производство строительных материалов. Минерально-строительное сырьё.
10. Производство цемента и железобетонных изделий.
11. Перспективы развития производства неметаллических материалов в ХХI веке.
12. Общие сведения о текстильном производстве.
13. Общие сведения о швейном производстве.
14. Общие сведения об обувном производстве
Основная литература:
1. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В.М.
Матюнин и др. / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. шк., 2000.
2. Мозберг Р. К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.
3. Никифоров В. М. Технология металлов и других конструкционных материалов. СПб.:
Политехника, 2000.
4. Некрич М.И. Общая химическая технология. Харьков: ХГУ, 1969.
5. Новиков В.У. Полимерные материалы для строительства. Справочник М.: Высшая
школа, 1995.
6. Архипов Г.С., Головтеева А.А. Технология кожи. М.: Экономика, 1982.
7. Труханова А.Т. Основы технологии швейного производства. М., 2000
8. Ермакова А.С. Оборудование швейных предприятий. М., 2002
Дополнительная литература:
1. Материалы будущего / Под ред. А. Неймана. Л.: Химия, 1985.
2. Металловедение и технология металлов / Солнцев Ю. П., Веселов В. А., Демянцевич
В. П. и др. / Под ред. Ю. П. Солнцева. М.: Металлургия, 1988.
3. Общая химическая технология /Под ред. И.П. Мукленова. т.1, 2/. М.: Высшая
школа, 1984.
4. Общая химическая технология /Под ред. проф.А.Г. Амелит/. - М.: Химия, 1977
5. Аронина Ю.Н. Технология выделки и крашения меха. - М.: Легпромбытиздат,
1986
6. Пурим Я. А. Технология выделки пушно-мехового и овчинно-шубного сырья. М.:
Легпромбытиздат, 1982.
7. Першина Л.Ф., Петрова С.В. Технология швейного производства. М., 1991
3.
4.
5.
6.
7.
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала
Лекция 1.
Тема: Введение. Основы законодательства о труде и его охране
План:
1. Цели и задачи трудового законодательства.
2. Основные принципы трудового законодательства.
3. Основные вопросы законодательства.
4. Приём на работу рабочих и служащих.
5. Увольнение с работы.
Россия признана страной с рыночной экономикой.
С 1 февраля 2002 г. вступил в действие Трудовой кодекс Российской Федерации.
Новый Трудовой кодекс РФ пришел на смену КЗоТ РФ, регулировавшему трудовые отношения почти 30 лет. За это время произошли кардинальные изменения в политической и
экономической жизни страны. Рыночные отношения пришли в противоречие с нормами
трудового законодательства, концепция которого была сориентирована на государственные
предприятия и учреждения как единственных работодателей.
Общеизвестно, что уровень развития общества во многом определяется
эффективностью правового регулирования общественных отношений. Право человека на труд
относится к основным правам человека, а состояние законодательства и реальное положение
дел в области реализации данного права не только является показателем цивилизованности
общества, но и непосредственно воздействует на его нравственность, эффективность его
экономики.
Свое право на труд граждане могут реализовать в самых различных формах, тем не
менее, большинство населения во всех странах мира входит в армию работников наемного
труда. Принятый Трудовой кодекс РФ решает задачу создания трудящимся благоприятных
условий для проявления ими своих способностей к труду и обеспечения социальной защиты
тех, кто в ней особенно нуждается.
Для Кодекса характерно расширение договорного метода регулирования трудовых
отношений, который балансирует интересы работодателей и работников.
Так, согласно ст. 1 ТК РФ целями трудового законодательства являются
установление государственных гарантий трудовых прав и свобод граждан, создание
благоприятных условий труда, защита прав и интересов работников и работодателей.
Трудовой кодекс РФ усиливает отраслевую принадлежность норм этой сферы.
Вопрос определения отрасли законодательства, регулирующего отношения,
связанные с трудом, имеет важное практическое значение, так как от его решения зависит
рассмотрение вопроса об ответственности сторон договора в случае конфликта. Наряду с
этим трудовое право предусматривает ряд защитных мер по отношению к наемным
работникам, чего не может обеспечить гражданское право в сфере реализации способностей к
труду.
Обеспечивая преемственность норм, Трудовой кодекс РФ содержит много новых
положений, относящихся практически ко всем институтам трудового права.
Обновленное трудовое законодательство требует внимательного изучения.
Основные положения трудового законодательства Российской Федерации
Законодательство Российской Федерации (РФ) о труде регулирует трудовые
отношения между работодателями и работниками на предприятиях, учреждениях и
организациях всех форм собственности независимо от сферы хозяйственной деятельности и
ведомственной подчиненности.
Согласно статье 7 Конституции РФ в Российской Федерации охраняются труд и
здоровье людей, устанавливаются гарантированный минимальный размер оплаты труда,
государственные пенсии, пособия и иные гарантии социальной зашиты.
Труд свободен. Каждый имеет право свободно распоряжаться своими
способностями к труду, выбирать род деятельности и профессию. Принудительный труд
запрещен. Каждый имеет право на труд в условиях отвечающих требованиям безопасности и
гигиены, на вознаграждение за труд, на защиту от безработицы (статья 37 Конституции РФ).
Государственная защита прав и свобод человека и гражданина в Российской
Федерации гарантируется. Каждый гражданин вправе защищать свои права и свободы всеми
способами, не запрещенными законом (статья 45 Конституции РФ).
Статья 1. Цели и задачи трудового законодательства
Целями трудового законодательства являются установление государственных
гарантий трудовых прав и свобод граждан, создание благоприятных условий труда, защита
прав и интересов работников и работодателей.
Основными задачами трудового законодательства являются создание
необходимых правовых условий для достижения оптимального согласования интересов
сторон трудовых отношений, интересов государства, а также правовое регулирование
трудовых отношений и иных, непосредственно связанных с ними отношений по:
 организации труда и управлению трудом;
 трудоустройству у данного работодателя;
 профессиональной подготовке, переподготовке и повышению квалификации
работников непосредственно у данного работодателя;
 социальному партнерству, ведению коллективных переговоров, заключению




коллективных договоров и соглашений;
участию работников и профессиональных союзов в установлении условий труда и
применении
трудового
законодательства
в
предусмотренных
законом случаях;
материальной
ответственности
работодателей
и
работников
в
сфере
труда;
надзору и контролю (в том числе профсоюзному контролю) за соблюдением трудового
законодательства
(включая
законодательство
об
охране
труда);
разрешению трудовых споров.
Статья 2. Основные принципы правового регулирования трудовых отношений и иных
непосредственно связанных с ними отношений
Исходя из общепризнанных принципов и норм международного права и в
соответствии с Конституцией Российской Федерации основными принципами правового
регулирования трудовых отношений и иных, непосредственно связанных с ними отношений
признаются:
 свобода труда, включая право на труд, который каждый свободно выбирает или на
который
свободно
соглашается,
право
распоряжаться
своими
способностями к труду, выбирать профессию и род деятельности;
 запрещение принудительного труда и дискриминации в сфере труда;
 защита от безработицы и содействие в трудоустройстве;
 обеспечение права каждого работника на справедливые условия труда,
в том числе на условия труда, отвечающие требованиям безопасности и гигиены, права
на отдых, включая ограничение рабочего времени, предоставление ежедневного
отдыха, выходных и нерабочих праздничных дней, оплачиваемого ежегодного
отпуска;
 равенство прав и возможностей работников;
 обеспечение права каждого работника на своевременную и в полном
размере выплату справедливой заработной платы, обеспечивающей достойное
человека существование для него самого и его Семьи, и не ниже установленного
федеральным законом минимального размера оплаты труда;
 обеспечение равенства возможностей работников без всякой дискриминации на
продвижение
по
работе
с
учетом
производительности
труда,
квалификации и стажа работы по специальности, а также на профессиональную
подготовку, переподготовку и повышение квалификации;
 обеспечение права работников и работодателей на объединение для
защиты своих прав и интересов, включая право работников создавать профессиональные союзы и вступать в них;
 обеспечение права работников на участие в управлении организацией
в предусмотренных законом формах;
 сочетание
государственного
и
договорного
регулирования
трудовых
отношений и иных, непосредственно связанных с ними отношений;
 социальное
партнерство,
включающее
право
на
участие
работников,
работодателей, их объединений в договорном регулировании трудовых отношений и
иных, непосредственно связанных с ними отношений;
 обязательность возмещения вреда, причиненного работнику в связи с
исполнением им трудовых обязанностей;
 установление государственных гарантий по обеспечению прав работников и
работодателей, осуществление государственного надзора и контроля за их
соблюдением;
 обеспечение права каждого на защиту государством его трудовых прав и свобод, в том





числе в судебном порядке;
обеспечение
права
на
разрешение
индивидуальных
и
коллективных
трудовых споров, а также права на забастовку в порядке, установленном
настоящим Кодексом и иными федеральными законами;
обязанность сторон трудового договора соблюдать условия заключенного договора,
включая право работодателя требовать от работников исполнения ими трудовых
обязанностей
и
бережного
отношения
к
имуществу
работодателя и право работников требовать от работодателя соблюдения
его обязанностей по отношению к работникам, трудового законодательства
и иных актов, содержащих нормы трудового права;
обеспечение права представителей профессиональных союзов осуществлять
профсоюзный контроль за соблюдением трудового законодательства и иных актов,
содержащих нормы трудового права;
обеспечение права работников на защиту своего достоинства в период
трудовой деятельности;
обеспечение права на обязательное социальное страхование работников.
Статья 5. Трудовое законодательство и иные нормативные правовые акты, содержащие
нормы трудового права
Регулирование трудовых отношений и иных, непосредственно связанных с ними
отношений в соответствии с Конституцией Российской Федерации, федеральными
конституционными законами осуществляется трудовым законодательством (включая
законодательство об охране труда) и иными нормативными правовыми актами, содержащими
нормы трудового права:
 настоящим Кодексом;
 иными федеральными законами;
 указами Президента Российской Федерации;
 постановлениями Правительства Российской Федерации и нормативными правовыми
актами федеральных органов исполнительной власти;
 конституциями (уставами), законами и иными нормативными правовыми актами
субъектов Российской Федерации;
 актами органов местного самоуправления и локальными нормативными актами,
содержащими нормы трудового права.
Нормы трудового права, содержащиеся в иных законах, должны соответствовать
настоящему Кодексу.
Указы Президента Российской Федерации, содержащие нормы трудового права, не
должны противоречить настоящему Кодексу и иным федеральным законам.
Постановления Правительства Российской Федерации, содержащие нормы
трудового права, не должны противоречить настоящему Кодексу, иным федеральным законам
и указам Президента Российской Федерации.
Нормативные правовые акты федеральных органов исполнительной власти,
содержащие нормы трудового права, не должны противоречить настоящему Кодексу, иным
федеральным законам, указам Президента Российской Федерации и постановлениям
Правительства Российской Федерации.
Законы и иные нормативные правовые акты субъектов Российской Федерации,
содержащие нормы трудового права, не должны противоречить настоящему Кодексу, иным
федеральным законам, указам Президента Российской Федерации, постановлениям
Правительства Российской Федерации и нормативным правовым актам федеральных органов
исполнительной власти.
Акты органов местного самоуправления и локальные нормативные акты,
содержащие нормы трудового права, не должны противоречить настоящему Кодексу, иным
федеральным законам, указам Президента Российской Федерации, постановлениям
Правительства Российской Федерации, нормативным правовым актам федеральных органов
исполнительной власти, законам и иным нормативным правовым актам субъектов Российской
Федерации.
В случае противоречий между настоящим Кодексом и иными федеральными
законами, содержащими нормы трудового права, применяется настоящий Кодекс.
Если вновь принятый федеральный закон противоречит настоящему Кодексу, то
этот федеральный закон применяется при условии внесения соответствующих изменений и
дополнений в настоящий Кодекс.
1.2. Трудовые отношения, стороны трудовых отношений
Статья 15. Трудовые отношения
Трудовые отношения - отношения, основанные на соглашении между работником
и работодателем о личном выполнении работником за плату трудовой функции (работы по
определенной специальности, квалификации или должности), подчинении работника
правилам внутреннего трудового распорядка при обеспечении работодателем условий труда,
предусмотренных трудовым законодательством, коллективным договором, соглашениями,
трудовым договором.
Статья 16. Основания возникновения трудовых отношений
Трудовые отношения возникают между работником и работодателем на основании
трудового договора, заключаемого ими соответствии с настоящим Кодексом.
В случаях и порядке, которые установлены законом, иным нормативным правовым
актом или уставом (положением) организации, трудовые отношения возникают на основании
трудового договора в результате:
 избрания (выборов) на должность;
 избрания по конкурсу на замещение соответствующей должности;
 назначения на должность или утверждения в должности;
 направления на работу уполномоченными законом органами в счет
установленной квоты;
 судебного решения о заключении трудового договора;
 фактического допущения к работе с ведома или по поручению работодателя или его
представителя независимо от того, был ли трудовой договор надлежащим образом
оформлен.
Статья 20. Стороны трудовых отношений
Сторонами трудовых отношений являются работник и работодатель.
Работник - физическое лицо, вступившее в трудовые отношения с работодателем.
Работодатель - физическое лицо либо юридическое лицо (организация),
вступившее в трудовые отношения с работником. В случаях, установленных федеральными
законами, в качестве работодателя может выступать иной субъект, наделенный правом
заключать трудовые договоры.
Статья 21. Основные права и обязанности работника
Работник имеет право на:
 заключение, изменение и расторжение трудового договора в порядке и на условиях,
которые установлены настоящим Кодексом, иными федеральными законами;
 предоставление ему работы, обусловленной трудовым договором;
 рабочее место, соответствующее условиям, предусмотренным государственными
стандартами организации и безопасности труда и коллективным договором;
 своевременную и в полном объеме выплату заработной платы в соответствии со своей
квалификацией, сложностью труда, количеством и качеством выполненной работы;
 отдых, обеспечиваемый установлением нормальной продолжительности рабочего
времени,
сокращенного
рабочего
времени
для
отдельных
профессий и категорий работников, предоставлением еженедельных выходных дней,
нерабочих
праздничных
дней,
оплачиваемых
ежегодных
от
пусков;

полную достоверную информацию об условиях труда и требованиях
охраны труда на рабочем месте;
 профессиональную подготовку, переподготовку и повышение своей квалификации в
порядке, установленном настоящим Кодексом, иными федеральными законами;
 объединение, включая право на создание профессиональных союзов и
вступление в них для зашиты своих трудовых прав, свобод и законных интересов;
 участие в управлении организацией, в предусмотренных настоящим Кодексом, иными
федеральными законами и коллективным договором формах;
 ведение коллективных переговоров и заключение коллективных договоров и
соглашений через своих представителей, а также на информацию о
выполнении коллективного договора, соглашений;
 защиту своих трудовых прав, свобод и законных интересов всеми не
запрещенными законом способами;
 разрешение индивидуальных и коллективных трудовых споров, включая право на
забастовку,
в
порядке,
установленном
настоящим
Кодексом,
иными федеральными законами;
 возмещение вреда, причиненного работнику в связи с исполнением им
трудовых обязанностей, и компенсацию морального вреда в порядке, установленном
настоящим Кодексом, иными федеральными законами;
 обязательное
социальное
страхование
в
случаях,
предусмотренных
федеральными законами.
Работник обязан:
 добросовестно исполнять свои трудовые обязанности, возложенные на
него трудовым договором;
 соблюдать правила внутреннего трудового распорядка организации;
 соблюдать трудовую дисциплину;
 выполнять установленные нормы труда;
 соблюдать требования по охране труда и обеспечению безопасности труда;
 бережно относиться к имуществу работодателя и других работников;
 незамедлительно
сообщить
работодателю,
либо
непосредственному
руководителю о возникновении ситуации, представляющей угрозу жизни и здоровью
людей, сохранности имущества работодателя.
Статья 22. Основные права и обязанности работодателя
Работодатель имеет право:
 заключать, изменять и расторгать трудовые договоры с работниками в порядке и на
условиях, которые установлены настоящим Кодексом, иными федеральными
законами;
 вести коллективные переговоры и заключать коллективные договоры;
 поощрять работников за добросовестный эффективный труд;
 требовать от работников исполнения ими трудовых обязанностей и
бережного отношения к имуществу работодателя и других работников, соблюдения
правил внутреннего трудового распорядка организации;
 привлекать работников к дисциплинарной и материальной ответственности в порядке,
установленном настоящим Кодексом, иными федеральными законами;
 принимать локальные нормативные акты;
 создавать
объединения
работодателей
в
целях
представительства
и
защиты своих интересов и вступать в них.
Работодатель обязан:
 соблюдать
законы
и
иные
нормативные
правовые
акты,
локальные
нормативные акты, условия коллективного договора, соглашений и трудовых
договоров;
 предоставлять работникам работу, обусловленную трудовым договором;













обеспечивать безопасность труда и условия, отвечающие требованиям
охраны и гигиены труда;
обеспечивать работников оборудованием, инструментами, технической документацией
и
иными
средствами,
необходимыми
для
исполнения
ими трудовых обязанностей;
обеспечивать работникам равную оплату за труд равной ценности;
выплачивать в полном размере причитающуюся работникам заработную плату в сроки,
установленные
настоящим
Кодексом,
коллективным
договором,
правилами
внутреннего
трудового
распорядка
организации,
трудовыми договорами;
вести коллективные переговоры, а также заключать коллективный договор в порядке,
установленном настоящим Кодексом;
предоставлять
представителям работников
полную
и достоверную
информацию, необходимую для заключения коллективного договора, соглашения и
контроля за их выполнением;
своевременно выполнять
предписания государственных
надзорных
и
контрольных органов, уплачивать штрафы, наложенные за нарушения законов, иных
нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права;
рассматривать представления соответствующих профсоюзных органов, иных
избранных работниками представителей о выявленных нарушениях законов и иных
нормативных
правовых,
актов,
содержащих
нормы
трудового права, принимать меры по их устранению и сообщать о принятых мерах
указанным органам и представителям;
создавать условия, обеспечивающие участие работников в управлении
организацией в предусмотренных настоящим Кодексом, иными федеральными
законами и коллективным договором формах;
обеспечивать бытовые нужды работников, связанные с исполнением ими трудовых
обязанностей;
осуществлять
обязательное
социальное
страхование
работником
в
по
рядке, установленном федеральными законами;
возмещать вред, причиненный работникам в связи с исполнением ими
трудовых обязанностей, а также компенсировать моральный вред в порядке и на
условиях, которые установлены настоящим Кодексом, федеральными законами и
иными нормативными правовыми актами;
исполнять
иные
обязанности,
предусмотренные
настоящим
Кодексом,
федеральными иконами и иными нормативными правовыми актами, со
держащими нормы трудового права, коллективным договором, соглашениями и
трудовыми договорами.
ВАЖНЕЙШИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТРУДОВОГО ДОГОВОРА И ПОРЯДОК ЕГО
ЗАКЛЮЧЕНИЯ И ПЕРЕЗАКЛЮЧЕНИЯ
Понятие трудового договора. Отличие трудового договора от гражданско-правовых
договоров
Легальное определение понятия трудового договора дается в статье 56 ТК РФ.
Согласно этому определению, трудовой договор - соглашение между работодателем и
работником, в соответствии с которым работодатель обязуется предоставить работнику
работу по обусловленной трудовой функции, обеспечить условия труда,
предусмотренные Трудовым кодексом, законами и иными нормативными правовыми
актами, коллективным договором, соглашениями, локальными нормативными актами,
содержащими нормы трудового права, своевременно и в полном размере выплачивать
работнику заработную плату, а работник обязуется лично выполнять определенную
этим соглашением трудовую функцию, соблюдать действующие в организации правила
внутреннего трудового распорядка.
Предметом трудового договора является процесс труда.
Сторонами трудового договора являются работник и работодатель
(физическое либо юридическое лицо), независимо от формы собственности, на которой
оно основано.
Под содержанием трудового договора следует понимать совокупность его условий.
Новый ТК РФ впервые даёт примерный перечень существенных условий трудового договора,
которые необходимо отражать в трудовом договоре при приёме на работу (ст. 57 ТК). Ими
являются:
 место работы (с указанием структурного подразделения);
 дата начала работы;
 наименование должности, специальности, профессии с указанием квалификации в
соответствии
со
штатным
расписанием
организации или конкретная трудовая функция. права и обязанности работника;
 права и обязанности работодателя;
 характеристика условий труда, компенсации и льготы работникам за работу в
тяжёлых, вредных и (или) опасных условиях;
 режим труда и отдыха (если он в отношении данного работника отличается от общих
правил, установленных в организации);
 условия
оплаты
труда
(в
том
числе
размер
тарифной
ставки
или должностного оклада работника, доплаты, надбавки и поощрительные выплаты);
 виды
и
условия
социального
страхования,
непосредственно
связанные с трудовой деятельностью.
В трудовом договоре могут предусматриваться условия об испытании, о
неразглашении охраняемой законом тайны (государственной, служебной, коммерческой и
иной), об обязанности работника отработать после обучения не менее установленного договором срока, если обучение производилось за счёт средств работодателя, а также иные
условия, не ухудшающие положение работника по сравнению с Трудовым кодексом,
законами и иными нормативными правовыми актами, коллективным договором,
соглашениями.
Условия трудового договора могут быть изменены только по соглашению сторон и
в письменной форме.
В случае заключения срочного трудового договора в нем указываются срок его
действия и обстоятельства (причины), послужившие основанием для заключения срочного
трудового договора в соответствии с Кодексом и иными федеральными законами.
Вышеперечисленные существенные условия являются повсеместными и не
учитывают специфику регулирования социально-трудовых отношений в условиях Севера.
Поэтому на Севере, кроме перечисленных в статье 57 Трудового кодекса РФ
общих условий трудового договора, необходимо учитывать особенности социально-трудовых
отношений, закреплённые в постановлении Министерства труда и социального развития
Российской Федерации от 23 июля 1998г. № 29.
Приём на работу.
Трудовая книжка и её характеристика. Испытательный срок при приёме на работу
Среди юридических гарантий права на труд большое значение имеет четкая
правовая регламентация порядка приема на работу. В соответствии со ст. 64 ТК запрещается
необоснованный отказ в заключении трудового договора.
Какое бы то ни было прямое или косвенное ограничение прав или установление
прямых или косвенных преимуществ при заключении трудового договора в зависимости от
пола, расы, цвета кожи, национальности, языка, происхождения, имущественного,
социального и должностного положения, места жительства (в том числе наличия или
отсутствия регистрации по месту жительства или пребывания), а также других обстоятельств,
не связанных с деловыми качествами работников, не допускается за исключением случаев,
предусмотренных федеральным законом.
Запрещается отказывать в заключении трудового договора женщинам по мотивам,
связанным с беременностью или наличием детей'.
Запрещается отказывать в заключении трудового договора работникам,
приглашённым в письменной форме на работу в порядке перевода от другого работодателя, в
течение одного месяца со дня увольнения с прежнего места работы. По требованию лица,
которому отказано в заключении трудового договора, работодатель обязан сообщить причину
отказа в письменной форме (ст. 64).
Отказ в заключении трудового договора может быть обжалован в судебном
порядке.
При заключении трудового договора лицо, поступающее на работу, предъявляет
работодателю:
 паспорт или иной документ, удостоверяющий личность;
 трудовую книжку, за исключением случаев, когда трудовой договор заключается
впервые или работник поступает на работу на условиях совместительства;
 страховое свидетельство государственного пенсионного страхования;
 документы воинского учета - для военнообязанных и лиц, подлежащих призыву на
военную службу;
 документ об образовании, о квалификации или наличии специальных знаний - при
поступлении на работу, требующую специальных знаний или специальной
подготовки.
В отдельных случаях с учетом специфики работы Трудовым кодексом, иными
федеральными законами, указами Президента РФ и постановлениями Правительства
РФ может предусматриваться необходимость предъявления при заключении трудового
договора дополнительных документов.
Запрещается требовать от лица, поступающего на работу, документы помимо
предусмотренных Трудовым кодексом, иными федеральными законами, указами Президента
РФ и постановлениями Правительства РФ (ст. 65 ТК).
Трудовой договор считается заключенным, если стороны достигли соглашения по
всем необходимым условиям.
В соответствии со статьёй 67 ТК все трудовые договоры должны заключаться в
письменной форме. Они составляются в двух экземплярах и подписываются сторонами. Один
экземпляр передается работнику, другой хранится у работодателя.
Трудовой договор, не оформленный надлежащим образом, считается
заключенным, если работник приступил к работе с ведома или по поручению работодателя
или его представителя. При фактическом допущении работника к работе работодатель обязан
оформить с ним трудовой договор в письменной форме не позднее трёх дней со дня
фактического допущения работника к работе.
Приём на работу оформляется приказом (распоряжением) работодателя, изданным
на основании заключенного трудового договора. Содержание приказа (распоряжения)
работодателя должно соответствовать условиям заключенного трудового договора.
Приказ (распоряжение) работодателя о приёме на работу объявляется работнику
под расписку в трёхдневный срок со дня подписания договора. По требованию работника
работодатель обязан выдать ему надлежаще заверенную копию указанного приказа
(распоряжения).
При приёме на работу работодатель обязан ознакомить работника с действующими
в организации правилами внутреннего трудового распорядка, иными локальными
нормативными актами, имеющими отношение к трудовой функции работника, коллективным
договором (ст. 68 ТК).
Обязательному предварительному медицинскому освидетельствованию при
заключении трудового договора подлежат лица, не достигшие возраста восемнадцати лет, а
также иные лица в случаях, предусмотренных Трудовым кодексом и иными федеральными
законами.
Трудовой договор вступает в силу со дня его подписания работником и
работодателем, если иное не установлено федеральными законами, иными нормативными
правовыми актами или трудовым договором, либо со дня фактического допущения работника
к работе с ведома работодателя или его представителя.
Работник обязан приступить к исполнению трудовых обязанностей со дня,
определённого трудовым договором.
Если в трудовом договоре не оговорен день начала работы, то работник должен
приступить к работе на следующий рабочий день после вступления договора в силу.
Если работник не приступил к работе в установленный срок без уважительных
причин в течение недели, то трудовой договор аннулируется (ст. 61 ТК)1.
При приеме на работу работодатель обязан потребовать от поступающего
трудовую книжку.
Согласно ст. 65 ТК трудовая книжка установленного образца является основным
документом о трудовой деятельности и трудовом стаже работника. По записям в ней
определяется общий, непрерывный и специальный стаж, влияющий на размер пособия по
временной нетрудоспособности, пенсию по старости, характер выполняемых им работ,
причины увольнения, а также содержит сведения о возрасте, образовании, профессии
работника. Лица, впервые поступающие на работу, обязаны представить работодателю
документ о последнем занятии, а уволенные из Вооруженных Сил РФ - военный билет.
Трудовая книжка заводится на работника, поступающего на работу впервые. При
заключении такого трудового договора работодатель обязан оформить трудовую книжку и
страховое свидетельство государственного пенсионного страхования (ст. 65 ТК).
Форма, порядок ведения и хранения трудовых книжек и обеспечения ими
работодателей устанавливается Правительством РФ.
Работодатель (за исключением работодателей - физических лиц) обязан вести
трудовые книжки на каждого работника, проработавшего в организации свыше пяти дней, в
случае, если работа в этой организации является для работника основной.
В трудовую книжку вносятся сведения о работнике, выполняемой им работе,
переводах на другую постоянную работу, а также основания прекращения трудового договора
и сведения о награждениях за успехи в работе. Сведения о взысканиях в трудовую книжку не
заносятся, за исключением случаев, когда дисциплинарным взысканием является увольнение.
По желанию работника сведения о работе по совместительству вносятся в
трудовую книжку по месту основной работы на основании документа, подтверждающего
работу по совместительству.
Первое заполнение трудовой книжки производится работодателем организации (учреждения)
в присутствии работника и в срок, не превышающий недели со дня приёма на работу.
Сведения заверяются подписью специально уполномоченного лица и печатью.
Записи в трудовую книжку о причинах прекращения трудового договора должны
производиться в точном соответствии с формулировками Трудового кодекса или иного
федерального закона и со ссылкой на соответствующую статью, пункт Трудового кодекса или
иного федерального закона.
При прекращении трудового договора работодатель обязан выдать работнику в
день увольнения (последний день работы) трудовую книжку и по письменному заявлению
работника копии документов, связанных с работой.
В случае, если в день увольнения работника выдать трудовую книжку невозможно
в связи с отсутствием работника либо его отказом от получения трудовой книжки на руки,
работодатель направляет работнику уведомление о необходимости явиться за трудовой
книжкой либо дать согласие на отправление её по почте. Со дня направления уведомления
работодатель освобождается от ответственности за задержку выдачи трудовой книжки (ст. 62
ТК).
Работодатель обязан ознакомить владельца книжки с каждой записью, вносимой
на основании приказа (распоряжения) о приёме на работу, об увольнении. В таких случаях
работник расписывается в личной карточке, в которой воспроизведена точная запись из
трудовой книжки (вкладыша).
Временные переводы в связи с производственной необходимостью в трудовой
книжке не фиксируются. В отдельных случаях по просьбе работника могут быть внесены
сведения о временном переводе на другую работу, если это даёт право на получение
определённых льгот (например, пенсию на льготных условиях).
В тех случаях, когда в трудовой книжке заполнены все страницы хотя бы одного
из разделов, трудовая книжка дополняется вкладышем. О каждом выданном вкладыше на
первой странице (титульном листе) трудовой книжки вверху ставится штамп размером 10x25
мм с надписью «Выдан вкладыш» и здесь же указываются серия и номер вкладыша. Вкладыш
без трудовой книжки недействителен.
Приём на работу по предъявлении одного вкладыша (без предъявления трудовой
книжки) не допускается.
Лицо, потерявшее трудовую книжку, обязано немедленно заявить об этом
работодателю по месту последней работы. Не позднее 15 дней после заявления работодатель
выдаёт работнику другую трудовую книжку с надписью «Дубликат» в правом верхнем углу
первой страницы.
Дубликат трудовой книжки выдается также, если она пришла в негодность
(обгорела, была изорвана, замазана и т. д.). При этом на первой странице трудовой книжки,
пришедшей в негодность, делается запись: «Взамен выдан дубликат», а книжка возвращается
её владельцу.
Испытательный срок. При заключении трудового договора соглашением сторон
может быть установлено (как дополнительное условие договора) испытание в целях проверки
соответствия принимаемого работника поручаемой ему работе. Такое испытание
устанавливается независимо от квалификации и опыта принимаемого работника и должно
быть оговорено в трудовом договоре. Отсутствие в трудовом договоре условия об испытании
означает, что работник принят без испытания.
В период испытания на работника распространяются положения Трудового
кодекса, законов, иных нормативных правовых актов, локальных нормативных актов,
содержащих нормы трудового права, коллективного договора, соглашения (ст. 70 ТК).
Испытание при приёме на работу не устанавливается для:
 лиц,
поступающих
на
работу
по
конкурсу
на
замещение
со
ответствующей должности, проведённому в порядке, установленном законом;
 беременных женщин;
 лиц, не достигших возраста восемнадцати лет;
 лиц, окончивших образовательные учреждения начального, среднего и высшего
профессионального образования и впервые поступающих на работу по полученной
специальности;
 лиц, избранных (выбранных) на выборную должность на оплачиваемую работу;
 лиц, приглашённых на работу в порядке перевода от другого работодателя по
согласованию между работодателями;
 в иных случаях, предусмотренных Трудовым кодексом, иными федеральными
законами и коллективным договором.
Срок испытания не может превышать трёх месяцев, а для руководителей
организаций и их заместителей, главных бухгалтеров и их заместителей, руководителей
филиалов, представительств и иных обособленных структурных подразделений организаций шести месяцев, если иное не установлено федеральным законом.
В срок испытания не засчитывается период временной нетрудоспособности
работника и другие периоды, когда он фактически отсутствовал на работе (ст. 70 ТК).
При неудовлетворительном результате испытания работодатель имеет право до
истечения срока испытания расторгнуть трудовой договор с работником, предупредив его об
этом в письменной форме не позднее, чем за три дня с указанием причин, послуживших
основанием для признания этого работника не выдержавшим испытание. Решение
работодателя работник имеет право обжаловать в судебном порядке.
При неудовлетворительном результате испытания расторжение трудового
договора производится без учета мнения соответствующего профсоюзного органа и без
выплаты выходного пособия. Работник подлежит увольнению на основании ст. 71 Трудового
кодекса.
Если срок испытания истек, а работник продолжает работу, то он считается
выдержавшим испытание и последующее расторжение трудового договора допускается
только на общих основаниях.
Статья 71 Кодекса устанавливает в период испытания упрощенный порядок
прекращения трудового договора по инициативе работника. Если работник сочтет, что работа
не является для него подходящей, он вправе уволиться по собственному желанию, предупредив работодателя за 3 дня, а не за две недели, как этого требует ст. 80 Кодекса.
В случае увольнения работника по ст. 71 ТК (неудовлетворительном результате
испытания) или если работник сам по своей инициативе (собственному желанию) уволится с
работы в период испытания, заработанные северные процентные надбавки сохраняются
независимо от того, когда он устроится на другую работу (см. постановление Совета
Министров-Правительства Российской Федерации «О порядке установления и исчисления
трудового стажа для получения процентной надбавки к заработной плате лицам, работающим
в районах Крайнего Севера, приравненных к ним местностях и в остальных районах Севера»
от 7 октября 1993 г. № 1012).
Лекция 2.
Тема: Основы безопасности труда и производственной санитарии
ПЛАН
1. Основные понятия и терминология безопасности труда.
2. Классификация негативных факторов.
3. Источники и характеристики негативных факторов, их действие на человека.
а) опасные механические факторы;
б) физические негативные факторы;
в) химические негативные факторы;
4. Защита человека от вредных и опасных производственных факторов.
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ
По воздействию на человека ОВПФ подразделяются на четыре группы (рис. 2.1):
 физические;
 химические;
 биологические;
 психофизиологические.
Конкретные условия труда, как правило, характеризуются совокупностью
негативных факторов и различаются уровнем вредных факторов и риском опасных.
К наиболее опасным работам на промышленных предприятиях можно отнести:
 монтаж и демонтаж тяжелого оборудования;
 транспортирование баллонов со сжатыми газами, емкостей с кислотами, щелочами,
щелочными металлами и другими опасными веществами;
 ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте, а также на крыше;
 ремонтные и профилактические работы на электроустановках и электрических сетях,
находящихся под напряжением;
 земляные работы в зоне расположения энергетических сетей;
 работы в колодцах, тоннелях, траншеях, дымоходах, плавильных и нагревательных
печах, бункерах, шахтах, камерах;
 монтаж, демонтаж и ремонт грузоподъемных кранов;
 пневматические испытания сосудов и емкостей под давлением, а также ряд других
работ.
К наиболее вредным можно отнести работы, связанные с применением вредных
веществ, с выделением таких веществ в технологическом процессе, с применением различных
видов излучений. Например, к подобным работам относятся:
 работы, в технологическом процессе которых применяется вибрация (работа с
отбойными молотками, перфораторами,




работа на выбивных решетках и т. д.);
работы в гальванических и травильных цехах и отделениях;
работы
на
металлургических
и
химических
угольных и урановых шахтах;
работы с использованием источников ионизирующих излучений и др.
предприятиях,
ИСТОЧНИКИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ, ИХ
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА
Для того, чтобы выбрать средства и методы защиты от негативных факторов,
необходимо знать их основные характеристики и действие на человека.
Полностью исключить воздействие на человека негативных факторов практически
невозможно как с технической, так и с экономической точек зрения.
Иногда это нецелесообразно, так кА даже в естественной природной среде человек
подвергается их воздействию:
- существует естественный радиационный фон;
- в воздухе и воде содержаться вредные вещества, выделяемые природными источниками
и.т.д.
В рабочей зоне необходимо обеспечить такие уровни негативных факторов,
которые не вызывают ухудшения состояния здоровья человека, заболеваний.
Такие уровни называют предельно допустимыми.
Предельно-допустимый уровень (ПДУ) – это максимальное значение
негативного фактора, который воздействует на человека (изолированно или в сочетании с
другими факторами) в течение рабочей смены, ежедневно, на протяжении всего периода
трудового стажа, не вызывает у него и у его потомства биологических изменений, в том числе
заболеваний, а так же психологических нарушений (снижение интеллектуальных и
эмоциональных способностей, умственной работоспособности).
Для химической группы негативных факторов предельно-допустимые уровни
выступают в виде предельно допустимых концентраций (ПДК)
ОПАСНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Существует три основных типа движения:
Вращательное движение может быть опасным, т.к. даже гладкие медленно
вращающиеся валы могут захватить одежду и вывернуть руку. Телесные повреждения,
вызванные контактом с вращающимися частями, могут быть очень серьёзными.
Возвратно-поступательное движение может быть опасным, поскольку во
время движения вперёд-назад или вверх-вниз можно получить удар или попасть между
движущейся и неподвижной частью.
Поперечное движение создаёт опасность, т.к. работник может получить удар или
быть захвачен движущейся частью.
В производстве широко используются подъёмно-транспортное оборудование и
машины, которые являются наиболее типичными источниками получения механических
травм.
Подъёмно-транспортные машины и устройства можно разделить на две большие
группы:
Транспортирующие (ленточные, цепные, винтовые конвейеры, пневматические
транспортные устройства, периодически действующие транспорта: автомашины, вагонетки,
электрокары и.т.д.
И грузоподъёмные машины и устройства (подъёмники, краны)
ФИЗИЧЕСКИЕ НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ
1. Виброакустические колебания — это упругие колебания твердых тел, газов и
жидкостей, возникающие в рабочей зоне при работе технологического оборудования,
движении технологических транспортных средств, выполнении разнообразных
технологических операций.
Вибрация
Вибрация — это малые механические колебания, возникающие в упругих телах.
Источниками вибрации могут являться:
 возвратно-поступательные движущиеся системы — кривошипно-шатунные
механизмы, перфораторы, вибротрамбовки, виброфармовочные машины и др.;
 неуравновешенные вращающиеся массы — режущий инструмент, дрели,
шлифовальные машины, технологическое оборудование;
 ударное взаимодействие сопрягаемых деталей — зубчатые передачи, подшипниковые
узлы;
 оборудование и инструмент, использующие в технологических целях ударное
воздействие на обрабатываемый материал — рубильные и отбойные молотки, прессы,
инструмент используемый в клепке, чеканке и т. д.
Область распространения вибрации называется вибрационной зоной.
Параметры, характеризующие вибрацию.
Вибрация характеризуется скоростью (v, м/с) и ускорением (а, м/с2)
колеблющейся твердой поверхности. Обычно эти параметры называют виброскоростью и
виброускорением.
Величины виброскорости и виброускорения, с которыми приходится иметь дело человеку,
изменяются в очень широком диапазоне. Измеряются уровни в специальных единицах —
децибелах (ДБ). За пороговые значения виброскорости и виброускорения приняты
стандартизованные в международном масштабе величины:
Важной характеристикой вибрации является его частота (/) — количество
колебаний в единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц, 1/с) — количестве
колебаний в секунду. Частоты производственных вибраций изменяются в широком
диапазоне: от, 0,5 до 8000 Гц.
Время, в течение которого происходит одно колебание, называется периодом
колебания Т (с).
Максимальное расстояние, на которое перемещается любая точка вибрирующего тела,
называется амплитудой или амплитудой виброперемещения А (м).
Рис. 2.13. Направление координат осей при действии общей вибрации: а — положение
стоя; б — положение сидя; ось Z — вертикальная, перпендикулярная опорной
поверхности; ось Х — горизонтальная от спины и груди; ось Y — горизонтальная от
правого плеча к левому
Воздействие вибрации на организм человека.
Вибрация относится к вредным факторам, обладающим высокой биологической
активностью.
Действие вибрации на человека зависит:
 от частоты и уровня вибрации,
 продолжительности воздействия,
 места приложения вибрации,
 направления оси вибрационного воздействия,
 индивидуальных способностей организма человека воспринимать
вибрацию,
 условий возникновения резонанса и ряда других условий.
Колебательные процессы присущи живому организму, в частности человеку —
ритмичные колебания сердца, крови, биотоков мозга.
Внутренние органы человека (печень, почки, желудок, сердце и т. д.) можно
рассматривать как колебательные системы с упругими связями. Собственная частота
внутренних органов изменяется в диапазоне 3...6 Гц.
Собственная частота головы человека относительно плечевого пояса —
25...30 Гц, относительно основания, на котором находится человек, — 4...6 Гц.
При совпадении собственных частот внутренних органов человека и отдельных
частей его тела с частотой вынужденной вибрации возникает явление резонанса, при
котором резко возрастает амплитуда колебаний органов и частей тела.
При этом могут возникнуть болевые ощущения в отдельных органах (которые,
например, могут наблюдаться при длительной езде по ухабистой дороге на машине с
плохой амортизацией), а при очень высоких уровнях вибрации — даже травмы, разрывы
связок, артерий.
Явление резонанса для человека возникает при низкочастотной вибрации.
Колебания с частотой менее 0,7 Гц получили название качки. Качка не вызывает
серьезных нарушений в организме человека, но происходят нарушения в вестибулярном
аппарате человека, а у людей со слабым вестибулярным аппаратом может возникнуть так
называемая морская болезнь, при которой возникает головокружение, тошнота, рвота. После прекращения качки это состояние через некоторое время исчезает.
При частотах вибрации менее 16 Гц кроме явлений резонанса у человека
возникает подавленное состояние, чувство страха, тревоги, угнетается центральная нервная
система. При воздействии вибрации в организме человека происходят функциональные и
физиологические изменения, представленные в таблице.
Таблица 2.2. Изменения в организме человека при воздействии вибрации
Вид изменений в
организме
Функциональные
Симптомы
Результат воздействия
Повышенная утомляемость;
увеличение времени двигательных
реакций; увеличение времени
зрительных реакций; нарушение
вестибулярных реакций и
координации движений
Снижение производительности и
качества труда Возникновение
травм, связанных с
заторможенной реакцией
человека на изменение
обстановки
Физиологические
Развитие нервных заболеваний;
Возникновение виброболезни
нарушение функций сердечнососудистой системы; нарушение
функций опорно-двигательного
аппарата; поражение мышечных
тканей и суставов; нарушение
функций органов внутренней секреции
Вибрационная болезнь (виброболезнь) — профессиональное заболевание,
вызванное длительным воздействием на организм вибрации. Впервые виброболезнь
описана итальянским врачом Дж. Лоригой в 1911 г.
Вибрационная болезнь регистрируется у водителей транспорта, операторов
транспортно-технологических
машин
и
агрегатов,
работающих
с
ручным
виброинструментом (перфораторами, отбойными молотками и т. д.), формовщиков,
бурильщиков, заточничков, рихтовщиков.
К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие
вибрации на организм человека, относятся повышенные мышечные нагрузки,
неблагоприятные микроклиматические условия (прежде всего пониженная температура и
повышенная влажность), шум высокой интенсивности, который, как правило,
сопровождает вибрацию, психо-эмоциональная напряженность. Охлаждение и смачивание
рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления
сосудистых реакций.
Гигиеническое нормирование вибрации.
Допустимые значения устанавливаются отдельно для общей и локальной
вибрации. Общая вибрация нормируется в диапазонах частот 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц
Локальная вибрация нормируется в диапазонах частот 16, 31,5, 63, 125, 250, 500,
1000 Гц.
Нормы установлены для продолжительности рабочей смены в 8 часов.
Акустические колебания
Акустическими колебаниями называют колебания упругой среды. Понятие
акустических колебаний охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания
воздушной среды.
Акустические колебания в диапазоне частот 16...20 кГц, воспринимаемые ухом
человека с нормальным слухом, называют звуковыми.
Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуковыми,
выше 20 кГц — ультразвуковыми.
Шумом принято называть апериодические звуки различной интенсивности и
частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятно
воспринимаемый человеком звук.
Источниками шума на производстве является:
 транспорт,
 технологическое оборудование,
 системы вентиляции,
 пневмо- и гидроагрегаты,
 а также источники, вызывающие вибрацию
Шум является одним из наиболее существенных негативных факторов
производственной среды.
Источники шума формируют звуковые волны, возникающие в результате
нарушения стационарного состояния воздушной среды.
По временным характеристикам шум подразделяется на постоянный и
непостоянный.
Постоянным считается шум, уровень которого в течение 8-часового рабочего
дня изменяется не более чем на 5 дБ;
непостоянным — если это изменение превышает 5 дБ.
Непостоянные шумы в свою очередь разделяются на
 колеблющиеся, уровень звука которых изменяется непрерывно во времени
(например, шум транспортных потоков);
 прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБ и более),
причем длительность интервалов, в которых уровень звука остается постоянным не
менее 1 с (например, шум прерывисто сбрасываемого из баллонов сжатого воздуха);
 импульсные, представляющие собой звуковые импульсы, длительностью менее 1 с
(например, шум агрегатов и машин, работающих в импульсном режиме).
Воздействие акустических колебаний (шума) на человека
Шум звукового диапазона на производстве приводит к снижению внимания и
увеличению ошибок при выполнении работы. В результате снижается производительность
труда и ухудшается качество выполняемой работы. Шум замедляет реакцию человека на
поступающие от технических объектов и внутрицехового транспорта сигналы, что
способствует возникновению несчастных случаев на производстве.
Порогу болевого ощущения соответствует (120... 130 дБ). Звуки, превышающие по своему
уровню порог болевого ощущения, могут вызвать боли и повреждения в слуховом аппарате
(перфорация или даже разрыв барабанной перепонки).
Шум влияет на весь организм человека. Он угнетает центральную нервную
систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена
веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни, может привести к профессиональному заболеванию.
Шум с уровнем звукового давления до 30...45 дБ привычен для человека и
не беспокоит его.
Повышение уровня звука до 40...70 дБ создает дополнительную нагрузку на
нервную систему, вызывает ухудшение самочувствия и при длительном воздействии может
стать причиной неврозов.
Длительное воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ может привести к
ухудшению слуха — профессиональной тугоухости.
При действии шума свыше 130 дБ возможен разрыв барабанных перепонок,
контузия, а при уровнях звука свыше 160 дБ вероятен смертельный исход.
Помимо снижения слуха рабочие, подвергающиеся постоянному воздействию
шума жалуются на головные боли, головокружение, боли в области сердца, желудка,
желчного пузыря, повышенное артериальное давление. Шум снижает иммунитет человека
и устойчивость человека к внешним воздействиям.
Инфразвук с уровнем от 110 до 150 дБ вызывает неприятные субъективные
ощущения и различные функциональные изменения в организме человека: нарушения в
центральной нервной системе, сердечно-сосудистой и дыхательной системах,
вестибулярном аппарате. Возникают головные боли, осязаемое движение барабанных
перепонок, звон в ушах и голове, снижается внимание и работоспособность, появляется
чувство страха, угнетенное состояние, нарушается равновесие, появляется сонливость,
затруднение речи.
Инфразвук вызывает в организме человека психофизиологические реакции —
тревожное состояние, эмоциональная неустойчивость, неуверенность в себе.
Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и
контактно на руки — через жидкую и твердую среды.
Воздействие через воздушную среду вызывает функциональные нарушения
нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, а также изменения свойств и состава
крови, артериального давления. Контактное воздействие на руки приводит к нарушению
капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности,
изменению костной структуры — снижению плотности костной ткани.
Лекция 3.
Тема: Безопасность труда и производственная санитария в учебных кабинетах и
учебных мастерских. Пожарная безопасность
План:
1. Электробезопасность. Действие электрического тока на организм
человека
2. Химически негативные факторы.
3. Пожарная безопасность.
4. Инструктажи. Виды инструктажей по технике безопасности.
Электробезопасность. Действие электрического тока на организм человека.
Помещения повышенной опасности характеризуются наличием одного из
следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:
1. сырость, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 70 %; такие
помещения называют сырыми;
2. высокая температура, когда температура воздуха длительно (свыше суток)
превышает +30 °С; такие помещения называются жаркими;
3. токопроводяшая пыль, когда по условиям производства в помещениях выделяется
токопроводящая технологическая пыль (например, угольная, металлическая и т. п.) в
таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов
и т. п.; такие помещения называются пыльными с токопроводящей пылью;
4. токопроводящие полы — металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.
п.;
5. возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с
землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.
п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой.
Примером помещения с повышенной опасностью могут служить лестничные
клетки различных зданий с проводящими полами, складские неотапливаемые помещения
(даже если они размещены в зданиях с изолирующими полами и деревянными стеллажами)
и т. п.
Воздействие электрического тока на человека
Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие.
Термическое воздействие тока проявляется ожогами отдельных участков тела,
нагревом до высокой температуры органов, что вызывает в них значительные
функциональные расстройства.
Электролитическое воздействие в разложении различных жидкостей организма
(воды, крови, лимфы) на ионы, в результате чего происходит нарушение их физикохимического состава и свойств.
Биологическое действие тока проявляется в виде раздражения и возбуждения
живых тканей организма, судорожного сокращения мышц, а также нарушения внутренних
биологических процессов.
Действие электрического тока на человека приводит к травмам или гибели
людей.
Электрические травмы разделяются на общие (электрические удары) и
местные электротравмы (рис. 2.26).
Наибольшую опасность представляют электрические удары.
Электрический удар — это возбуждение живых тканей проходящим через человека
электрическим током, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц; в
зависимости от исхода воздействия тока различают четыре степени электрических ударов:
1 — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2 — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и
работой сердца;
3 — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и
другого вместе);
4 — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Кроме остановки сердца и прекращения дыхания причиной смерти может
быть электрический шок — тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на
сильное раздражение электрическим током.
Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток, после чего
может наступить гибель или выздоровление в результате интенсивных лечебных
мероприятий.
Местные электротравмы — это местные нарушения целостности тканей организма.
К местным электротравмам относятся:
электрический ожог — бывает токовым и дуговым; токовый ожог связан с
прохождением тока через тело человека и является следствием преобразования
электрической энергии в тепловую (как правило, возникает при относительно невысоких
напряжениях электрической сети); при высоких напряжениях электрической сети между
проводником
тока
и
телом
человека может образоваться электрическая дуга, возникает более тяжелый ожог —
дуговой, т. к. электрическая дуга обладает очень большой температурой — свыше 3500 °С;
электрические знаки — пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи
человека, образующиеся в месте контакта с проводником тока; как правило, знаки имеют
круглую или овальную форму с размерами 1—5 мм; эта травма не представляет серьезной
опасности и достаточно быстро проходит;
металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек
металла, расплавившегося под действием электрической дуги; в зависимости от места
поражения травма может быть очень болезненной, с течением времени пораженная кожа
сходит; поражение же глаз может закончиться ухудшением или даже потерей зрения;
электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз под действием потока
ультрафиолетовых лучей, испускаемых электрической дугой; по этой причине нельзя
смотреть насварочную электродугу; травма сопровождается сильной болью и резью в
глазах, временной потерей зрения, при сильном поражении лечение может быть сложным и
длительным; на электрическую дугу без специальных защитных очков или масок смотреть
нельзя;
механические повреждения возникают в результате резких судорожных сокращений
мышц под действием проходящего через человека тока, при непроизвольных мышечных
сокращениях могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов, а также вывихи
суставов, разрывы связок и даже переломы костей; кроме того, при испуге и шоке человек
может упасть с высоты и получить травму.
Электрический ток очень опасен и обращение с ним требует большой
осторожности и знания мер обеспечения элетробезопасности.
Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим
током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия
и путь протекания тока через тело человека.
Таблица
Сила тока. Протекание через организм переменного тока промышленной
частоты (50 Гц), широко используемого в промышленности и в быту, человек начинает
ощущать при силе тока 0,6...1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток называют
пороговым ощутимым током.
Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с
увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока
ощущается всей кистью, при 8... 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и
сопровождается судорожными сокращениями мышц кисти и предплечья.
При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что
человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток
называется пороговым неотпускающим током.
При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в работе легких и сердца,
при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение
дыхания.
Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает
фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные сокращения сердца; сердце перестает
работать как насос, перекачивающий кровь. Такой ток называется пороговым
фибрилляционным током.
Ток более 5 А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние
фибрилляции.
Частота тока.
Наиболее опасен ток промышленной частоты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших
частот менее опасен, и пороговые значения для него больше. Так, для постоянного тока:
пороговый ощутимый ток — 5...7 мА;
пороговый неотпускающий ток — 50...80 мА;
фибрилляционный ток — 300 мА.
Путь протекания тока.
Опасность поражения электрическим током зависит от пути протекания тока
через тело человека, так как путь определяет долю общего тока, которая проходит через
сердце.
Наиболее опасен путь «правая рука—ноги» (как раз правой рукой чаще
всего работает человек).
Затем по степени снижения опасности идут:
«левая рука—ноги», «рука—рука», «ноги—ноги».
На рисунке изображены возможные пути протекания тока через человека.
Время воздействия электрического тока.
Чем продолжительнее протекает ток через человека, тем он опаснее.
При протекании электрического тока через человека в месте контакта с
проводником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое
сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока
усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные
последствия воздействия тока на организм.
По закону Ома мы видим что, чем больше напряжение, тем больше и опаснее
электрический ток.
Чем больше электрическое сопротивление цепи, тем меньше ток и опасность
поражения человека.
Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков,
составляющих цепь (проводников, пола, обуви и др.). В общее электрическое
сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.
Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и
неповрежденной коже может изменяться в довольно широких пределах — от 3 до 100 кОм
(1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление
человека вносит наружный слой кожи — эпидермис, состоящий из ороговевших клеток.
Сопротивление внутренних тканей тела небольшое — всего лишь 300...500
Ом.
Поэтому при нежной, влажной и потной коже или повреждении эпидермиса
(ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень небольшим. Человек
с такой кожей наиболее уязвим для электрического тока.
У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпидермиса, нежели у юношей; у
мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать
очень больших величин, и опасность их поражения электротоком снижается.
В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления
тела человека, равную 1000 Ом.
Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не
повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.
Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала,
из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые
(влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм,
влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм.
Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8
кОм;
бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм;
деревянный — 30 и 0,3 кОм;
земляной — 20 и 0,3 кОм;
из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм.
При влажных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает
электроопасность.
Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, особенно на воде,
необходимо соблюдать особую осторожность и принимать повышенные меры обеспечения
электробезопасности.
Для освещения, бытовых электроприборов, большого количества приборов и
оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В.
Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических
устройствах применяются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические
устройства представляют исключительно высокую опасность.
Химические негативные факторы (вредные вещества)
Пары, газы, жидкости, аэрозоли, химические соединения, смеси при контакте с
организмом человека могут вызывать изменения в состоянии здоровья или заболевания.
Воздействие вредных веществ на человека может сопровождаться отравлениями и
травмами.
В настоящее время известно более 7 млн химических веществ и соединений, из
которых около 60 тысяч находят применение в деятельности человека.
Классификация и воздействие вредных веществ на человека
Химические вещества в зависимости от их практического использования
классифицируются на:
 промышленные яды — используемые в производстве органические растворители
(например, дихлорэтан), топливо (например, пропан, бутан), красители (например,
анилин) и др.;
 ядохимикаты — используемые в сельском хозяйстве пестициды и др.;
 лекарственные средства;
 бытовые химикаты — применяемые в виде пищевых добавок (например, уксус),
средства санитарии, личной гигиены, косметики и т. д.;
По характеру воздействия на человека вредные вещества подразделяются на (рис.
2.32):
общетоксические — вызывающие отравление всего организма или поражающие
отдельные
системы:
центральную
нервную
систему, кроветворные органы, печень, почки (углеводороды, спирты, анилин,
сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды,
оксид углерода и др.);
раздражающие — вызывающие раздражение слизистых оболочек, дыхательных путей,
глаз, легких, кожи (органические азотокрасители, диметиламинобензол и другие
антибиотики и др.);
сенсибилизирующие — действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки и
др.);
мутагенные — приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной
информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);
канцерогенные
—
вызывающие
злокачественные
опухоли
(хром, никель, асбест, бенз(а)пирен, ароматические амины и пр.);
влияющие на репродуктивную (детородную) функцию — вызывающие возникновение
врожденных пороков, отклонений от нормального развития детей, влияющие на
нормальное развитие плода (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы, борная кислота
и др.).
Три последних вида вредных веществ (мутагенные, канцерогенные и
влияющие на репродуктивную способность) характеризуются отдаленными
последствиями их влияния на организм. Их действие проявляется не в период
воздействия и не сразу после его окончания, а в отдаленные периоды, спустя годы и даже
десятилетия.
В организм человека вредные химические вещества могут проникать через
органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы. Основным же путем
проникновения вредных веществ в организм являются органы дыхания.
Распределение вредных веществ в организме подчиняется определенным
закономерностям. Сначала происходит распределение вещества в организме, затем
основную роль начинает играть поглощающая способность тканей.
Вредное действие химических веществ на организм человека изучает
специальная наука — токсикология.
Токсикология — это медицинская наука, изучающая свойства ядовитых веществ,
механизм их действия на живой организм, сущность вызываемого ими патологического
процесса (отравления), методы его лечения и предупреждения. Область токсикологии,
изучающая действие химических веществ на человека в условиях производства, называется
промышленной токсикологией.
Токсичность — это способность веществ оказывать вредное действие на живые
организмы.
Пожарная безопасность
Основные причины и источники пожаров и взрывов.
Основные причины пожаров на предприятиях:
 нарушение технологического режима — 33 %;
 неисправность электроустановок —16 %;
 самовозгорание промасленной ветоши и других материалов, склонных к самовозгоранию, — 10 %.
Открытое пламя и искры наиболее часто являются источником зажигания
различной горячей среды (открытое пламя и искры возникают при сварке, резке металлов,
заточке инструмента, зачистке швов и целом ряде других технологических процессов).
Наиболее частой причиной пожара из-за неисправности электроустановок являются: короткие замыкания, особенно с образованием электрической дуги; перегрузка
электрической сети в результате подключения потребителей (машин, оборудования и т. д.)
повышенной мощности, на которую не рассчитана электрическая сеть. Причиной пожара
могут быть разряды статического электричества, а также разряды молнии.
Опасные факторы пожара.
Независимо от причин пожар характеризуется рядом опасных факторов,
воздействующих на людей и материальные ценности в условиях производства.
Опасный фактор пожара (ОФП) — фактор пожара, воздействие которого
приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.
К ОФП относятся следующие:
 открытое пламя и искры;
 повышенная температура окружающей среды;
 токсичные продукты горения;
 дым;
 пониженная концентрация кислорода;
 последствия разрушения и повреждения объекта;
 опасные факторы, проявляющиеся в результате взрыва (ударная волна, пламя,
обрушение конструкций и разлет осколков, образование вредных веществ с
концентрацией в воздухе существенно выше ПДК).
Пламя чаще всего поражает открытые части тела. Очень опасны ожоги,
получаемые от горящей одежды, которую трудно потушить и сбросить. Особенно легко
воспламеняется одежда из синтетических тканей.
Температурный порог жизнеспособности тканей человека составляет около
45 °С.
Повышенная температура окружающей среды, поверхностей предметов нарушает
тепловой режим тела человека, вызывает перегрев, ухудшение самочувствия из-за
интенсивного выведения необходимых организму солей, нарушения ритма дыхания,
деятельности сердца и сосудов.
Температура тела человека в зоне облучения при пожаре не должна превышать
39...40 °С, т. к. при этом возникает опасность теплового удара, а при 60...70 °С в организме
человека происходят необратимые изменения, которые могут привести к смерти.
Токсичные продукты горения.
Состав продуктов сгорания зависит от состава горящего вещества и условий,
при которых происходит его горение.
При горении прежде всего выделяется большое количество оксида углерода
(СО), углекислого газа (СО2), оксидов азота которые заполняют объем помещения, в
котором происходит горение, и создают опасные для жизни человека концентрации.
Концентрация СО может достигать 10 % от объема помещения, в то время как
при 1 % объемной концентрации человек теряет сознание, а затем может наступить смерть.
Концентрация углекислого газа СО2 более 3...4 % становится опасной при
вдыхании воздуха с такой концентрацией более получаса.
Концентрация углекислого газа в 8... 10 % вызывает быструю потерю сознания и
смертельный исход.
Однако в продуктах сгорания могут быть и значительно более токсичные
вещества, например цианистый водород и др.
Наиболее опасны продукты сгорания различных синтетических веществ,
пластмасс.
Дым, выделяющийся при пожаре, очень разнообразен по своему составу и
свойствам.
По цвету он может быть белым, серым, черным и представляет собой аэрозоль,
состоящий из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в
продуктах сгорания. В дыме содержатся раздражающие и токсичные вещества, дым
снижает видимость, в результате чего теряется ориентация человека в помещении и
усложняются условия эвакуации.
Недостаток кислорода. Нормальное содержание кислорода в атмосферном
воздухе примерно 21 % по объему. При пожаре атмосферный кислород расходуется как
окислитель в окислительной реакции горения, и его концентрация в помещении резко
снижается.
Человек теряет сознание при концентрации кислорода примерно 18 % по
объему, возникает удушье.
Практика показывает, что наибольшее количество людей погибает при пожарах
не от прямого воздействия огня, а от удушья, связанного с недостатком кислорода, и от
отравления токсичными продуктами сгорания.
Инструктажи. Виды инструктажей по технике безопасности.
Обучение безопасности труда осуществляется при получении образования в
высших и средних специальных учебных заведениях, в системе профессиональных училищ.
Для этого в образовательные программы учебных заведений введены такие
обязательные общепрофессиональные дисциплины, как «Безопасность жизнедеятельности»
и «Охрана труда».
Кроме того, обучение руководителей и специалистов осуществляется через
систему повышения квалификации. На предприятиях проводится периодическое обучение
рабочих и служащих по вопросам охраны труда.
Инструктажи являются важными в обеспечении безопасности труда.
Предусмотрено проведение пяти видов инструктажа:
 вводный;
 первичный;
 повторный;
 внеплановый;
 целевой.
Вводный инструктаж проводится при поступлении на работу службой охраны труда
предприятия. Этот инструктаж обязаны пройти все вновь поступающие на предприятие, а
также командированные и учащиеся, прибывшие на практику. Цель этого инструктажа —
ознакомить с общими правилами и требованиями охраны труда на предприятии.
Первичный инструктаж проводится для всех принятых на предприятие перед первым
допуском к работе (в том числе, учащиеся, прибывшие на практику), а также при переводе
из одного подразделения в другое. Инструктаж проводится непосредственно на рабочем
месте. Цель этого инструктажа — изучение конкретных требований и правил обеспечения
безопасности при работе на конкретном оборудовании, при выполнении конкретного
технологического процесса.
Все рабочие после первичного инструктажа на рабочем месте должны в
зависимости от характера работы и квалификации пройти в течение 2... 14 смен стажировку
под руководством лица, назначенного приказом (распоряжением) по цеху (участку и т. п.).
Рабочие допускаются к самостоятельной работе после стажировки, проверки знаний и
приобретенных навыков безопасных способов работы.
Повторный инструктаж проводится не реже раза в полгода, а для работ повышенной
опасности — раза в квартал. Цель этого инструктажа — восстановление в памяти
работника правил охраны труда, а также разбор имеющих место нарушений требований
безопасности в практике производственного участка, цеха, предприятия.
Внеплановый инструктаж проводится в следующих случаях:
при введении в действие новых или переработанных стандартов, правил, инструкций по
охране труда, а также изменений и дополнений к ним;
при изменении технологического процесса, замене или модернизации оборудования,
приспособлений и инструмента, сырья, материалов и других факторов, влияющих на
безопасность;
при перерывах в работе для работ, к которым предъявляются повышенные требования
безопасности, более чем на 30 календарных дней, а для остальных — 60 дней;
по требованию органов надзора;
после случаев нарушения техники безопасности и несчастных случаев на производстве.
Целевой инструктаж проводится при выполнении разовых работ, не связанных с прямыми
обязанностями по специальности (погрузочно-разгрузочные работы, разовые работы вне
предприятия, цеха, участка и т. п.); ликвидации аварий, катастроф и стихийных бедствий;
производстве работ, на которые оформляется наряд- допуск, разрешение или другие
специальные документы; проведении экскурсии на предприятии, организации массовых
мероприятий с учащимися (спортивные мероприятия, походы и др.).
Регистрация инструктажей.
Первичный, повторный, внеплановый и целевой инструктажи проводит
непосредственный руководитель работ (мастер, инструктор производственного обучения,
преподаватель).
О проведении указанных инструктажей, стажировке, о допуске к работе лицо,
проводившее инструктаж и стажировку, делает запись в журнале регистрации
инструктажа и (или) в личной карточке инструктируемого с обязательной подписью
инструктируемого и инструктирующего.
При регистрации внепланового инструктажа указывают причину его
проведения. Целевой инструктаж с работниками, проводящими работы по наряду-допуску,
разрешению и т. п. (предусмотрены для отдельных видов работ повышенной опасности),
фиксируется в обязательном порядке в наряде-допуске, разрешении или другом документе,
разрешающем производство работ.
Проверка знаний является необходимой составляющей обучения и инструктажа.
Проверка знаний, полученных в результате обучения и повышения квалификации,
осуществляется в виде экзаменов, зачетов, тестов.
Результаты инструктажа проверяются устным опросом или с помощью
технических средств обучения, а также проверкой приобретенных навыков безопасных
способов работы.
Лица, показавшие неудовлетворительные знания, к работе не допускаются и
обязаны вновь пройти обучение или инструктаж.
Лекция 4.
Введение. Предмет, задачи, содержание курса. Исторический обзор развития науки
о материалах
План:
1. Предмет, задачи, содержание курса.
2. Из истории материаловедения.
3. Тенденции и перспективы развития материаловедения.
Одной из основных задач подготовки учителей технологии и предпринимательства
в педагогических вузах является приобретение всеми студентами в независимости от их
специализации знаний о современных материалах, областях их применения, технологиях их
получения и обработки.
Материалы — это исходные вещества для производства продукции и
вспомогательные вещества для проведения производственных процессов.
Различают следующие разновидности материалов:
 сырье, или сырые материалы, которые подлежат дальнейшей переработке
(железная руда на металлургическом заводе, нефть на нефтеперерабатывающем комбинате);
 полуфабрикат — переработанный материал, который должен пройти одну или
несколько стадий обработки, для того чтобы стать изделием, годным
к потреблению.
 Готовая продукция одного производства может служить полуфабрикатом для
другого.
Для успешного решения многих практических задач необходимы сведения о
современных способах получения и обработки материалов, их свойствах и рациональном
применении. Вопросы строения и свойств металлов, сплавов, неметаллических материалов,
горюче-смазочных материалов и эксплуатационных жидкостей рассматривает материаловедение.
Материаловедение — наука, изучающая связь между строением (структурой)
и свойствами материала, а также их изменения при внешних воздействиях (тепловом,
механическом, химическом и т. д.).
Материаловедение позволяет правильно выбрать материал и технологию его переработки
для обеспечения эксплуатации изделия в течение заданного времени.
Материаловедение условно разделяют на теоретическое и прикладное.
Теоретическое, рассматривает общие закономерности строения материалов и
процессов, происходящих в них при внешних воздействиях. Оно базируется на
достижениях естественных наук (физики, химии, механики и др.), от развития которых
зависят использование материалов в технике и эффективность методов переработки
их в изделия.
Задача прикладного материаловедения — определить оптимальные структуры
и технологии переработки материалов при изготовлении конструкций, деталей машин и других технических изделий.
Задача материаловедения — установление закономерностей взаимосвязи
структуры и свойств материалов для того, чтобы целенаправленно воздействовать на
них при переработке в изделия и эксплуатации, а также для создания материалов с
заданным сочетанием свойств и прогнозирования их срока службы.
Из истории материаловедения
Долгое время в технической практике люди использовали готовые природные
материалы, совершенствовали их, создавали новые технологии производства и обработки.
Вся история существования человечества связана с освоением материалов: каменный век
сменился медно-каменным, а затем бронзовым и железным веками.
Изготовив первые орудия труда из камня и кости, человек стал обрабатывать
древесину, шкуры, освоил обжиг глины. Следующим этапом освоения материалов стало
плавление и литье меди, затем открытие оловянной бронзы и освоение железа.
Совершенствовалась технология переплавки металлических руд, прокаливанием и ковкой
полуфабрикатов стали получать кузнечное железо.
Новую эпоху в развитии материалов открыло использование энергии падающей
воды для привода машин. Появилась возможность нагревать металл до температур,
превышающих температуру плавления железа, перерабатывать расплав в ковкое железо,
очищать металлы от примесей. Эти достижения в области производства материалов
определяли уровень технического развития на протяжении многих веков.
Применение каменного угля вместо древесного в качестве топлива при плавлении
руд и открытие коксования каменного угля способствовало ускоренному развитию
металлургии. Возрастание спроса на машины привело к возникновению машиностроения
как отрасли промышленности. В то время мануфактурным производством была освоена
лишь немногочисленная группа материалов, что ограничивало возможности развития
машин.
Превращение ручных мануфактур в фабричную систему использования машин
привело к изменению уровня техники и технологии материалов. Расплавленный чугун был
впервые превращен в сталь. Были изобретены три процесса производства стали, названных
по имени их создателей, — бессемеровский, мартеновский, томасовский.
Рост промышленности требовал больших объемов материалов. В связи с этим
возникла необходимость научных обобщений и рекомендаций. Начиная с XIX века,
материаловедение стало прикладной наукой.
Научные исследования и открытия в области химии и металловедения
способствовали развитию металлургического производства, созданию новых сплавов и методов их обработки. После открытия бензола началось развитие новой отрасли
промышленности, вырабатывавшей красители, медикаменты и множество синтетических
машиностроительных материалов. На основе теории химического строения вещества
разработаны и получены полимеры. Новый материал бакелит стал первым продуктом
промышленности пластических масс.
В XX веке разрабатываются и бурно развиваются новые технологические процессы:
непрерывная разливка стали и кислородно-конвертерный процесс, электрометаллургия
стали и ферросплавов; вакуумная металлургия; электросварка; термомеханическая
обработка металлов и многие другие.
Благодаря фундаментальным исследованиям в области металловедения быстро
растет число сплавов, обладающих специфическими свойствами: противокоррозионными,
жаростойкими и жаропрочными, особыми магнитными, «памятью» механической формы и
т.д.; создаются новые типы материалов: сверхпроводники, полупроводники и др.
Развиваются исследования в области синтеза и переработки полимеров,
направленные на улучшение их механических свойств, повышение стойкости к воздействию сред и высоких температур,
Одним из направлений материаловедения стало получение композиционных
материалов путем сочетания разнородных компонентов. Развитие технологий обработки и
модификации материалов позволило применить традиционные материалы в жестких
условиях эксплуатации современной техники.
Тенденции и перспективы развития материаловедения
При создании новых изделий всегда ставится цель повышения эффективности и
качества известных, существующих изделий: увеличение рабочих давлений, скорости и
температуры, снижение массы изделий, приходящейся на единицу создаваемой или
передаваемой мощности. В лучших образцах техники реализуются последние достижения
науки. Работоспособность машин тесно связано с достижениями материаловедения.
Развитие многих областей современной техники связано с применением
высокопрочных материалов. В XX веке прочность основных машиностроительных
материалов возросла в 8—10 раз, напряжения, при которых происходит разрушение
высокопрочных сталей, превышают 103 МПа. Перед наукой стоит проблема сделать высокопрочные материалы такими же надежными и недорогими, как рядовые материалы.
Тенденция машиностроения к уменьшению эффективной массы изделий, т.е.
массы, приходящейся на единицу мощности или производительности машин,
обусловливает необходимость разработки материалов, в которых высокая прочность
сочетается с малой плотностью. Примером таких материалов служат сплавы магния и
лития, изделия из которых по сопротивлению деформированию превосходят конструкции
той же массы из стали и титана. В качестве легких заполнителей силовых конструкций,
демпфирующих, тепло- и звукоизолирующих элементов в современной технике используют большую группу газонаполненных материалов.
Низкие значения прочности стали при высоких температурах были барьером для
дальнейшего развития двигателестроения. В настоящее время эта проблема решена путем
переработки металлов в гранулы методом высокоскоростной кристаллизации и
последующего прессования гранул в изделия. Высокоскоростная кристаллизация
происходит в результате быстрого охлаждения расплава, приводящего к образованию
микрокристаллов исключительно малых размеров или даже аморфных материалов. При
высоких температурах прочность мелкокристаллических и аморфных сплавов в 1,5 раза
выше, чем сплавов, полученных по традиционной технологии.
Изучаются перспективы использования керамических деталей в двигателях
внутреннего сгорания. Целью такого применения керамики является возможность
повышения рабочей температуры в камере сгорания при одновременном снижении массы
агрегата, что приводит к повышению коэффициента полезного действия двигателя.
Ужесточение технико-экономических требований к материалам и ограниченность
сырьевых ресурсов обусловили рост потребления традиционных материалов на новом
технологическом уровне — в сочетании с усиливающими их элементами из более прочных
материалов. Такие материалы получили название композиционных.
Использование их способствует повышению работоспособности техники,
снижению себестоимости продукции, организации гибких производств. Но производство
некоторых из этих материалов связано с опасностью для здоровья людей на рабочих
местах, создает дополнительные проблемы защиты окружающей среды. Поэтому важной
задачей является разработка мероприятий, которые позволят извлечь максимальную выгоду
из этого направления материаловедения.
Актуальной остается проблема защиты материалов от химического взаимодействия
с окружающей средой. Рост агрессивности окружающей среды приводит к увеличению
затрат на ликвидацию последствий изнашивания материалов. Для принятия мер по стабилизации свойств материалов, для прогнозирования работоспособности механизмов и
машин необходимо знать закономерности строения материалов, т. е. происходящие во
времени изменения их структуры и свойств.
Лекция 5.
Тема: Классификация материалов
План:
1. Твёрдое состояние вещества.
2. Кристаллические и аморфные материалы
3. Классификации материалов
Твердое тело
Твердые вещества построены из молекул, атомов и ионов, прочно связанных между
собой. Поэтому они имеют определенный объем и форму.
Частицы твердого вещества не могут свободно перемещаться, они сохраняют
взаимное расположение, совершая колебания около центров равновесия, поэтому для
изменения объема и формы твердого вещества требуется усилие.
Различают два состояния твердых веществ:
кристаллическое — и аморфное.
Кристаллы каждого кристаллического вещества имеют характерную для них
форму. Так, кристаллы хлорида натрия имеют форму куба, нитрата калия — призмы и т. д.
В кристаллических веществах частицы, из которых построены кристаллы,
размещены в пространстве в определенном порядке и образуют пространственную решетку.
В зависимости от характера частиц, находящихся в узлах пространственной
решетки, различают молекулярные, атомные, ионные и металлические решетки.
В узлах молекулярной решетки находятся полярные или неполярные молекулы,
связанные между собой слабыми силами притяжения. Молекулярную решетку имеют
большинство органических веществ, а также ряд неорганических соединений, например
вода и аммиак. Вещества с молекулярной решеткой имеют сравнительно невысокую
температуру плавления.
Атомная решетка характеризуется тем, что в ее узлах размещены атомы,
связанные между собой общими электронными парами. Вещества с атомной решеткой
(например, алмаз) очень тверды и имеют очень высокую температуру плавления.
В узлах ионной решетки расположены положительно и отрицательно
заряженные ионы, чередующиеся друг с другом. Ионные кристаллические решетки
характерны для большинства солей, оксидов и оснований.
В узлах металлической решетки наряду с нейтральными атомами размещаются
положительно заряженные ионы данного металла. Между ними свободно перемещаются
электроны — так называемый электронный газ. Такое строение металлов обусловливает их
общие свойства: металлический блеск, электро- и теплопроводность, ковкость и др.
Кристаллическая решетка разрушается при плавлении, испарении или
растворении вещества.
Аморфные вещества представляют собой агрегаты беспорядочно
расположенных молекул. В отличие от кристаллических веществ, имеющих вполне
определенную температуру плавления, аморфные вещества плавятся в широком диапазоне
температур. При нагревании они постепенно размягчаются, начинают растекаться и становятся жидкими. В зависимости от условий, при которых происходит переход из
расплавленного состояния в твердое, одно и то же вещество можно получить как в
кристаллическом, так и в аморфном состоянии.
Классификация материалов
Наибольшее значение в технике имеют классификации по структурным и
функциональным признакам материалов.
Главным критерием классификации материалов по структурным признакам
является агрегатное состояние, в зависимости от которого материалы подразделяются на
следующие типы:
 твердые материалы;
 жидкости;
 газы;
 плазма.
В зависимости от количества фаз и степени неоднородности структуры
материалы подразделяются на:
 Простые, состоящие из одного элемента или соединения и имеющие однородную
макроструктуру;
 композиционные., состоящие из нескольких фаз и имеющие неоднородную
структуру;
 сплавы, материалы с однородной макроструктурой, образовавшиеся в результате
затвердения расплава химически разнородных веществ.
По назначению технические материалы делят на следующие группы.
Конструкционные материалы — твердые материалы, предназначенные для
изготовления изделий, подвергаемых механическим нагрузкам. Они должны обладать
комплексом механических свойств, обеспечивающих требуемые работоспособность и
ресурс изделий при воздействии рабочей среды. К ним предъявляются технологические
требования, определяющие наименьшую трудоемкость изготовления изделий, и
экономические, касающиеся стоимости и доступности материала.
Конструкционные материалы подразделяют на типы:
 металлы;
 силикаты и керамика;
 полимеры;
 резина;
 древесина;
 композиционные материалы.
Электротехнические материалы характеризуются особыми электрическими и
магнитными параметрами и предназначены для изготовления изделий, применяемых для
производства, передачи, преобразования и потребления электроэнергии.
Триботехнические материалы предназначены для применения в узлах трения с
целью регулирования параметров трения и изнашивания для обеспечения заданных
работоспособности и ресурса этих узлов.
Основными видами таких материалов являются:
 Смазочные
—
смазки
в
твердой
(графит,
тальк),
жидкой (моторные, трансмиссионные масла), газообразной (воздух, пары и другие
газы) фазах;
 антифрикционные — сплавы цветных металлов (баббиты, бронзы и др.),серый
чугун, пластмассы (текстолиты, фторопласты и др.), металлокерамические
композиционные материалы (бронзо-графит, железографит и др.), древесина и
древесно-слоистые пластики, резины;
 фрикционные, имеющие большой коэффициент трения и высокое сопротивление
изнашиванию (некоторые виды пластмасс, чугунов и металлокерамики и другие
композиционные материалы).
Инструментальные материалы отличаются высокими показателями твердости,
износоустойчивости и прочности. Они предназначены для изготовления режущего,
мерительного, слесарно-монтажного и другого инструмента (инструментальная сталь и
твердые сплавы, алмаз, некоторые виды керамических материалов, многие
композиционные материалы).
Рабочие тела — газообразные или жидкие материалы, с помощью которых
энергию преобразуют в механическую работу (масла в гидроприводе, воздух в пневматических системах, газообразные продукты сгорания топлива в двигателях внутреннего
сгорания).
Топливо — горючие материалы, основной частью которых является углерод,
применяемый с целью получения при их сжигании тепловой энергии. По происхождению
топливо делят на:
 природное (нефть, уголь, природный газ, древесина);
 искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы).
По типу машин, в которых сжигается топливо, его делят на:
 ракетное,
 моторное,
 реакторное,
 турбинное и т. д.
Технологические материалы — обширная группа вспомогательных материалов,
используемых для обеспечения оптимального протекания технологических процессов
переработки основных технологических материалов в изделия или обеспечения
нормальной работы машин и механизмов.
К ним относятся:
 клеи и герметики, лакокрасочные материалы;
 флюсы, припои, сварочные электроды, применяемые при сварке и пайке;
 смазочно-охлаждающие жидкости;
 консервационные материалы (смазки, пленки, мастики), обеспечивающие
защиту изделий от коррозии; моющие материалы и т. д.
В технике сложилась традиция группировать материалы по наиболее важным
эксплуатационным параметрам, а именно:
 по электропроводности (проводники, полупроводники и диэлектрики);
 по магнитной восприимчивости (диа-, пара-, ферромагнетики);
 по тепловым характеристикам (теплоизоляционные и огнеупорные);
 по стойкости к воздействию рабочей среды (жаростойкие, кислотоупорные,
коррозионностойкие и др.).
Такая классификация не является строгой, но ее термины и понятия приняты в
технике и используются в практике машиностроения.
Все материалы по химической основе делятся на две основные группы —
металлические и неметаллические.
К металлическим относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют около 4/5
всех известных химических элементов.
В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные. К
черным относятся железо и сплавы на его основе — стали и чугуны. Все остальные
металлы относятся к цветным.
Лекция 6.
Тема: Основные свойства материалов
В технике под металлами понимают вещества, обладающие комплексом общих
свойств:
 Характерным металлическим блеском;
 Высокой электропроводностью;
 Хорошей теплопроводностью;
 Высокой пластичностью и др.
Свойства металлов делятся на:
Механические свойства определяют способность металлов сопротивляться
воздействию внешних сил (нагрузок).
По характеру действия на металл различают три вида нагрузок:
 статические – действующие постоянно и медленно возрастающие;
 динамические – действующие мгновенно и принимающие характер удара;
 циклические или знакопеременные, изменяющиеся или по величине, или по
направлению или по величине и направлению.
В результате воздействия на металл нагрузок в нем возникают деформации:
растяжение, изгиб, сжатие, кручение, срез или вызвать разрушение металла.
К основным механическим свойствам металлов относят:
 прочность – способность металла сопротивляться разрушению или появлению
остаточных деформаций;
 твёрдость – способность металла сопротивляться поверхностной деформации под
действием более твёрдого тела;
 упругость –способность возвращаться к первоначальной форме после прекращения
действия сил;
 пластичность – свойство металла изменять свои размеры и форму под действием
внешних сил, не разрушаясь при этом;
 ударная вязкость – способность металла сопротивляться разрушению под
действием динамической нагрузки;
 выносливость
(усталость)
–
способность
противостоять
действию
знакопеременных нагрузок;
 ползучесть – свойство металлов медленно и непрерывно удлиняться под действием
приложенных к нему постоянных рабочих напряжений в условиях повышенных и
высоких температур.
Физические свойства:
 Цвет – способность металла отражать падающие на него световые лучи (медь –
красноватого цвета, алюминий –серебристо-белого.
 Плотность – характеризуется массой, заключённой в единице объёма.
 Плавление – процесс перехода из твёрдого состояния в жидкое.
 Теплопроводность – способность поглощать тепло и отражать при охлаждении
Лучшей теплопроводностью обладают серебро, медь, алюминий. Теплопроводность
учитывается в теплотехнических расчетах.
 Тепловое расширение — способность металла расширяться при нагревании и
сжиматься при охлаждении.
Это свойство учитывают при строительстве мостовых ферм, железнодорожных путей, при
изготовлении подшипников скольжения.
 Теплоемкостью называют способность металла при нагревании поглощать
определенное количество теплоты.
 Электропроводность — способность металла проводить электрический ток. Для
токонесущих проводов используют медь и алюминий с высокой электропроводностью, а в электронагревательных приборах и печах применяют сплавы с
высоким электросопротивлением (нихром, константан, манганин).
Плотность и температура плавления некоторых металлов могут несколько колебаться в
зависимости от способа получения, чистоты металлов и их внутреннего строения.
Сплавы с коэффициентом линейного расширения близким к нулю применяют для
изготовления точных приборов.
 Магнитными свойствами, т. е. способностью намагничиваться, обладают железо,
никель, кобальт и их сплавы; их называют ферромагнитными. Они имеют огромное
промышленное значение: используются в электродвигателях, генераторах,
трансформаторах, телефонной, телеграфной технике и т. д. Иногда необходимы
немагнитные материалы. Их получают, изменяя состав и внутреннее строение
сплавов.
Химические свойства.
Химические свойства — это способность металлов и сплавов противостоять
окислению и разрушению под действием внешней среды: влаги, воздуха, кислот и т. д.
Химическое разрушение под действием указанных факторов называют коррозией металлов.
Коррозия приносит огромный вред народному хозяйству.
Технологические свойства характеризуют способность металлов и сплавов
подвергаться обработке различными способами (литьем, обработкой давлением, сваркой,
обработкой резанием).
К технологическим свойствам относятся
 литейные свойства,
 ковкость,
 свариваемость,
 обрабатываемость резанием.
Каждый из способов получения заготовок предъявляет свои требования к
металлам и сплавам.
Литейные свойства металлов и сплавов характеризуют их способность образовывать
отливки без трещин, раковин и других дефектов.
Основными литейными свойствами являются:
 жидкотекучесть,
 усадка,
 трещиностойкость,
 газонасыщение.
Ковкость — способность металла обрабатываться давлением при ковке, штамповке,
прокатке, т. е. принимать нужную форму под действием удара или давления в нагретом или
холодном состоянии без признаков разрушения.
Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений
материалов путем установления межатомных связей между свариваемыми частями при их
нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.
Сварка является основным процессом получения металлических сооружений,
обеспечивая высокую производительность, экономичность и прочность.
Свариваемостью называют способность металла образовывать прочное сварное
соединение. Хорошей свариваемостью обладает низкоуглеродистая сталь, труднее сварить
чугун и цветные металлы.
Обрабатываемостью резанием называют способность металла поддаваться обработке
резанием. Металлы и сплавы, имеющие высокую твердость, плохо поддаются обработке
резанием. Также плохо обрабатываются вязкие металлы с низкой твердостью.
Эксплуатационные свойства.
К эксплуатационным (служебным) свойствам относятся:
 жаростойкость,
 жаропрочность,
 износостойкость,
 радиационная стойкость,
 коррозионная и химическая стойкость и др.
Жаростойкость характеризует способность металлического материала сопротивляться
окислению в газовой среде при высокой температуре.
Жаропрочность характеризует способность материала сохранять механические свойства
при высокой температуре.
Износостойкость — это способность материала сопротивляться разрушению его
поверхностных слоев при трении.
Радиационная стойкость характеризует способность материала сопротивляться действию
ядерного облучения.
Основные виды механических испытаний материалов
Для определения марки стали изготовленные образцы испытывают на
растяжение до разрыва. При этом определяют основные механические
характеристики стали: пределы пропорциональности, текучести, прочности при
растяжении, относительное удлинение, относительное сужение.
Для испытания стали на растяжение используют цилиндрические и плоские
образцы, изготовленные путем соответствующей механической обработки. Образцы
цилиндрической формы должны иметь стандартные размеры (табл. 5.1, рис. 5.1).
Таблица 5 . 1
Размеры образцов стали для испытания на растяжение
Нормальными называют образцы, у которых диаметр d0 рабочей части равен 20 мм, а
длина рабочей части l0 в 10 или 5 раз больше диаметра d0. Кроме нормальных
применяют также пропорциональные образцы, диаметр d0 рабочей части которых может
иметь произвольное значение, но длина рабочей части l0 всегда должна быть
пропорциональна диаметру d0(больше в 10 или 5 раз). Форма головок образцов может
быть различной в зависимости от типа захватов разрывной машины. Отклонения
размеров образцов от стандартных не должны превышать значений, приведенных в
табл. 5.2.
Для плоских образцов отклонения по ширине допускаются ±0,5 мм, по длине
рабочей части — ±0,1 мм.
Таблица 5 . 2
Смещение оси головки относительно оси рабочей части плоского образца не
допускается. Переход от рабочей части образца к головкам, форма которых зависит от
конструкции применяемых захватов, должен быть плавным.
Перед испытанием цилиндрические образцы тщательно измеряют при помощи
штангенциркуля или микрометра с точностью до 0,5 мм следующим образом:
диаметр d0 измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях в трех местах
по длине рабочей части; ширину и толщину плоских образцов измеряют в
середине и по краям расчетной длины образца. Затем вычисляют площадь
поперечного сечения образца S0 по наименьшим из полученных размеров с
точностью до 0,5 %. Кроме того, на поверхности образца наносят керном риски и
измеряют расстояние между ними — расчетную длину образца l0 — с точностью до 0,1
мм. На обеих головках каждого образца набивают клейма (номер образца).
Сталь на растяжение испытывают на разрывных машинах различного типа. На рис. 5.2
показан общий вид универсальной испытательной машины типа УММ-50.
Подлежащий испытанию образец помещают в захваты машины и
центрируют его. Для записи диаграммы растяжения на барабане
автоматического самопишущего прибора закрепляют миллиметровую бумагу и устанавливают масштабы нагрузок
и деформаций. После установки стрелки шкалы силоизмерителя машины на
нуль, включают ее двигатель и испытывают образец на растяжение до
полного разрушения. При этом следят за нарастанием нагрузки по
движению стрелки силоизмерителя и за деформацией образца по
диаграмме деформации. Нарастание нагрузки должно быть плавным.
Результаты испытания стального образца на растяжение получают в
виде зависимости между нагрузкой и деформацией (рис. 5.3).
Прямой участок диаграммы растяжения (от начала координат до
точки 1) показывает, что удлинение (деформация) образца l возрастает
пропорционально приложенной нагрузке p?. Если образец подвергнуть
растяжению нагрузкой, равной или меньшей pp, а затем снять эту
нагрузку, то образец примет первоначальную длину, т. е. в нем будут
отсутствовать остаточные деформации. Точка 1 на кривой растяжения
соответствует пределу пропорциональности, т. е. тому наибольшему
напряжению, при котором растяжение металла прямо пропорционально
нагрузке. Это напряжение σ p МПа, вычисляют по формуле:
σ p =pp/S0
где рр — нагрузка при пределе пропорциональности, Н; S0, — первоначальная площадь
поперечного сечения образца, м2.
При увеличении нагрузки (свыше рр) испытываемый образец удлиняется быстрее, чем
возрастает нагрузка. Таким образом, пропорциональность нарушается. На диаграмме это
показано кривой 1—2, которая затем переходит в горизонтальную 2—3. Наличие
горизонтального участка указывает на то, что образец самопроизвольно вытягивается
(течет), хотя нагрузка остается постоянной. Напряжение, при котором появляется
текучесть стали, называют пределом текучести. Различают предел текучести физический и
предел текучести условный.
Предел текучести физический — наименьшее напряжение, при котором образец
деформируется без видимого увеличения нагрузки. При испытании образца стали следят за
показаниями стрелки силоизмерителя. Как только сталь достигнет предела текучести, стрелка
прибора останавливается, а затем вновь начинает двигаться. Значения нагрузки р& в момент
остановки стрелки фиксируют и принимают за нагрузку, соответствующую пределу текучести
ст8, МПа, (физическому), который вычисляют по формуле:
σ s =ps/S0
где ps, — нагрузка при пределе текучести, Н;
S0 — первоначальная площадь поперечного сечения образца, м2.
Предел текучести условный σ0,2 — напряжение, при котором образец получает остаточное
удлинение, составляющее 0,2 % первоначальной длины. Его определяют в тех случаях,
когда при растяжении образца не обнаруживают резко выраженного явления текучести, и
предел текучести физический не может быть определен указанными выше способами.
Пределом прочности при растяжении называют напряжение, которое соответствует
максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца. Максимальная нагрузка
может быть легко определена в процессе испытания стального образца, так как на
циферблатах испытательных машин имеется вторая контрольная стрелка, которая увлекается
рабочей стрелкой машины до крайнего положения и фиксирует наибольшее отклонение
рабочей стрелки.
На диаграмме (см. рис. 5.3) точкой 4 зафиксирована максимальная нагрузка, которую
выдерживает образец. Начиная с этой точки деформация концентрируется в каком-либо
одном месте, которое начинает быстро растягиваться и уменьшать площадь поперечного
сечения. При этом нагрузка падает до точки 5, где происходит разрыв образца.
Предел прочности при растяжении σb, МПа, вычисляют по формуле:
σ b =pb/S0
где pb,— наибольшая нагрузка, предшествующая разрыву
образца, Н;
S0 — первоначальная площадь поперечного сечения образца, м2.
Относительным удлинением называют отношение приращения расчетной длины образца
после разрыва к ее первоначальной длине. Для определения относительного удлинения
испытанного стального образца обе его части плотно прикладывают одну к другой и
измеряют длину образца после разрыва l1 , (рис. 5.4).
Значение относительного удлинения, 5, %, вычисляют по формуле:
δ =[(l 1 -l 0 )/l 0 ] 100,
где l1 — длина образца после разрыва, мм;
l 0— расчетная (начальная) длина образца, мм.
Относительное удлинение вычисляют как среднее арифметическое из результатов
всех определений.
Относительное сужение площади поперечного сечения образцов определяют после
их разрыва. Для этого в месте разрыва (в шейке) измеряют диаметр в двух взаимно
перпендикулярных направлениях и по среднему арифметическому двух наименьших
значений диаметра вычисляют площадь поперечного сечения шейки.
Относительное сужение φ, %, вычисляют по формуле:
φ = [(S0 -S1 )/S0]100,
где S0— начальная площадь поперечного сечения образца, мм2; S1 — площадь
поперечного сечения в месте разрыва (в шейке), мм2.
Результаты испытаний стали на растяжение заносят в журнал для лабораторных и
практических работ и по полученным результатам, а также по данным, приведенным в
табл. 5.3, определяют ' марку исследуемой стали.
Таблица 5 . 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ
Твердостью стали называют способность сопротивляться внедрению в ее поверхность
другого, более твердого тела определенной формы и размера. Испытания твердости стали
выполняют различными методами (метод Бринелля, метод Роквелла, метод Виккерса и др.).
Как правило, в учебной лаборатории используют метод Бринелля.
Твердость стали по методу Бринелля определяют путем вдавливания в предварительно
отшлифованную поверхность испытываемого образца стального закаленного шарика под
определенной нагрузкой. По диаметру полученного на образце отпечатка судят о
твердости стали.
Для испытания твердости стали по методу Бринелля применяют стационарные приборы
гидравлического типа. Наибольшее распространение получил прибор ТШ с наконечником,
заканчивающимся стальным закаленным шариком диаметром 5 и 10 мм. Шариковый
твердомер (рис. 5.5) состоит из станины 7 с подъемным винтом 2, на котором при помощи
полушаровой опоры укреплены сменные столики 3для испытываемых образцов. В головке
прибора 5 помещен шпиндель 4, в который вставляют сменные наконечники со, стальными
шариками различного диаметра. Шпиндель опирается на пружину 6. Нагрузку на шпиндель
подают при помощи системы рычагов 7 и 8 и шатуна 11, закрепленного на оси 9. На
свободном конце рычага 8 имеется подвеска 10 для установки на ней грузов.
Электродвигатель, помещенный на станине сбоку, через эксцентрик приводит в движение
шатун /7, шатун опускается, постепенно освобождает рычаг 8, при этом груз плавно
опускается, в связи с чем сила давления шпинделя 4 на испытываемый образец равномерно
нарастает. По истечении определенного промежутка времени шатун поднимается,
подхватывает рычаг 8, возвращая его в начальное положение, и снимает нагрузку со
шпинделя. В этот момент электродвигатель автоматически выключается, о чем подается
сигнал звонком.
Перед испытанием стальной образец подготавливают следующим образом: на его
поверхности напильником или наждачным кругом тщательно зачищают небольшую
плоскость, чтобы края полученного отпечатка были видны достаточно отчетливо при
измерении его диаметра. Образец во время испытания не должен прогибаться и смещаться,
поэтому перед испытанием его плотно прижимают к шариковому наконечнику столиком,
прилагая нагрузку 1 кН. После этого указательную стрелку измерительного прибора
устанавливают на нулевое деление и приступают к испытанию.
Для испытания обычно применяют стальные закаленные шарики диаметром 10 мм, через
которые передается нагрузка 30 кН, и выдерживают эту нагрузку 30 с.
Диаметр отпечатка, полученного на образце, измеряют при помощи измерительного
микроскопа с точностью до 0,05 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях и за
окончательный результат берут среднее арифметическое, причем значение диаметра должно
находиться в пределах:
0,2D≤d≤0,6 D
где d — диаметр шарика, мм; D — диаметр отпечатка, мм.
Если это условие не выполнено, то испытание считают недействительным и повторяют
его снова.
Твердость по Бринеллю выражают числом твердости НВ и вычисляют по формуле, МПа:
НВ=2р/ [πD(D- D 2  d 2 )],
где р — нагрузка на шарик, Н; D— диаметр шарика, мм;
d — диаметр отпечатка, мм.
Для упрощения вычисления следует пользоваться готовыми расчетными таблицами.
Результаты испытаний заносят в журнал для лабораторных и практических работ.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ
Технологическими испытаниями устанавливают способность арматурной стали
воспринимать деформации без появления в ней трещин, надрывов, расслоений.
Для арматурной стали технологические испытания включают в себя испытание прутковой
арматуры на загиб и арматурной проволоки на перегиб.
Испытание на загиб. Принимая во внимание, что арматура для железобетонных
конструкций должна иметь на концах крюки с углом загиба до 180° и отгибы подлине
арматуры на 45 и 90°, арматурную сталь подвергают испытанию на холодный загиб.
Для проведения испытания образцы арматурной стали подвергают холодному загибу на
гидравлическом прессе по схеме, представленной на рис. 5.8, а. На нижней плите / пресса
устанавливают две опоры 2, в верхней части которых вращаются два ролика 3. Образец 4
кладут на опоры 2. Нагрузка на образец передается оправкой 6, точно установленной
посередине между опорами.
Ширина оправки и опор должна быть больше ширины образца. Толщину оправки
устанавливают в соответствии со стандартом или принимают равной двум диаметрам
(толщинам) испытуемого образца. Длину образца, отпиливаемого от прутка испытуемой арматуры, находят по формуле:
L = 5d+ 150мм, где d— диаметр прутка, мм.
В зависимости от угла и способа загиба испытания могут быть следующих видов.
Испытание на загиб до заданного угла ос проводят таким образом. Образцы кладут на
ролики опор, раздвинутых на расстояние С+ 2,1d, где С — толщина оправки.
Оправку помещают на середину образца (рис. 5.8, а) и плавно увеличивают нагрузку
на образец до тех пор, пока угол загиба не достигнет заданной величины а (рис. 5.8, б).
Испытание на загиб до параллельности сторон (на угол 1800) проводят после
предварительного загиба по вышеописанной схеме до угла не менее 150°. Затем образец
догибают на прессе до параллельности его стороне прокладкой, толщина которой равна
толщине оправки (рис. 5.8, в).
Испытание на загиб вплотную включает предварительный загиб образца на угол не
менее 150° и последующий догиб сторон образца до их плотного соприкосновения (рис.
5.8, г).
При всех вариантах испытаний нагрузку передают плавно до заданного угла загиба
образца; затем образец снимают с пресса и осматривают. Если при загибе не обнаружено
трещин, надрывов, изломов и расслоений, сталь считается выдержавшей испытание на
холодный загиб.
Испытание на перегиб. При испытании арматурной проволоки на приборе НГ-1-2
(рис. 5.9), который представляет собой небольшие настольные тиски,
укрепляемые на прочном деревянном столе, левая часть тисков 2закреплена
неподвижно, а правая перемещается посредством поворотного винта 7. В тиски
вставляются сменные губки 5 соответствующего профиля и закрепляются штифтами
6. Поводки 4, размер и высота установки которых зависят от диаметра испытуемой
проволоки (табл. 5.4), укрепляются в прорези рычага 3. В поводки вставляют верхний
конец образца проволоки. Высоту установки поводка определяют по шкале,
нанесенной на рычаге рядом с прорезью. Над прорезью находится отверстие для
установки натяжного приспособления (для натяжения проволоки малого диаметра).
Рычаг может отклоняться вручную в обе стороны на угол 90°; в вертикальн9м
положении он фиксируется с помощью шарика, западающего в конусообразное
углубление в конце вилки рычага.
Та б л и ц а 5 . 4 Зависимость размеров поводка и губок от диаметра проволоки
При проведении испытаний образец 8 длиной 100...150 мм зажимают в губках 5
радиусом R; верхний конец образца пропускают через соответствующее по размеру
отверстие поводка 4. Число перегибов фиксируется счетчиком. Испытание проволоки
на перегиб производят с равномерной скоростью, равной 60 перегибам в минуту. При
этом первым перегибом считается загиб образца на 90° вправо; вторым — разгиб
образца до начального положения и загиб его на 90° влево и т. д. до разрушения
образца. Последний перегиб, на котором произошло разрушение образца, в расчет не
принимают.
Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки о теме:
1. По каким механическим характеристикам определяют марку строительной стали?
2. Приведите значения механических свойств стали марки СтЗсп и СтЗГпс.
3. Кратко изложите методику испытания стального образца на растяжение.
4. При помощи какого прибора определяют твердость стали?
5. Какими методами определяют твёрдость материалов?
6. Что служит критерием качества арматурной стали при испытании на загиб?
7. В каких единицах оценивается качество проволоки при испытании на перегиб?
Лекция 7.
Тема: Строение металлических материалов
План:
1. Кристаллическое строение металлов. Виды кристаллических решёток.
2. Дефекты кристаллического строения.
3. Анизотропия кристаллов
Кристаллическое строение металлов
Виды кристаллических решеток.
Твердые вещества по взаимному расположению атомов делят на аморфные и
кристаллические. Аморфными называют твердые вещества, атомы которых располагаются
в пространстве хаотично. К таким веществам относят стекло, смолу, канифоль, клей и др.
Кристаллическими называют твердые вещества, в которых атомы расположены
в пространстве в строго определенном порядке.
Все металлы являются кристаллическими веществами. Для описания
кристаллической структуры металлов пользуются понятием кристаллической решетки.
Кристаллическая решетка — это воображаемая пространственная сетка, в
узлах которой расположены атомы.
Наименьшая часть кристаллической решетки, определяющая структуру металла,
называется элементарной кристаллической ячейкой. Элементарная ячейка повторяется
во всех трех измерениях и полностью характеризует структуру кристалла.
На рисунке изображены элементарные ячейки для наиболее распространенных
кристаллических решеток:
 объемно-центрированной кубической,
 гранецентрированной кубической
 гексагональной плотноупакованной.
В элементарной ячейке кубической объемно-центрированной решетки девять
атомов: восемь в вершинах решетки и один в центре.
Такую решетку имеют железо при температурах до 911 и свыше 1392 °С, хром,
вольфрам, ванадий и др.
В элементарной ячейке кубической гранецентрированной решетки 14 атомов (8
в вершинах куба и по 1-му в центре каждой грани). Такую решетку имеют железо
температуре от 911 до 1392 °С, медь, никель, алюминий и др.
В элементарной ячейке гексагональной плотноупакованной решетки в виде
шестигранной призмы 17 атомов (12 в вершинах призмы, 2 в центре оснований и 3 внутри
призмы). Такая решетка у магния, цинка и др.
Атомы в кристаллической решетке находятся на определенных расстояниях а, с
и d1 друг от друга. Расстояние а и с между центрами атомов, находящихся в двух соседних
узлах решетки называются параметрами или периодами решетки.
Параметры решетки очень малы и измеряются в нанометрах (1 нм = 10 -9 м). Для
большинства металлов они находятся в диапазоне 0,2-0,7 нм.
Кубические решетки характеризуются только одним параметром — длиной
ребра куба а.
Гексагональные — двумя параметрами а и с, причем для гексагональной
плотноупакованной отношение с/а = 1,633. (Золотое сечение связано с
пространственным отношением природных объектов, человека, архитектурных
сооружений, музыкальной гармонии, в геометрических фигурах, - их имеют многие
цветы, морские звёзды, ежи, вирусы.
У человека золотое сечение – это отношение его роста к расстоянию от пупка до
подошв ног: при рождении оно равно 2, к 21 годам – 1,625, у женщин – 1,6. Многие
женщины интуитивно пытаются приблизить это отношение к золотой пропорции, надевая
туфли на каблуках.
Атомы в кристаллической решетке можно условно рассматривать как
соприкасающиеся между собой жесткие шары. При этом очевидно, что в решетке кроме
атомов существует свободное пространство.
Объем, который занимают атомы, т. е. плотность кристаллической решетки,
характеризуют координационное число и коэффициент компактности.
Особенности кристаллического строения металлов определяют их свойства.
Электроны, которые находятся на внешних атомных оболочках, теряют связь со своими
атомами. Поэтому происходит образование свободных
электронов, не принадлежащих отдельным атомам — электронного газа, а в узлах
кристаллической решетки находятся положительно заряженные ионы.
Между ионами и свободными электронами возникают силы притяжения,
которые стягивают ионы. Такую связь называют металлической.
Наличие металлической связи и объясняет характерные свойства металлов.
В металлах расстояние между атомами значительно меньше, чем в неметаллах,
поэтому металлы имеют большую плотность.
Благодаря свободным электронам при пластической деформации связь между
ионами не нарушается и разрушения не происходит, что объясняет высокую пластичность
металлов.
Наличие свободных электронов обусловливает высокую электро- и
теплопроводность металлов.
С понижением температуры ослабляются тепловые колебания ионов, что
повышает электропроводность и в ряде случаев приводит к явлению сверхпроводимости
при температурах, близких к абсолютному нулю. И напротив, с повышением температуры
тепловые колебания ионов усиливаются и электропроводность снижается.
Характерный металлический блеск объясняется взаимодействием световых волн
со свободными электронами.
Дефекты кристаллического строения.
Реальный металлический кристалл всегда имеет большое количество дефектов
кристаллического строения, которые нарушают периодичность расположения атомов в
кристаллической решетке.
Дефекты оказывают значительное влияние на свойства металла. По
геометрическим признакам они подразделяются на точечные, линейные и поверхностные.
Точечные дефекты малы во всех трех измерениях. Их величина не превышает
нескольких атомных диаметров.
К точечным дефектам относятся вакансии, представляющие собой узлы
кристаллической решетки в которых отсутствуют атомы (рис. 1.2,а), а также замещенные
атомы примеси (рис. 1.2,6) и внедренные атомы (рис. 1.2,в), которые могут быть как
примесными, так и атомами основного металла.
Точечные дефекты вызывают местные искажения кристаллической решетки,
которые затухают достаточно быстро по мере удаления от дефекта.
Точечные дефекты появляются чаще всего вследствие тепловых колебаний
атомов. Некоторые атомы, обладающие повышенной энергией, при этих колебаниях
перемещаются из одного места в другое, создавая вакансии и внедренные атомы.
Поскольку амплитуда колебаний атомов сильно увеличивается с повышением температуры,
концентрация точечных дефектов значительно повышается при нагреве, особенно вблизи
температуры плавления.
Точечные дефекты не являются неподвижными, они непрерывно перемещаются
в кристаллической решетке.
Линейные дефекты имеют малые размеры в двух измерениях и большую
протяженность в третьем.
Эти дефекты называют дислокациями.
Краевая дислокация (рис. 1.3) представляет собой искажение кристаллической
решетки, вызванное наличием «лишней» атомной полуплоскости (экстраплоскости). Край
экстраплоскости, перпендикулярный направлению сдвига, и является краевой дислокацией.
Линия дислокации перпендикулярна плоскости рисунка.
Кроме краевых встречаются винтовые дислокации, которые вызываются
сдвигом на одно межатомное расстояние одной части кристаллической решетки
относительно другой по какой-нибудь плоскости п под действием внешних касательных
сил Р (рис. 1.4). Вокруг линии АВ, которая является линией дислокации, атомные
плоскости закручены по винтовой поверхности.
Длина дислокации достигает многих тысяч атомных диаметров, а ширина
составляет несколько атомных диаметров. Под плотностью дислокаций понимают суммарную длину дислокаций, приходящуюся на единицу объема кристалла. Поэтому размерность
плотности дислокаций — см2.
Дислокации присутствуют в металлических кристаллах в очень большом
количестве.
Так как атомы в зоне дислокаций смещены относительно их равновесного
состояния, кристаллическая решетка в этой зоне упруго искажена.
Атомы, образующие дислокацию, стремятся переместиться в равновесное состояние. Поэтому дислокации обладают легкой подвижностью и способностью к
размножению. Образуются дислокации в процессе кристаллизации металла, при
пластической деформации, термической обработке и некоторых других процессах.
Поверхностные дефекты малы только в одном измерении. Чаще всего это
граница раздела двух различно ориентированных участков кристаллической решетки. На
этой границе нарушается правильное расположение атомов. Помимо этого, на границах
скапливаются линейные и точечные дефекты, концентрируются примеси. Граница
представляет собой переходную зону шириной в несколько атомных расстояний.
Кроме перечисленных в металле имеются макроскопические объемные
дефекты. К ним относятся поры, трещины, газовые пузыри, неметаллические
включения и т. д.
Анизотропия кристаллов.
Одной из важнейших особенностей металлов является неоднородность
механических свойств в различных направлениях плоскостей кристаллической решетки,
называемая анизотропией. Она объясняется неодинаковой насыщенностью атомами
различных плоскостей решетки и неодинаковыми межатомными расстояниями (рис. 1.1).
Поэтому прочность монокристалла меди, например, в одних плоскостях решетки 140 МПа,
в других — 330 МПа, т. е. разница свойств кристаллов в различных направлениях может
быть весьма существенна.
Аморфные тела, в отличие от кристаллических, изотропны, поскольку имеют
одинаковую плотность атомов в различных направлениях.
Анизотропия свойств характерна для одиночных кристаллов —монокристаллов.
Металлы, применяемые в технике обычно имеют поликристаллическое строение, т.е.
состоят из очень большого количества мелких кристаллов, имеющих различную
ориентацию кристаллической решетки. Эти кристаллы называются зернами или
кристаллитами.
В каждом отдельном зерне поликристалла наблюдается анизотропия, но
вследствие различной ориентации решеток в зернах поликристалл имеет одинаковые
свойства по разным направлениям и не обнаруживает анизотропии.
Это свойство поликристаллического тела называется квазиизотропностью.
Квазиизотропность металла характерна для его литого состояния. В результате
обработки давлением (прокатки, ковки) большинство зерен приобретает приблизительно
одинаковую ориентацию кристаллической решетки. Это явление особенно сильно
выражено, если обработка давлением производится без нагрева. При этом металл
становится анизотропным. Свойства деформированного металла вдоль и поперек
направления деформации могут различаться весьма значительно.
Лекция 8.
Тема: Диаграммы состояний двойных сплавов
План:
1. Основы теории сплавов. Основные понятия. Правило фаз.
2. Строение сплавов.
3. Диаграммы состояния сплавов.
Металлические сплавы
Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено. Их
использование не всегда экономически выгодно, часто они не отвечают требуемым свойствам. В металлах не всегда сочетаются одновременно несколько необходимых свойств. Их
прочность невысока, электрические свойства зависят от изменения температуры, они имеют
высокий коэффициент теплового расширения и т.д. Сплавы в отличие от чистых металлов
можно получить почти с любыми заданными свойствами.
Основные понятия. Правило фаз.
Сплавом называется макроскопически однородная система, состоящая из двух и
более химических элементов.
Сплавом называется материал, полученный сплавлением двух или более
веществ.
Вещества, которые образуют сплав, называются компонентами.
Компонент, количественно преобладающий в сплаве, называется основным. Сплавы
часто называют по основному компоненту: медные, алюминиевые, магниевые и т. д. По числу
компонентов различают двухкомпонентные (двойные), трехкомпонентные (тройные),
четырехкомпонентные и многокомпонентные сплавы.
Мы будем рассматривать строение и свойства двухкомпонентных сплавов, так как они
является основой для изучения сплавов, состоящих из большего числа компонентов. Кроме
того, основу большинства многокомпонентных сплавов чаще всего составляет
двухкомпонентный сплав.
Компонентами сплава могут быть металлы (железо, медь, алюминий, никель и т. д.) и
неметаллические элементы (углерод). Компонентом могут быть и химические соединения, если в
рассматриваемых интервалах температур они не диссоциируют на свои составные части.
Количество компонентов, составляющих систему (сплав), может быть различным.
Чистый металл — это однокомпонентная система; сплав двух металлов —
двухкомпонентная, и т. д.
Выбор базового компонента сплава определяется техническим заданием на его
свойства. В зависимости от базового компонента все сплавы делятся на:
— черные, основу которых составляет железо (стали, чугуны) — и
— цветные, основу которых составляет любой металл, кроме железа (алюминиевые,
медные, никелевые, титановые и др.).
Выбор других компонентов сплава производится на основе оценки взаимодействия
элементов периодической системы с базовым компонентом и между собой. Их взаимодействие
учитывается и в жидком, и в твердом состояниях, так как сплавление проводится при температурах, превышающих температуру плавления базового компонента, а затем сплав, охлаждаясь,
кристаллизуется и остывает до температуры окружающей среды. При этом изменяется не
только агрегатное состояние системы, но и ее фазовый состав в зависимости от температуры
и скорости охлаждения.
Металлический сплав получают сплавлением металлов или преимущественно металлов
с неметаллами. При этом металлический сплав обладает комплексом характерных
металлических свойств.
Фазой называют однородную часть сплава, характеризующуюся определенным
составом и строением и отделенную от других частей сплава поверхностью раздела при
переходе через которую состав или строение вещества изменяется скачкообразно.
Фазы металлических сплавов
В сплавах компоненты могут вступать во взаимодействие с образованием
различных фаз.
Различают следующие фазы металлических сплавов:
— жидкие растворы;
— твердые растворы;
— химические соединения.
Раствором называется твердая или жидкая гомогенная (однородная) система,
состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут
изменяться в широких пределах.
Жидкие растворы. Большинство металлов растворяются друг в друге в жидком
состоянии неограниченно (в любых соотношениях). При этом образуется однородный
жидкий раствор, в котором атомы растворимого металла равномерно распределены среди
атомов металла-растворителя.
Твердые растворы. В твердом растворе металл-растворитель сохраняет свою
кристаллическую решетку, а растворимый элемент (металл или неметалл) распределяется
в ней в виде отдельных атомов. Твердые растворы бывают двух типов:
— твердые растворы замещения — и
В твердых растворах замещения (рис. 5, а) часть атомов кристаллической
решетки металла-растворителя замещена атомами другого компонента. Атомы растворенного компонента могут замещать атомы растворителя в любых узлах решетки. Поэтому
твердые растворы замещения называют неупорядоченными твердыми растворами.
В твердых растворах внедрения (рис. 5, б) атомы растворенного компонента
внедряются в межатомное пространство кристаллической решетки компонента-растворителя. При этом атомы располагаются в таких пустотах, где для них имеется
больше свободного пространства.
Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких
компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу.
При образовании твердого раствора кристаллическая решетка всегда
искажается, так как атомы растворителя и растворенного компонента различны.
Строение сплавов.
По строению в твердом состоянии все сплавы подразделяются на три основных типа:
 механические смеси,
 химические соединения
 твердые растворы.
Механическая смесь двух компонентов А и В образуется, если они не способны к
взаимодействию или взаимному растворению. Каждый компонент при этом кристаллизуется в
свою кристаллическую решетку. Структура таких механических смесей неоднородна, состоит
из отдельных зерен компонента А и компонента В. Свойства механических смесей зависят от
количественного соотношения компонентов: чем больше в сплаве данного компонента, тем ближе
к его свойствам свойства смеси. Обычно механические смеси образуют металлы, заметно отличающиеся друг от друга по атомному объему и по температуре плавления. Механические смеси не
обязательно состоят из чистых компонентов. Образовывать механические смеси могут также
твердые растворы и химические соединения.
Химическое соединение образуется, когда компоненты сплава А и В вступают в
химическое взаимодействие. При этом соотношение чисел атомов в соединении соответствует
его химической формуле А т Вп. Химическое соединение имеет свою кристаллическую решетку,
которая отличается от кристаллических решеток компонентов. Химические соединения
имеют однородную структуру, состоящую из одинаковых по составу и свойствам зерен.
Свойства химического соединения резко отличаются от свойств образующих его
компонентов. Обычно они являются очень твердыми и хрупкими веществами. Часто
химические соединения рассматривают как самостоятельные компоненты, образующие
сплавы с исходными компонентами, составляющими соединение.
Химические соединения и родственные им фазы постоянного состава в металлических
сплавах многообразны.
Они имеют характерные особенности, отличающие их от твердых растворов:
— их кристаллическая решетка отличается от кристаллических решеток компонентов,
образующих соединение;
— соотношение элементов в них кратно целым числам;
— их свойства отличны от свойств образующих элементов;
— они плавятся при постоянной температуре;
— их образование сопровождается значительным тепловым эффектом.
Под структурой понимают форму, размер и характер взаимного расположения
фаз в сплавах.
Структурными составляющими называют обособленные части сплава, имеющие
одинаковое строение с присущими им характерными особенностями.
Структурными составляющими могут быть как фазы, так и смеси фаз.
Закономерности существования фаз в сплаве в условиях равновесия
определяются правилом фаз (законом Гиббса).
Правило фаз устанавливает зависимость между числом степеней свободы,
числом компонентов и числом фаз.
Числом степеней свободы (вариантностью) сплава называют число внешних
и внутренних факторов (температура, давление и концентрация), которое можно изменять без изменения числа фаз в сплаве.
Когда число степеней свободы равно нулю, нельзя изменять внутренние и внешние
факторы без изменения числа фаз. Такое состояние называют нонвариантным.
Если число степеней свободы равно единице, то один из внутренних и внешних
факторов может изменятся в определенных пределах и это не вызовет изменения числа фаз.
Такое состояние называется моновариантным.
Правило фаз выражается следующим уравнением:
С = К + В - Ф,
где С — число степеней свободы; К — число компонентов; В — число внешних переменных
факторов (температура, давление); Ф — число фаз.
Если учесть, что все превращения в металлических сплавах происходят при
постоянном давлении, то число внешних переменных факторов В=1 (температура) и правило
фаз принимает вид:
С = К+1-Ф.
Пользуясь правилом фаз, рассмотрим охлаждение чистого металла. В этом случае
число компонентов К=1.
Если металл находится в жидком состоянии, число фаз Ф=1. Тогда число степеней
свободы С=1+1-1=1 (моновариантное состояние).
Температуру можно изменять, не изменяя числа фаз.
В процессе кристаллизации одновременно существуют две фазы — жидкая и
твердая, Ф-2.
Тогда число степеней свободы С-1+1-2=0 (нонвариантное состояние).
Температура не может изменяться, пока не пропадет одна из фаз.
Как только кристаллизация завершится, остается одна твердая фаза, Ф=1, число
степеней свободы С=1+1-1=1 и температура вновь может изменяться.
Для двухкомпонентного сплава К=2 правило фаз принимает вид
С=2+1-Ф=3-Ф.
Отсюда следует, что в двойных сплавах число одновременно существующих фаз не
может быть больше трех, так как число степеней свободы не может быть отрицательным.
Диаграммы состояния сплавов
Для определения количества фаз в сплаве, их состава пользуются диаграммами
фазового равновесия — диаграммами состояния.
Диаграмма состояния — графическое изображение фазового состава сплава в
состоянии равновесия или близком к нему в зависимости от содержания компонентов в
сплаве и от температуры.
Она строится экспериментально по кривым охлаждения сплавов.
В отличие от чистых металлов сплавы кристаллизуются не при постоянной
температуре, а в интервале температур. Поэтому на кривых охлаждения сплавов имеется две
критические точки. Критическими точками называются температуры начала и конца фазовых
превращений.
Рис. 2.1. Кривые охлаждения сплавов:
а — механической смеси, б — твердого раствора
Диаграмму состояния строят в координатах температура — концентрация. Линии
диаграммы разграничивают области одинаковых фазовых состояний.
Вид диаграммы зависит от того, как взаимодействуют между собой компоненты.
Для построения диаграммы состояния используют большое количество кривых
охлаждения для сплавов различных концентраций. При построении диаграммы критические
точки переносятся с кривых охлаждения на диаграмму и соединяются линией.
В получившихся на диаграмме областях записывают фазы или структурные
составляющие.
Линия диаграммы состояния на которой при охлаждении начинается
кристаллизация сплава, называется линией ликвидус, а линия, на которой
кристаллизация завершается, — линией солидус.
Диаграмма состояния сплавив, образующих механические смеси (диаграмма состояния I
рода).
Компоненты таких сплавов в жидком состоянии неограниченно растворимы друг
в друге, а в твердом — нерастворимы и не образуют химических соединений. Поэтому в этом
сплаве возможно образование трех фаз: жидкого сплава и кристаллов компонентов.
Механические смеси образуют сплавы свинца и сурьмы, свинца и олова, цинка и олова, алюминия и кремния и др.
Рассмотрим построение диаграммы на примере сплава свинца с сурьмой. Вначале
строятся кривые охлаждения чистых свинца и сурьмы.
Температуры их кристаллизации соответствуют горизонтальным площадкам на
кривых / и 6 (для свинца 327 °С и для сурьмы 631 °С). Далее рассматриваются несколько
сплавов с соответствующим содержанием свинца РЬ и сурьмы SЬ, %,
например: РЬ 95, SЬ 5; РЬ 90, SЬ 10; РЬ 87, SЬ 13; РЬ 60, SЬ 40. Строятся кривые их
охлаждения (кривые 2-5 соответственно).
Рис.2.2. Диаграмма состояния сплавов РЬ - SЬ
Кристаллизация первого сплава (5 % SЬ) происходит следующим образом:
приблизительно до 300 °С он остается жидким,
а начиная с 300 "С скорость охлаждения замедляется, при этом начинается
кристаллизация свинца;
оставшаяся часть жидкого сплава обедняется свинцом, следовательно, обогащается
сурьмой.
Когда содержание сурьмы составит 13 % , произойдет кристаллизация эвтектики при
температуре 246 °С ( горизонтальный участок кривой 2). Эвтектикой называют
равномерную мелкодисперсную механическую смесь двух фаз, которые одновременно
кристаллизуются из жидкого сплава.
В данном случае эвтектика состоит из кристаллов свинца и сурьмы. Эвтектика имеет
определенный химический состав (в данном случае 13 % 5Ь и 87 % РЬ) и образуется при
постоянной температуре (в данном случае 246 °С).
Следующий сплав (10 % 5Ь) кристаллизуется аналогично первому, но температура
начала кристаллизации у него ниже, а температура конца кристаллизации та же — 246 °С, когда
содержание сурьмы в жидком сплаве составит 13 % (кривая 3). Третий сплав (кривая 4),
содержащий 13 % SЬ и 87 % РЬ, остается жидким до 246 °С, а затем кристаллизация происходит
при этой температуре с образованием эвтектики. Этот сплав кристаллизуется при постоянной
температуре, самой низкой для данной системы, состоит только из эвтектики и называется эвтектическим. Кристаллизация четвертого сплава (40 % ЗЬ) начинается при температуре около 400
°С с выделением избыточных кристаллов сурьмы. Жидкий сплав обедняется сурьмой и при
содержании в нем 13 % сурьмы и температуре 246 °С происходит образование эвтектики и
кристаллизация завершается.
Критические точки, полученные на кривых охлаждения, переносятся на диаграмму
состояния и соединяются. Получаются линии АЕВ и МЕN. Линия ЛЕВ диаграммы является
линией ликвидус: все сплавы, лежащие выше этой линии, находятся в жидком состоянии. Линия
МЕN является линией солидус, ниже нее все сплавы свинец – сурьма находятся в твердом
состоянии. В интервале между ликвидусом и солидусом сплав состоит из двух фаз — жидкого
раствора и кристаллов одного из компонентов. Сплавы, содержащие менее 13 % ЗЪ, лежащие
слева от эвтектического сплава, называют доэвтектическими, а более 13 % 5Ь, —
заэвтектическими. Структура и свойства*•-
их резко отличаются. В доэвтектических сплавах наряду с эвтектикой находятся
избыточные кристаллы свинца (рис. 2.3, а), а в заэвтектических — кристаллы сурьмы (рис.
2.3, в). Различие структур определяет различие свойств сплавов.
Рис 2.3. Структуры сплавов РЪ-5Ъ:
а — доэвтектического, б — эвтектического,
в — заэвтектического
Чтобы определить состояние сплава любого состава при данной температуре и для
нахождения его критических точек с помощью диаграммы, нужно из точки,
указывающей содержание концентрации данного сплава, провести вертикальную линию
до пересечения с линиями ликвидус и солидус (см. рис. 2.2). Точки пересечения
показывают начало и конец кристаллизации заданного сплава. Например, требуется
определить состояние сплава, содержащего 50 % сурьмы при температуре 400 °С. Точка
пересечения вертикали с линиями ликвидус и солидус показывают, что данный сплав
будет иметь две фазы — жидкий сплав и кристаллы сурьмы, так как точка
соответствующая 400 "С лежит в области диаграммы ВЕЫ.
Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в
твердом состоянии (диаграмма состояния II рода). Эти диаграммы соответствуют сплавам, у которых компоненты и в жидком, и в твердом состоянии образуют раствор.
Для таких сплавов возможно образование двух фаз: жидкого сплава и твердого раствора. К
таким сплавам относят медь - никель, железо - никель, железо - хром, кобальт - хром и др.
Диаграммы их состояния строят так же, как диаграммы 1-го рода, на основании анализа кривых
охлаждении сплавов с различным содержанием составляющих их компонентов. Рассмотрим
диаграмму состояния сплавов медь - никель (рис. 2.4). Кривая 1 является кривой охлаждения
чистой меди с температурой кристаллизации 1083 °С, кривая 5 — кривая охлаждения никеля с
температурой кристаллизации 1452 °С. Кривая 2 характерна для кристаллизации сплава,
содержащего 20 % никеля. Кристаллизация этого сплава начинается в точке а, при этом
образуется кристаллическая решетка меди, в которой имеется 20 % никеля. В точке Ь
кристаллизация заканчивается. Аналогично кристаллизуются сплавы с содержанием 40 %
(кривая 3) и 80 % никеля (кривая 4), но точки начала (а} и а2) и конца (Ь1 и Ь2) кристаллизации
у первого сплава ниже, чем у второго. Все точки начала и конца кристаллизации меди, никеля и
указанных выше сплавов переносятся на диаграмму (рис. 2.4, справа). Соединяя эти точки,
получим линии ликвидус АаВ и солидус АЬВ. Выше линии АаВ сплав меди с никелем
находится в жидком стоянии, а ниже линии АЬВ — в твердом. В зоне между линиями АаВ и
АЬВ имеются две фазы: жидкий сплав и кристаллы твердого раствора никеля и меди.
Диаграмма П-го рода отличается от диаграммы 1-го рода тем, что в первом случае
образуется одна кристаллическая решетка, а значит, нет и эвтектического сплава как у сплавов,
образующих механическую смесь. Кроме того, у сплавов медь — никель начало и конец
кристаллизацисплавов с различным содержанием компонентов протекают при различных температурах.
Рис.2.4. Диаграмма состояния сплавов Си - М
Правило отрезков. В процессе кристаллизации непрерывно изменяется
концентрация фаз и количество каждой фазы (количество жидкой фазы уменьшается,
а твердой увеличивается). Концентрацию (состав) и количество каждой фазы можно
определить в любой точке двухфазной области диаграммы состояния, используя
правило отрезков. Рассмотрим применение правила отрезков на примере изученных
выше диаграмм состояния (рис. 2.5). Правило отрезков формулируется следующим
образом. Через заданную точку диаграммы состояния проводится горизонтальная линия до пересечения с линиями, ограничивающими данную область диаграммы. Проекции
точек пересечения на ось концентраций показывают состав фаз. Длины отрезков
горизонтальной линии между заданной точкой и точками, определяющими состав
фаз, обратно пропорциональны количествам этих фаз.
На рис. 2.5 показано применение правила отрезков для точки т диаграммы. Через нее
проведена горизонтальная линия и отмечены точки пересечения с линиями диаграммы 1с и
п. Проекции этих точек на ось концентраций к! и п! показывают состав фаз. Так, для
диаграммы состояния свинец - сурьма (рис.2.5,а) точка к! показывает состав жидкой
фазы, а точка п! твердой фазы (100 % 5Ь). Для диаграммы состояния медь - никель
(рис.2.5,б) точка к! показывает состав жидкой фазы, а точка п! состав твердого раствора.
Рис. 2.5. Пример применения правила отрезков: а — для сплавов,
образующих механические смеси, б — для сплавов, образующих твердые
растворы
Рассмотрим теперь определение относительного количества каждой фазы. Обозначим
количество жидкой фазы Ож, а количество твердой фазы — О^. (Для примера на рис.
2.5,а твердой фазой является сурьма, а на рис. 2.5,6 — твердый раствор). Тогда, в
соответствии с правилом отрезков, количества фаз обратно пропорциональны длинам
соответствующих отрезков:
Если обозначить количество всего сплава (), то ему будет соответствовать отрезок 1ш, и
можно найти относительные количества фаз:
Правило отрезков может быть применено для любой двухфазной области диаграммы
состояния, т.е. не только для рассмотрения кристаллизации сплава, но и для изучения
процессов, происходящих в твердом состоянии. В однофазных областях диаграммы состояния
правило отрезков неприменимо. Любая точка внутри однофазной области характеризует
концентрацию данной фазы.
Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом
состоянии( диаграмма состояния III рода).
Данная диаграмма характеризует сплавы, у которых компоненты неограниченно
растворимы в жидком состоянии, ограниченно — в твердом и получающиеся твердые растворы
образуют эвтектику. К таким сплавам относятся алюминий-медь, магний-алюминий, магнийцинк и др. Рассмотрим этот тип диаграммы в общем виде ( рис. 2.6). В сплаве могут существовать три фазы — жидкий сплав, твердый раствор а компонента В в компоненте А и
твердый раствор р компонента А в компоненте В. Твердые растворы обозначены здесь строчными
греческими буквами, а компоненты — заглавными латинскими буквами. Данная диаграмма содержит в себе элементы двух предыдущих. Линия АСВ является линией ликвидус, линия
АВСЕВ — линией со-лидус. По линии АС начинают выделяться кристаллы твердого раствора
а, по линии СВ — твердого раствора р. Левее точки В кристаллизация заканчивается образованием структуры однородного твердого раствора а, а правее точки Е — однородного твердого
раствора р. Точка В характеризует предельную растворимость компонента В в компоненте А, а
точка Е предельную растворимость компонента А в компоненте В. Чаще всего с понижением
температуры растворимость компонентов уменьшается. Поэтому по линиям РВ и ЕС
происходит выделение вторичных кристаллов ац и Р1Г Процесс выделения вторичных кристаллов из
твердой фазы называется вторичной кристаллизацией. Возможен случай, когда растворимость
не уменьшается с понижением температуры. Тогда вторичная кристаллизация происходить не
будет, а линии ВР и ЕС будут вертикальными.
Рис. 2.6. Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в
твердом состоянии.
На участке ВЕ кристаллизация заканчивается с образованием эвтектики. В данном случае
эвтектика состоит не из механической смеси двух компонентов, как на диаграмме I рода, а из
механической смеси твердых растворов аир. Сплав соответствующий точке С диаграммы
называется эвтектическим. Все сплавы, расположенные межу точками В и С, называются
доэвтектическими, а между точками С и Е — заэвтектическими. После образования эвтектики
в доэвтектическом сплаве также будет происходить вторичная кристаллизация твердого раствора
Р, а в заэвтектическом-твердого раствора а.
Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение (диаграмма
состояния IV рода).
Данная диаграмма характеризует сплавы, компоненты которых неограниченно
растворимы в жидком состоянии, нерастворимы в твердом и образуют устойчивое
химическое соединение. К таким сплавам относятся магний-медь, магний-кальций и др.
Диаграмма этого типа в общем виде изображена на рис. 2.7. Она характеризуется наличием
вертикальной линии, соответствующей соотношению компонентов в химическом соединении
АтВп. Эта линия делит диаграмму на две части, которые можно рассматривать как
самостоятельные диаграммы сплавов, образуемых одним из компонентов с химическим
соединением. В случае устойчивого химического соединения каждый из компонентов образует
с химическим соединением механическую смесь. Линия АВСЕВ является линией ликвидус
данной диаграммы. На участке АО начинается кристаллизация компонента А, на участке ОСЕ
— химического соединения АтВп, на участке ЕВ — компонента В. Точка С диаграммы
соответствует химическому соединению АтВп. Кристаллизация происходит полностью аналогично
кристаллизации сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов. Компонент А
образует с химическим соединением АтВп эвтектику Э^ состав которой соответствует точке В.
Компонент В образует с химическим соединением АтВп эвтектику Э2, состав которой
соответствует точке Е.
В некоторых сплавах могут одновременно находиться все виды соединений: механическая
смесь, твердый раствор и химическое соединение. Примером таких сплавов служат сталь и
чугун.
Рис. 2.7. Диаграмма состояния сплавов, образующих химическое соединение
2.3. Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния
Свойства сплава определяются его фазовым составом, который показывает диаграмма
состояния. Поэтому между типом диаграммы состояния и составом сплава существует
зависимость, на что впервые обратил внимание Н. С. Курнаков. Им разработан метод
построения диаграмм состав-свойство, который составляет основу физико-химического
анализа сплавов.
На рис. 2.8 в верхнем ряду приведены рассмотренные ранее основные типы диаграмм
состояния и под ними соответствующие закономерности изменения свойств сплавов в
зависимости от их состава (диаграммы состав -свойство). В диаграммах состав - свойство на оси
абсцисс отложен состав сплава (в % компонента В), а на оси ординат — свойства при
постоянной температуре. Левая и правая крайние ординаты на этих диаграммах соответствуют свойствам чистых компонентов, а промежуточные — свойствам сплава в зависимости
от его состава. Во
втором ряду графиков условно показано изменение твердости Н (аналогично изменяются
показатели прочности и электрического сопротивления). В третьем ряду показано
изменение электропроводности Е (аналогично изменяются показатели пластичности).
Рис. 2.8. Связь между диаграммами состояния и свойствами сплавов
При образовании механических смесей свойства сплава меняются по линейной
зависимости. Поэтому свойства сплава находятся в пределах между свойствами чистых
компонентов.
При образовании твердых растворов с неограниченной растворимостью свойства сплава
изменяются по нелинейной зависимости с максимумом или минимумом. При этом некоторые
свойства сплава могут существенно отличаться от свойств компонентов, образующих сплав.
Поэтому сплавы — твердые растворы значительно тверже и прочнее, чем составляющие их
компоненты, одновременно обладают высокой пластичностью. Это медно-цинковые (латунь), медно-никелевые сплавы и др.
Практически можно получить медно-никелевые сплавы, превосходящие медь по прочности и
твердости и не уступающие ей по пластичности. Они нашли широкое применение при изготовлении деталей, работающих на удар и износ и обладающих высокой прочностью. Такие сплавы
имеют более высокое электросопротивление, чем чистые металлы, и, что особенно важно,
электросопротивление их не изменяется при изменении температуры. Это относится к сплавам
никеля с хромом (нихром), поэтому они незаменимы в производстве электроизмерительных
приборов, реостатов и т. д.
При образовании твердых растворов с ограниченной растворимостью свойства сплавов в
интервале концентраций, соответствующих однофазным твердым растворам, изменяются по
нелинейной зависимости, а в двухфазной области — по линейной.
При образовании химического соединения на диаграмме состав - свойство появляется
точка перелома (острого максимума или минимума свойств), абсцисса которой соответствует
составу химического соединения. Поэтому сплавы-химические соединения обладают очень
высокими твердостью, прочностью и электросопротивлением. Иногда твердость их в 10 раз выше
твердости чистых компонентов. Так, медь и олово — мягкие металлы, кристаллы же
химического соединения в сплаве меди с оловом имеют высокую твердость. Железо и углерод
— мягкие материалы, а химическое соединение их обладают очень высокой твердостью. Сплавы
— химические соединения применяют для режущих инструментов, но из-за высокой хрупкости
для обработки давлением они непригодны.
С типом диаграмм состояния связаны также технологические свойства сплавов. Сплавымеханические смеси имеют хорошие литейные свойства. Особенно это относится к
эвтектическим сплавам, так как они обладают хорошей жидкотекучестыо и имеют наименьшую
температуру плавления. Доэвтектические и заэвтектические сплавы также применяют для
литья, но жидкотекучесть их несколько хуже и у них больше склонность к образованию
трещин. Поэтому для литья используют сплавы, состав которых близок к эвтектическому.
Сплавы-твердые растворы благодаря высокой пластичности хорошо обрабатываются
давлением, поэтому пригодны для ковки, прокатки, штамповки. Литейные свойства сплавовтвердых растворов, как правило, неудовлетворительные. Хорошей обрабатываемостью резанием
характеризуются двухфазные сплавы (механические смеси). Обрабатываемость резанием
однофазных сплавов (твердых растворов) затруднена.
Следует отметить, что диаграммы состав-свойство являются лишь приближенной схемой.
Они не учитывают размер кристаллов, их форму, взаимное расположение и другие факторы,
влияющие на свойства сплава. Однако общую тенденцию изменения свойств сплавов в зависимости от их состава для различных типов диаграмм состояния они отражают верно.
Поэтому диаграммы состав — свойство помогают правильно выбрать сплавы с определенными
эксплуатационными характеристиками.
Лекция 9.
Тема: Термическая обработка металлов и сплавов
План:
1. Общая характеристика термической обработки металлов и сплавов.
2.Классификация видов термической обработки.
3. Оборудование для термической обработки.
4. Дефекты термической обработки, их причины и предупреждение.
Общая характеристика
Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и
охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет
изменения внутреннего строения и структуры.
Цель термообработки — придание сплавам таких свойств, которые требуются
в процессе эксплуатации изделий.
В результате термообработки получают лучшее сочетание механических свойств и
хорошие физико-химические показатели. Иногда термообработка является промежуточной
операцией, снижающей твердость стали и улучшающей ее обрабатываемость резанием.
Упрочнению термообработкой подвергаются до 8-10 % общей выплавки стали в стране, а в
машиностроении — 40 % .
Процесс термообработки слагается из нагрева до определенной температуры,
выдержки при этой температуре и охлаждения с заданной скоростью.
Термообработке подвергают заготовки (кованые, штампованные и др.), детали машин
и инструменты.
Цель термообработки заготовок — улучшить их структуру и снизить твердость, а
деталям придать требуемые свойства — твердость, прочность, упругость, износостойкость и др.
Улучшение механических свойств дает возможность использовать сплавы более
простых составов, расширить область их применения. Термообработкой можно увеличить
допускаемые напряжения, уменьшить массу деталей и механизмов, повысить их надежность
и долговечность.
Основоположником теории и рациональных методов термообработки является Д. К.
Чернов (1838-1921).
Классификация видов термической обработки.
Различают следующие виды термической обработки: отжиг, закалку и отпуск. Эти
виды отличаются друг от друга температурой нагревания, продолжительностью выдержки при
этой температуре и скоростью охлаждения по окончании выдержки. Термообработка может
быть простой и состоять из одной из указанных операций или может состоять из нескольких
операций.
Отжигом называется вид термической обработки, состоящий в нагреве металла,
имеющего неустойчивое состояние в результате предшествующей обработки и приводящий
металл в более устойчивое состояние.
Отжиг это процесс термической обработки, состоящий в нагреве стали до
определённой температуры, выжержке при ней и последующем медленном
охлаждении с целью получения более равновесной структуры. Особенностью отжига
является медленное охлаждение.
В зависимости от того, какие свойства стали требуется получить,
применяют различные виды отжига:
-диффузионный,
- полный,
- изотермический
- неполный
- сфероидирующий
- рекристаллизационный
Диффузионный отжиг применяют для уменьшения химической
неоднородности стальных слитков и фасонных отливок.
Проводится при температуре 1100-1200 0 С с выдержкой 10-20 часов.
Полный отжиг применяют для измельчения зерна и снятия внутренних
напряжений при температуре 880-920 0 С
Если проведение отжига не связано с проведением фазовых превращений, то
он называется отжигом первого рода.
При этом переход металла в более устойчивое (равновесное) состояние происходит
за счет устранения химической неоднородности, рекристаллизации, снятия внутренних
напряжений.
Отжиг первого рода возможен для любых металлов и сплавов.
Если у сплава имеется фазовое превращение, то нагрев сплава с неравновесной
структурой выше температуры фазового превращения с последующим медленным охлаждением
для получения структурного равновесного состояния называется отжигом второго рода или
фазовой перекристаллизацией.
Нормализация – операция при которой сталь нагревают до температуры на
30-50 0 С выше критических точек, выдерживают при этой температуре и охлаждают на
спокойном воздухе.
При нормализации уменьшается внутреннее напряжение, происходит
перекристаллизация стали, измельчающая крупнозерностость структуры металла.
В сравнении с отжигом это более короткий процесс, а следовательно более
производительный.
Поэтому углеродистые и низколегированные стали подвергают не отжигу, а
нормализации.
Закалка. Различают два вида закалки: закалка без полиморфного превращения и
закалка с полиморфным превращением.
Закалка без полиморфного превращения состоит в нагреве сплава до
температуры растворения избыточной фазы, выдержке при этой температуре для получения
однородного твердого раствора и быстром охлаждении с целью фиксации полученного
пересыщенного твердого раствора
Закалкой с полиморфным превращением называется вид термической обработки,
состоящий в нагреве сплава выше температуры фазового превращения и последующем
быстром охлаждении с целью получения структурного неравновесного состояния. Этот вид
закалки характерен для сталей.
В результате закалки сплав имеет структурно неустойчивое состояние.
Отпуском называется вид термической обработки, проводимый после закалки с
полиморфным превращением и заключающийся в нагреве закаленного сплава ниже
температуры фазового превращения с целью приведения его в более устойчивое структурное
состояние. Отпуск, проводимый после закалки без полиморфного превращения,
называется старением.
Кроме собственно термической обработки существует еще химикотермическая и термомеханическая обработка.
Химико-термическая обработка сочетает термическое и химическое воздействие
на сплав. Она заключается в нагреве сплава в соответствующих химических реагентах для
изменения состава и структуры поверхностных слоев.
Термомеханическая обработка состоит в сочетании пластической деформации и
термического воздействия.
Оборудование для термической обработки.
Для термообработки применяют различное оборудование: нагревательные печи,
закалочные устройства, устройства для контроля тепловых режимов, очистные и др.
Термические печи бывают различных конструкций: камерные, муфельные и
ванные.
В камерных печах детали нагреваются непосредственно пламенем.
В муфельных печах детали не соприкасаются ни с пламенем, ни с горячим газом,
а нагревается муфель, детали получают тепло от его стенок. Эти печи применяют в тех
случаях, когда нельзя допускать соприкосновения нагреваемых деталей с печными газами —
при светлом отжиге, газовой цементации и т. д.
В печах-ваннах нагреваемые детали погружают в расплавленную соль,
расплавленный свинец или горячее масло, находящиеся в тигле. Эти печи применяют
для быстрого нагревания мелких деталей. Нагревают печи электрическим током, газом
или жидким топливом.
Электрические печи обладают многими преимуществами:
 не требуют дополнительных устройств, как пламенные,
 обеспечивают точность регулирования в пределах ±3°С,
 допускают нагрев до 1350 "С. По сравнению с пламенными в электрических печах наиболее
полно используется тепло,
 их КПД равен 50-80 %, в пламенных термических печах КПД составляет 12-15 %.
Кроме печей имеются закалочные устройства — закалочные баки, наполненные
охлаждающей жидкостью (водой, полимером, маслом). Объем охлаждающей жидкости при
закалке должен быть настолько большим, чтобы жидкость при закалке в ней не нагревалась.
Применяются травильные баки, баки для промывки водой и нейтрализации.
При термообработке температура измеряется различными приборами. Для
измерения температур до 400 °С применяют термометры, а в печах с рабочей температурой до
1250 °С и выше — термоэлектрические и оптические пирометры. Первыми из них пользуются
при измерении температуры почти всех видов термообработки. Они состоят из двух частей:
термопары и милливольтметра.
Принцип работы термопары состоит в следующем: если взять две проволоки из
разных металлов и одни концы сварить и поместить в среду, температуру которой надо
измерить, то на свободных концах появится разность потенциалов. Ее можно измерить
милливольтметром, шкала которого градуирована в градусах. Чтобы предохранить термопару
от повреждения, ее помещают в стальную трубку, а проволоки покрывают фарфоровой
изоляцией. В оптических пирометрах температуру раскаленного металла определяют путем
сравнения яркости его свечения с накалом нити электрической лампочки, вмонтированной в
прибор.
Пользуются также приближенными методами определения температуры
металла: по цветам каления при нагреве под закалку или отжиг и при отпуске по
цветам побежалости на светлой поверхности деталей. При этом цвет побежалости
зависит от времени пребывания стали при данной температуре. В практике исследования
состояния деталей при эксплуатации о их температуре также судят по цветам
побежалости.
На заводах крупносерийного и массового производства для термообработки
используют механизированные агрегаты, в которых осуществляется весь цикл, включая нагрев,
охлаждение и промывку, а также транспортные устройства, передающие детали или
полуфабрикат с одного оборудования на другое.
Дефекты термообработки, их причины и предупреждение
В процессе термообработки нередко возникают различные дефекты.
Недостаточная твердость закаленной стали — следствие низкой температуры
нагрева, малой выдержки при рабочей температуре или недостаточной скорости охлаждения.
Исправление дефекта — нормализация или отжиг с последующей закалкой.
Мягкие пятна после закалки—это участки с пониженной твердостью на
поверхности детали. Они образуются в тех случаях, когда на поверхности детали имелась окалина, следы загрязнений и участки с обуглероженной поверхностью, а также в случае
недостаточно быстрого движения детали в закалочной среде и образования на поверхности
детали паровой рубашки.
Перегрев связан с нагревом изделия до температуры, значительно превышающей
необходимую температуру нагрева. Перегрев сопровождается образованием крупнозернистой
структуры, в результате чего повышается хрупкость стали. При закалке в перегретой стали
образуются трещины. Перегрев может быть исправлен отжигом или нормализацией.
Пережог имеет место при нагреве стали в окислительной атмосфере до весьма высоких
температур (1250-1300 °С), близких к температуре плавления. В этом случае кислород проникает
внутрь стали и образуются оксиды, располагающиеся по границам зерен. Такая сталь обладает
очень высокой хрупкостью, исправить дефект нельзя.
Недогрев получается в том случае, если температура нагрева была ниже
необходимой. Недогрев легко исправляется повторной термообработкой.
Окисление характеризуются образованием оксидов (окалины) на поверхности
деталей. С повышением температуры и увеличением времени выдержки окисление
значительно возрастает. Образование окалины не только вызывает потери металла, но и
повреждает поверхность деталей. Она получается неровной, что затрудняет дальнейшую
обработку деталей. Окалину удаляют с поверхности деталей травлением в водном растворе
серной кислоты, очисткой в дробеструйных установках.
Обезуглероживание характеризуется выгоранием углерода в поверхностных слоях
деталей. Оно резко снижает прочность стали. Обезуглероживание может вызвать появление
закалочных трещин и коробление деталей. Этот вид брака неисправим.
Для предупреждения окисления и обезуглероживания нужно производить нагрев изделия в
печах с защитной атмосферой, не содержащей кислорода.
Трещины возникают из-за больших внутренних напряжений. Они появляются вследствие
объемных изменений, вызванных неравномерным изменением температуры при нагреве и охлаждении
по сечению изделия .
Склонность к образованию трещин возрастает с увеличением содержания
углерода, повышением температуры и увеличением скорости охлаждения.
Другой причиной трещин является наличие в деталях концентраторов напряжений
(резкое изменение размеров сечения, местные выступы, углубления и т. п.).
Трещины являются неисправимым браком. Для предупреждения образования
трещин при конструировании изделий необходимо избегать резких выступов, заостренных
углов, резких переходов от тонких сечении к толстым.
В некоторых случаях, когда напряжения не вызывают появления трещин, они могут
вызвать коробление изделия.
Коробление представляет собой несимметричную деформацию деталей. Оно
возникает при неравномерном или чрезмерно высоком нагреве под закалку, неправильном
положении детали при погружении в охлаждающую среду, высокой скорости охлаждения.
Поэтому для предотвращения коробления следует равномерно нагревать и
охлаждать детали и замедлять скорость охлаждения.. Следует правильно погружать детали в
закалочную среду. Детали, имеющие тонкие и толстые части, погружают в закалочную среду
сначала толстой частью, длинные части опускают строго вертикально, а тонкие плоские —
ребром. Коробление можно устранить последующей рихтовкой или правкой.
Лекция 10.
Тема: Сплавы на железной основе
Компоненты, фазы и структурные составляющие сплавов железа с углеродом
Железо – пластичный металл серебристо-белого цвета.
Твердость и прочность железа невысоки (НВ 80, прочность σ = 250МПа) при значительной
пластичности (δ=50 % ).
Температура плавления — 1539 °С, плотность 7,83 г/см3.
Железо имеет полиморфные модификации.
Углерод встречается в природе в виде двух модификаций — алмаза и графита. Графит имеет
сложную гексагональную кристаллическую решетку. Он является мягким непрочным
материалом, но с увеличением температуры прочность графита значительно возрастает. Температура плавления графита 3500 °С. С углеродом железо образует химическое
соединение и твердые растворы внедрения.
Цементит — это химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Ре3С. В нем
содержится 6,67 % углерода (по массе). Имеет сложную ромбическую кристаллическую
решетку. Характеризуется очень высокой твердостью (НВ 800), крайне низкой
пластичностью и хрупкостью.
Ферритом называется твердый раствор углерода в а- железе. Содержание углерода в феррите
очень невелико — максимальное 0,02 % при температуре 727 "С. При комнатной температуре в
феррите содержится не более 0,006 % углерода. Благодаря столь малому содержанию углерода
свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность).
Твердый раствор углерода в 8-железе, существующий при температуре 1392-1539 °С, также
называют ферритом или высокотемпературным ферритом (8-ферритом). Он характеризуется
максимальной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499 °С.
Аустенит — это твердый раствор углерода в у-железе. Максимальное содержание углерода в
аустените составляет 2,14 % (при температуре 1147 °С). Аустенит характеризуется высокой
пластичностью и низкими прочностью и твердостью (НВ 220).
Перлит — это механическая смесь феррита с цементитом. Содержит 0,8 % углерода, образуется
из аустенита при температуре 727°С. Перлит является эвтектоидом. Эвтектоид — это
механическая смесь двух фаз, образующаяся из твердого раствора (а не из жидкого сплава, как
эвтектика). Перлит имеет пластинчатое строение, т.е. состоит из чередующихся пластинок
феррита и цементита. Возможно и зернистое строение перлита, когда он состоит из зерен
цементита, окруженных ферритом. Зернистый перлит значительнее пластичнее пластинчатого,
имеет меньшую твердость.
Ледебурит представляет собой эвтектическую смесь аустенита с цементитом. Содержит 4,3 %
углерода, образуется из жидкого сплава при температуре 1147 °С. При температуре 727 °С
аустенит, входящий в состав ледебурита, превращается в перлит и ниже этой температуры
ледебурит представляет собой механическую смесь перлита с цементитом. Ледебурит обладает
высокой твердостью ( НВ 600-700) и хрупкостью.
Фаза цементита имеет пять структурных форм: цементит первичный, образующийся из
жидкого сплава; цементит вторичный, образующийся из аустенита; цементит третичный,
образующийся из феррита; цементит ледебурита; цементит перлита.
Диаграмма железо-цементит.
Практическое значение имеют сплавы железа с углеродом, содержащие углерода до
6,67 % (стали и чугуны). Поэтому рассматривают диаграмму состояния сплавов железа с
углеродом только до этой концентрации, т.е. фактически рассматривается диаграмма железоцементит (Fе-Fе3С).
На рис. приведена диаграмма состояния сплавов железа с цементитом.
На горизонтальной оси концентраций отложено содержание углерода от 0 до 6,67 %.
Левая вертикальная ось соответствует 100 % содержанию железа. На ней отложены
температура плавления железа и температуры его полиморфных превращений.
Правая вертикальная ось (6,67 % углерода) соответствует 100 % содержанию
цементита.
Буквенное обозначение точек диаграммы принято согласно международному
стандарту и изменению не подлежит.
Линия АВСD диаграммы является линией ликвидус. На ней начинается
кристаллизация: на участке АВ — феррита, В С — аустенита и С D — первичного цементита.
Линия AHJECF является линией солидус диаграммы.
Железоуглеродистые сплавы в зависимости от содержания углерода делятся на
стали (до 2,14 % С) и чугуны (от 2,14 до 6,67% С).
Главная роль в диаграмме состояния железоуглеродистых сплавов отводится ее левой
части — сталям, так как на превращениях, происходящих в стали, основана термическая
обработка.
Рассмотрим эти превращения.
В результате кристаллизации образуется аустенит; при понижении температуры
аустенит претерпевает превращения, связанные с изменением кристаллической решетки—с
переходом γ-железа в α-железо, и со снижением растворимости углерода с понижением
температуры.
В точке S, соответствующей содержанию углерода 0,8 %, при температуре 727 °С
аустенит полностью распадается, образуется перлит. Сталь, содержащую 0,8 % углерода,
называют эвтектоидной. Ее структура состоит из одного перлита. Сталь, содержащую менее 0,8
% углерода, называют доэвтектоидной, а сталь с содержанием более 0,8 % углерода —
заэвтектоидной.
Переход чистого железа из модификации γ-железа в α-железо происходит при
температуре 911°С. На диаграмме это соответствует точке G.
В доэвтектоидных сталях при температурах, лежащих на линии GS, начинается
выделение феррита из аустенита.
Поэтому при дальнейшем понижении температуры содержание углерода в оставшемся
аустените возрастает.
Когда оно составит 0,8 % (при температуре 727 °С), оставшийся аустенит перейдет в
перлит.
Таким образом, в доэвтектоидной стали при полном охлаждении получается структура,
состоящая из равномерно распределенных зерен перлита и феррита.
В заэвтектоидной стали на линии SE, при понижении температуры из аустенита,
пересыщенного углеродом, по границам зерен начинает выделяться вторичный цементит.
Когда в аустените останется 0,8 % углерода, он при температуре 727 °С перейдет в перлит.
Следовательно, в заэвтектоидной стали при медленном охлаждении получается структура,
состоящая из перлита и вторичного цементита. При этом вторичный цементит расположен в
виде тонкой сетки по границам зерен перлита.
Сплав, содержащий до 0,02 % углерода не имеет после завершения всех
превращений в структуре перлита. Такой сплав часто называют техническим железом. Структура
технического железа представляет собой зерна феррита или феррит с небольшим количеством
третичного цементита.
Линия GSE диаграммы называется линией верхних критических точек или линией
начала превращения аустенита (при охлаждении). Линия GS обозначается A3, (Ас3 — при
нагревании, Аr3 — при охлаждении). Линия SE обозначается Аст. Линия PSK диаграммы
(температура 727 °С) называется линией нижних критических точек или линией перлитного
превращения (при охлаждении). Она обозначается А1 (Ас1 — при нагревании, Аr1 — при
охлаждении).
Рассмотрим теперь превращения в чугунах.
Точка С (4,3 % углерода) представляет собой эвтектическую точку. Она
соответствует температуре 1147 °С, при которой кристаллизуется сплав указанного содержания
углерода, при этом одновременно выделяются из жидкого сплава кристаллы аустенита и
первичного цементита, образуя эвтектическую смесь — ледебурит. Его структура представляет
собой равномерную смесь кристаллов аустенита с цементитом.
Чугун, содержащий 4,3 % углерода, называется эвтектическим. Чугуны, содержащие
менее 4,3 % углерода, называют доэвтектическими. Их кристаллизация начинается при
температурах, лежащих на линии ВС, с выделением аустенита, и заканчивается при
температурах, лежащих на линии ЕС образованием ледебурита. При дальнейшем
понижении температуры растворимость углерода уменьшается и из аустенита начинает
выделяться вторичный цементит. Когда углерода в аустените останется 0,8 %, при температуре
727 °С аустенит переходит в перлит.
Таким образом, в доэвтектическом чугуне образуется структура, состоящая из
ледебурита, перлита и вторичного цементита.
Чугуны, содержание более 4,3 % углерода, называют заэвтектическими. Их
кристаллизация начинается при температурах, лежащих на линии СО. При этом выделяется
первичный цементит. Кристаллизация заканчивается при температуре 1147 0 С по линии CF
образованием ледебурита. Получившаяся структура остается неизменной. В составе
ледебуритной эвтектики при температуре 727 °С аустенит переходит в перлит. Структура
заэвтектических чугунов состоит из ледебурита и первичного цементита.
Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов позволяет установить
температурные режимы кристаллизации сталей и белых чугунов, режимы горячей обработки
давлением (ковки, прокатки, штамповки), режимы термообработки и т. д.
При очень медленном охлаждении кристаллизация может идти таким образом, что
углерод будет выделяться в виде графита, а не цементита. Железоуглеродистые сплавы с
содержанием углерода в виде графита называются серыми чугунами.
Чугун – самый дешёвый машиностроительный материал, обладающий хорошими
литейными свойствами. Он является исходным продуктом для получения стали.
Сырьём для производства чугуна является железная руда.
Наиболее богатые руды:
Магнитный железняк – 70% содержания железа;
Красный железняк – 65%
Бурый железняк – 35-50 %
Шпатовый железняк – 30-40 %
Самая бедная железистые кварциты.
Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержащий от 2,14 до 6,67 % углерода.
Но это теоретическое определение.
На практике содержание углерода в чугунах находится в пределах 2,5-4,5 %.
В качестве примесей чугун содержит кремний, марганец, серу и фосфор.
В зависимости от того, в какой форме содержится углерод в чугунах, различают следующие их
виды.
В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. Структура
белого чугуна соответствует диаграмме
В сером чугуне большая часть углерода находится в виде графита, включения которого имеют
пластинчатую форму.
В высокопрочном чугуне графитные включения имеют шаровидную форму, а в ковком —
хлопьевидную.
Содержание углерода в виде цементита в сером, высокопрочном и ковком чугунах может
составлять не более 0,8 %.
Белый чугун обладает высокой твердостью, хрупкостью и очень плохо
обрабатывается. Поэтому для изготовления изделий он не используется и применяется как
передельный чугун, т. е. идет на производство стали. Для деталей с высокой износостойкостью
используется чугун с отбеленной поверхностью, в котором основная масса металла имеет
структуру серого чугуна, а поверхностный слой — белого чугуна.
Машиностроительными чугунами, идущими на изготовление деталей, являются
серый, высокопрочный и ковкий чугуны. Детали из них изготовляются литьем, так как
чугуны имеют очень хорошие литейные свойства.
Благодаря графитным включениям эти чугуны хорошо обрабатываются, имеют
высокую износостойкость, гасят колебания и вибрации. Но графитные включения
уменьшают прочность.
Таким образом, структура машиностроительных чугунов состоит из металлической
основы и графитных включений.
По металлической основе они классифицируются на ферритный чугун (весь углерод
содержится в виде графита), феррито-перлитный и перлитный (содержит 0,8 % углерода в виде
цементита). Характер металлической основы влияет на механические свойства чугунов: прочность и твердость выше у перлитных, а пластичность — у ферритных.
Серый чугун имеет пластинчатые графитные включения. Структура серого чугуна
схематически изображена на рис. 3.2,а. Получают серый чугун путем первичной
кристаллизации из жидкого сплава. На графитизацию (процесс выделения графита) влияют
скорость охлаждения и химический состав чугуна. При быстром охлаждении графитизации не
происходит и получается белый чугун. По мере уменьшения скорости охлаждения получаются соответственно перлитный, феррито-перлитный и ферритный серые чугуны.
Способствуют графитизации углерод и кремний. Кремния содержится в чугуне от 0,5 до 5 % .
Иногда его вводят специально. Марганец и сера препятствуют графитизации. Кроме того, сера
ухудшает механические и литейные свойства. Фосфор не влияет на графитизацию, но улучшает
литейные свойства.
Рис. 3.2. Схематическое изображение структур чугунов: а — серого, б —
высокопрочного, в — ковкого.
Механические свойства серого чугуна зависят от количества и размера графитных
включений. По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность.
Поэтому графитные включения можно считать нарушениями сплошности, ослабляющими
металлическую основу. Так как пластинчатые включения наиболее сильно ослабляют
металлическую основу, серый чугун имеет наиболее низкие характеристики как прочности,
так и пластичности среди всех машиностроительных чугунов. Уменьшение размера графитных
включений улучшает механические свойства. Измельчению графитных включений
способствует кремний.
Маркируется серый чугун буквами СЧ и числом, показывающем предел прочности в
десятых долях мегапаскаля. Так, чугун СЧ 35 имеет ав=350 МПа. Имеются следующие марки
серых чугунов СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20,..., СЧ 45.
Высокопрочный чугун имеет шаровидные графитные включения. Структура
высокопрочного чугуна изображена на рис. 3.2,6. Получают высокопрочный чугун добавкой в
жидкий чугун небольшого количества щелочных или щелочноземельных металлов, которые
округляют графитные включения в чугуне, что объясняется увеличением поверхностного
натяжения графита. Чаще всего для этой цели применяют магний в количестве 0,03-0,07
%. По содержанию других элементов высокопрочный чугун не отличается от серого.
Шаровидные графитные включения в наименьшей степени ослабляют металлическую
основу. Именно поэтому высокопрочный чугун имеет более высокую прочность и более
пластичен, чем серый. При этом он сохраняет хорошие литейные свойства, обрабатываемость
резанием, способность гасить вибрации и т.д.
Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, показывающими предел прочности
в десятых долях мегапаскаля. Например, чугун ВЧ 60 имеет ав=600 МПа. Существуют
следующие марки высокопрочных чугунов: ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ
100. Применяются высокопрочные чугуны для изготовления ответственных деталей —
зубчатых колес, валов и др.
Ковкий чугун имеет хлопьевидные графитные включения (рис. 3.2,в). Благодаря такой
форме графитных включений он также характеризуется более высокой прочностью и
пластичностью, чем серый чугун. Его получают из белого чугуна путем графитизирующего
отжига, который заключается в длительной (до 2 суток) выдержке при температуре 950-970°С.
Если после этого чугун охладить, то получается ковкий перлитный чугун, металлическая основа
которого состоит из перлита и небольшого количества (до 20 % ) феррита. Такой чугун называют также светлосердечным. Если в области эвтектоидного превращения (720-760°С) проводить
очень медленное охлаждение или даже дать выдержку, то получится ковкий ферритный чугун,
металлическая основа которого состоит из феррита и очень небольшого количества перлита
(до 10 % ). Этот чугун называют черносердечным, так как он содержит сравнительно много
графита.
Маркируется ковкий чугун буквами КЧ и двумя числами, показывающими предел прочности
в десятых долях мегапаскаля и относительное удлинение в %. Так, чугун КЧ 45-7 имеет <7и=450
МПа и 6=7 % . Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33-8, КЧ 37-12) имеют более высокую пластичность, а перлитные (КЧ 50-4, КЧ 60-3) более высокую прочность. Применяют ковкий чугун
для деталей небольшого сечения, работающих при ударных и вибрационных нагрузках.
3.5. Углеродистые стали
Влияние углерода и примесей на свойства стали. Углерод существенно влияет на свойства
стали даже при незначительном изменении его содержания. В стали имеются две фазы — феррит
и цементит. Количество цементита возрастает прямо пропорционально содержанию углерода.
Как уже говорилось, феррит характеризуется высокой пластичностью и низкой твердостью, а
цементит, напротив, очень низкой пластичностью и высокой твердостью. Поэтому с
повышением содержания углерода до 1,2 % снижаются пластичность и вязкость стали и
повышаются твердость и прочность.
Повышение содержания углерода влияет также и на технологические свойства стали.
Ковкость, свариваемость и обрабатываемость резанием ухудшаются, но литейные свойства
улучшаются.
Кроме железа и углерода в стали всегда присутствуют постоянные примеси. Наличие
примесей объясняется технологическими особенностями производства стали (марганец,
кремний) и невозможностью полного удаления примесей, попавших в сталь из железной руды
(сера, фосфор, кислород, водород, азот). Возможны также случайные примеси (хром, никель,
медь и др.).
Марганец и кремний вводят в любую сталь для раскисления, т.е. для удаления вредных
примесей оксида железа FеО. Марганец также устраняет вредные сернистые соединения
железа. При этом содержание марганца обычно не превышает 0,8 %, а кремния — 0,4 %.
Марганец повышает прочность, а кремний упругость стали.
Фосфор растворяется в феррите, сильно искажает кристаллическую решетку, снижая при
этом пластичность и вязкость, но повышая прочность. Вредное влияние фосфора заключается в
том, что он сильно повышает температуру перехода стали в хрупкое состояние, т.е. вызывает ее
хладноломкость. Вредность фосфора усугубляется тем, что он может распределяться в стали
неравномерно. Поэтому содержание фосфора в стали ограничивается величиной 0,045 %.
Сера также является вредной примесью. Она нерастворима в железе и образует с ним
сульфид железа Ре5, который образует с железом легкоплавкую эвтектику. Эвтектика
располагается по границам зерен и делает сталь хрупкой при высоких температурах. Это
явление называется красноломкостью. Количество серы в стали ограничивается 0,05 %.
Водород, азот и кислород содержатся в стали в небольших количествах. Они являются
вредными примесями, ухудшающими свойства стали.
Классификация сталей. По химическому составу стали могут быть углеродистыми,
содержащими железо, углерод и примеси, и легированными, содержащими дополнительно
легирующие элементы, введенные в сталь с целью изменения ее свойств.
По содержанию углерода стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25 % С),
среднеуглеродистые (0,25-0,7 % С) и высокоуглеродистые (более 0,7 % С).
По назначению различают стали конструкционные, идущие на изготовление деталей
машин, конструкций и сооружений, инструментальные, идущие на изготовление
различного инструмента, а также стали специального назначения с особыми свойствами:
нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие, с особыми электрическими и
магнитными свойствами и др..
По показателям качества стали классифицируются на обыкновенного качества, качественные,
высококачественные и особовысококачественные. Качество стали характеризуется совокупностью
свойств, определяемых процессом производства, химическим составом, содержанием газов и
вредных примесей (серы и фосфора). В соответствии с ГОСТом стали обыкновенного качества
должны содержать не более 0,04 % Р и 0,05 % 3, качественные — не более 0,035 % Р и 0,04 % 5,
высококачественные — не более 0,025 % Р и 0,025 % 5 и особо высококачественные — не более
0,025 % Р и 0,015 % 5. Углеродистые конструкционные стали могут быть только обыкновенного
качества и качественными.
Углеродистые стали обыкновенного качества предназначены для изготовления
неответственных строительных конструкций, крепежных деталей, листов, труб, заклепок,
рельсов, валов, фланцев, кулачков и т. д. Конструкционную углеродистую сталь обыкновенного
качества производят в соответствии с ГОСТ 380-94. Она выплавляется в кислородных
конвертерах и мартеновских печах.
Углеродистые стали обыкновенного качества маркируются буквами Ст, что означает сталь, и
цифрами, обозначающими порядковый номер марки. Выпускается семь марок этих сталей: СтО,
Ст1, Ст2,..., Стб. Чем выше номер марки, тем больше содержание углерода и, соответственно,
выше прочность и ниже пластичность. Для обозначения способа раскисления в марке добавляют
индексы: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная. Марки сталей с повышенным
содержанием марганца содержат букву Г.
Приблизительная область применения различных марок стали обыкновенного качества:
Стб — рельсы, бандажи, кулачки, Ст5 — валы, оси, клинья, Ст4 — звездочки, зубчатые колеса,
фланцы, СтЗ — листы, Ст2 — листы, проволока, Ст1 — болты, винты, заклепки.
Качественная конструкционная углеродистая сталь, поставляется по химическому составу
и механическим свойствам. Она выплавляется в кислородных конвертерах, мартеновских и
электропечах. Допускается содержание серы в этой стали до 0,04 % , фосфора до 0,035 % .
Кроме того, в качественной стали может содержаться до 0,3 % никеля, до 0,3 % меди и до 0,25 %
хрома.
В зависимости от химического состава сталь делится на две группы: с нормальным
содержанием марганца; с повышенным содержанием марганца. Согласно ГОСТ 1050-88,
установлены следующие марки качественной конструкционной стали: 05кп, 08кп, 08, 08пс,
Юкп, 10, Юпс, Пкп, 15, 15кп, 15пс, 18кп, 20кп, 20пс, 20, 25,30, 35,40,45, 50, 55, 58 (55пп), 60.
Две первые цифры в марке показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.
Индексы кп и пс обозначают степень раскисления, для спокойной стали степень раскисления не
указывается. Если в конце марки стоит буква Г, это означает, что сталь содержит повышенное
количество марганца — до 0,9-1,25 (в нормальной стали 0,35-0,80 % марганца). Сталь марки 55пп
(пониженной прокаливаемое™) закаливается на глубину 1-2 мм, что заменяет цементацию
(см. главу 5).
Качественная конструкционная сталь имеет наибольшее применение в технике, она отличается
от обыкновенной стали большими прочностью, пластичностью и сопротивлением ударным
нагрузкам. Если для стали обыкновенного качества максимальная прочность составляет 700
МПа, то для этой стали она достигает 1100-1150 МПа.
Лекция 11.
Тема: Сплавы на основе цветных металлов
Лекция 12.
Тема: Неметаллические материалы
Пластические массы. Свойства, состав и классификация пластмасс.
Пластическими массами (пластмассами) называются материалы, получаемые на основе
природных или синтетических полимеров.
Пластмассы являются важнейшими современными конструкционными материалами,
занимая по применению ведущее место из всех неметаллов.
 Они обладают рядом ценных свойств:
 малой плотностью (до 2 г/см3),
 высокой удельной прочностью,
 низкой теплопроводностью (и, соответственно, хорошими теплоизоляционными
свойствами),
 химической стойкостью,
 хорошими электроизоляционными свойствами,
 звукоизоляционными свойствами,
 хорошей окрашиваемостью в различные цвета.
 Некоторые пластмассы обладают оптической прозрачностью,
 фрикционными и антифрикционными свойствами,
 стойкостью к истиранию и др.
 Кроме того, пластмассы имеют хорошие технологические свойства: легко формуются, прессуются, обрабатываются резанием, их можно склеивать и сваривать.
 Недостатками пластмасс являются
 низкая теплостойкость (до 100 ° С для большинства пластмасс),
 низкая ударная вязкость,
 ползучесть,
 низкая твердость,
 плохая сопротивляемость динамическим нагрузкам,
 склонность к старению для ряда пластмасс.
Основой пластмасс являются полимерные связующие вещества. Многие пластмассы
состоят только из связующего вещества.
Кроме связующих в состав пластмасс могут входить:
наполнители (твердые материалы органического и неорганического происхождения) для
повышения прочности, твердости, теплостойкости и придания специальных свойств;
пластификаторы (олеиновая кислота, стеарин, дибутилфталат и др.) для повышения
пластичности, что необходимо при изготовлении изделий из пластмасс;
отвердители, ускоряющие переход пластмасс в неплавкое, твердое и нерастворимое
состояние;
стабилизаторы, предотвращающие или замедляющие процесс старения;
красители.
По характеру связующего вещества все пластмассы делятся на термопластичные
(термопласты) и термореактивные (реактопласты).
Термопластичные получены на основе термопластичных полимеров. Они хорошо перерабатываются в изделия, характеризуются значительной упругостью и малой хрупкостью.
Обычно термопласты изготовляют без наполнителя.
Термореактивные пластмассы изготовляются на основе термореактивных полимеров. Они
отличаются хрупкостью, при переработке часто дают большую усадку, поэтому в них
необходимо вводить усиливающие наполнители.
По виду наполнителя пластмассы делятся на порошковые, волокнистые, слоистые,
газонаполненные и пластмассы без наполнителя.
По способу переработки в изделия пластмассы подразделяются на литьевые и прессовочные.
Литьевые перерабатываются в изделия методами литьевого прессования и являются
термопластичными. Прессовочные перерабатываются в изделия методами горячего
прессования и являются термореактивными.
По назначению пластмассы делятся на конструкционные, химически стойкие,
прокладочные и уплотнительные, фрикционные и антифрикционные, теплоизоляционные и
теплозащитные, электроизоляционные, оптически прозрачные, облицовочно-декоративные и
отделочные. Следует отметить, что это деление условно, так как одна и та же пластмасса
может обладать различными свойствами.
Резиновые материалы
Резина представляет собой искусственный материал, получаемый в результате
специальной обработки резиновой смеси, основным компонентом которой является каучук.
Каучук — это полимер, отличительной особенностью которого является способность к
очень большим обратимым деформациям при небольших нагрузках. Это свойство объясняется
строением каучука. Его макромолекулы имеют вытянутую извилистую форму. При нагрузке происходит выпрямление макромолекул, что и объясняет большие деформации. При разгрузке
макромолекулы принимают исходную форму. Различают натуральный и синтетический каучук.
Натуральный каучук добывают из некоторых видов тропических растений в
незначительных количествах. Поэтому производство резины основано на применении
синтетических каучуков. Сырьем для производства синтетического каучука служит спирт, на
смену которому приходит нефтехимическое сырье.
Резину получают из каучука путем вулканизации, т.е. в процессе химического
взаимодействия каучука с вулканизатором при высокой температуре. Вулканизатором
чаще всего является сера. В процессе вулканизации сера соединяет нитевидные молекулы
каучука и образуется пространственная сетчатая структура. В зависимости от количества серы
получается различная частота сетки. При введении 1-5 % серы образуется редкая сетка и резина получается мягкой. С увеличением содержания серы сетка становится все более частой, а
резина более твердой и приблизительно при 30 % серы получается твердый материал,
называемый эбонитом.
Кроме каучука и вулканизатора в состав резины входит ряд других веществ. Наполнители
вводят в состав резины от 15 до 50 % к массе каучука.
Активные наполнители (сажа, каолин, оксид цинка, оксид магния и др.) служат для
повышения механических свойств резин — твердости, прочности, износостойкости. Они
вступают во взаимодействие с молекулами каучука.
Неактивные наполнители (мел, тальк и др.) снижают стоимость резиновых изделий.
Пластификаторы (парафин, вазелин, стеариновая кислота, мазут, канифоль и др.)
предназначены для облегчения переработки резиновой смеси, повышения эластичности и
морозостойкости резины. Количество пластификаторов составляет 8-30 % от массы каучука.
Противостарители служат для замедления процесса старения резины, приводящего к
ухудшению ее эксплуатационных свойств. Сущность старения заключается в присоединении к
каучуку атомов кислорода. Поэтому в качестве противостарителей используются вещества,
реагирующие с кислородом с большей скоростью, чем каучук (фенолы и др.), или образующие
на поверхности резины защитную пленку (парафин, церезин и др.).
Красители служат для придания резине нужного цвета.
В резину также добавляются регенераты — продукты переработки старых резиновых
изделий и отходы резинового производства. Они снижают стоимость резин. Для
интенсификации процесса вулканизации в резиновую смесь вводят ускорители вулканизации
(коптакс, тиурам и др.) — от 0,1 до 2,5 % .
Основное свойство резины — очень высокая эластичность. Резина способна к большим
деформациям, которые почти полностью обратимы. Кроме того, резина характеризуется высоким
сопротивлением разрыву и истиранию, газо- и водонепроницаемостью, химической стойкостью,
хорошими электроизоляционными свойствами, небольшой плотностью, малой сжимаемостью, низкой
теплопроводностью. Эти свойства выдвинули резину в число незаменимых материалов в различных
отраслях народного хозяйства, например в автомобильной и тракторной отраслях промышленности.
Технология производства резины включает следующие этапы: пластификацию
каучука, приготовление резиновых смесей, переработку смесей в полуфабрикаты и изделия и
вулканизацию. Разрезанный на куски каучук пропускают через вальцы для придания ему
пластичности, а затем вносят необходимые добавки и смешивают в специальных смесителях.
Полученную таким образом смесь (однородную массу) называют сырой резиной. Она
подвергается дальнейшей переработке: выдавливанию на червячных прессах заготовок для
труб, стержней и других изделий; прессованию в пресс-формах, вальцах (каландрах) для
получения гладких и рифленых листов; литью под давлением. Детали сложной формы после
изготовления элементов собираются и склеиваются. Завершающим этапом является
вулканизация готовых изделий. Горячую вулканизацию осуществляют в автоклавах в среде
насыщенного водяного пара (при температуре 140-160 "С и давлении 0,3-0,4 МПа в течении 2
часов) или на гидравлических прессах в горячих формах. Холодная вулканизация
применяется для тонких изделий и заключается во введении в резину раствора
полухлористой серы.
Для значительного увеличения прочности резины изделия армируют, т. е. вводят в
стенки упрочняющий материал — металлокорд, стальную проволоку или сетку, стеклянную
или капроновую нить. Для получения пористой, ячеистой резины в состав сырой резины вводят
материалы, которые при нагревании разлагаются, увеличивая ее объем и образуя в резине поры,
ячейки.
В зависимости от методов изготовления различают резину штампованную, формовую
и клееную. Прорезиненную ткань изготовляют на специальных клеепропитывающих
роликовых машинах; при этом ткань непрерывно движется через систему роликов.
По назначению резины подразделяются на резины общего и специального
назначения.
Из резин общего назначения изготовляются автомобильные шины и камеры,
транспортерные ленты, ремни ременных передач, изоляция кабелей, рукава и шланги,
уплотнительные и амортизационные детали, обувь и др. Резины общего назначения могут
использоваться в горячей воде, слабых растворах щелочей и кислот, а также на воздухе при
температуре от -10 до +150 "С.
Резины специального назначения подразделяются на теплостойкие, которые могут
работать при температуре до 250-350 °С; морозостойкие, выдерживающие температуру до -70 °С;
маслобензостойкие, работающие в среде бензина, других топлив, масел и нефтепродуктов;
светоозоностойкие, не разрушающиеся при работе в атмосферных условиях в течении нескольких
лет, стойкие к действию сильных окислителей; электроизоляционные, применяемые для
изоляции проводов и кабелей; электропроводящие, способные проводить электрический ток.
Древесные материалы
Древесина — это органический материал растительного происхождения,
представляющий собой сложную ткань древесных растений. Она составляет основную массу
ствола деревьев. Древесина является волокнистым материалом, причем волокна в ней
расположены вдоль ствола. Поэтому для нее характерна анизотропия, т.е. ее свойства вдоль и
поперек волокон различны.
Достоинствами древесины являются:
 относительно высокая прочность;
 малая объемная масса и, следовательно, высокая удельная прочность;
 хорошее сопротивление ударным и вибрационным нагрузкам;
 малая теплопроводность и, следовательно, хорошие теплоизоляционные
свойства;
 низкий температурный коэффициент линейного расширения;
 химическая стойкость к действию органических кислот, солей и масел;
 хорошая технологичность (легкость обработки и изготовления изделий).
К недостаткам древесины следует отнести гигроскопичность, т.е. способность
впитывать влагу, и возникающую из-за изменения влажности нестабильность свойств и
размеров (усушка и набухание), а также отсутствие огнестойкости, неоднородность строения,
склонность к гниению. Для защиты древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения
производят окраску лаками и красками, опрыскивание и пропитку специальными химическими
веществами.
Материалы из древесины можно разделить на лесоматериалы, сохраняющие
природную физическую структуру и химический состав древесины, и древесные материалы, полученные путем специальной обработки исходной древесины.
В свою очередь лесоматериалы подразделяются на необработанные (круглые),
пиломатериалы, лущеные (древесный шпон) и колотые.
Круглые лесоматериалы получают из спиленных деревьев после очистки от ветвей,
разделения поперек ствола на части требуемой длины и окорки. Они применяются в
строительстве, в качестве опор и столбов линий электропередач, в качестве сырья.
Пиломатериалы получают лесопилением. Пиломатериалы с опиленными кромками
называют обрезными, неопиленными — необрезными. Подвергающиеся после пиления
дальнейшей обработке называют строгаными. Пиломатериалы делятся в зависимости от
поперечного сечения на следующие виды: брусья (толщина или ширина больше 100 мм), бруски
(ширина не более двойной толщины), доски (ширина более двойной толщины), планки (узкие и
тонкие доски). Применяются пиломатериалы в строительстве, на железнодорожном транспорте,
для изготовления мебели и др.
Древесный шпон — это широкая ровная стружка древесины, получаемая путем лущения.
Толщина листов шпона 0,5-1,5 мм. Используется шпон в качестве полуфабрикатов для
изготовления фанеры, древеснослоистых пластиков, облицовочного материала для изделий из
древесины.
К материалам, полученным путем специальной обработки древесины, можно
отнести фанеру, прессованную и модифицированную древесину, древесностружечные и
древесноволокнистые плиты и др.
Фанера — это листовой материал, полученный путем склейки нечетного количества
(трех и более) листов шпона. При этом волокна соседних листов находятся под прямым
углом друг к другу. Толщина фанеры от 1 до 12 мм, более толстые материалы называют
плитами. Свойства фанеры зависят от породы древесины и вида клея. Наиболее прочной и
водостойкой является фанера из березового шпона, склеенная фенолформальдегид-ным клеем.
Столярные плиты представляют собой трехслойные щиты, состоящие из реечного
заполнителя, оклеенного с обеих сторон древесным шпоном. Толщина плит 30 мм и более.
Применяются столярные плиты в мебельной промышленности, вагоностроении, строительстве
и др.
Прессованная древесина — это материал, получаемый при горячем прессовании
брусков, досок и других заготовок, предварительно обработанных водяным паром при
температуре 110-130 °С, перпендикулярно волокнам под давлением до 30 МПа. В результате
повышается плотность древесины, вследствие чего прочность возрастает по сравнению с
исходной более чем в два раза. Применяется прессованная древесина для изготовления подшипников скольжения, зубчатых колес, прокладок и др.
Модифицированная древесина представляет собой материал, полученный при обработке
древесины каким-либо химическим веществам (смолой, аммиаком и др.) с целью повышения
механических свойств и придания водостойкости. После пропитки производится полимеризация или поликонденсация введенного вещества.
Древесностружечные плиты изготовляют горячим прессованием древесной стружки
со связующим (резольными фенолформальдегидными смолами). Плиты могут быть
облицованными шпоном, фанерой или бумагой. Плиты выпускаются толщиной от 10 до 25
мм. Из них изготавливают мебель, строительные конструкции т.п.
Древесноволокнистые плиты изготовляют путем прессования древесных волокон при
высокой температуре, иногда с добавлением связующих веществ. Плиты изготавливаются толщиной
от 3 до 8 мм. Применяются в строительстве, в вагоностроении, в мебельной промышленности.
Древеснослоистые пластики (ДСП) изготавливаются из листов древесного шпона,
пропитанных фенолформальдегидной смолой и спрессованных в листы или плиты. ДСП
выпускается толщиной от 1 до 60 мм. Применяются ДСП как конструкционный материал в
судостроении, электроизоляционный материал, для изготовления подшипников скольжения,
зубчатых колес и др.
Неорганические материалы
Керамика — это неорганический минеральный материал, получаемый из отформованного
минерального сырья путем спекания при высоких температурах (1200-2500 °С). Структура
керамики состоит из кристаллической, стекловидной (аморфной) и газовой фазы. Кристаллическая
фаза является основой керамики, ее количество составляет до 100 %. Она представляет собой
различные химические соединения и твердые растворы. Стекловидная фаза находится в керамике в
виде прослоек стекла. Ее количество составляет до 40 %. Она снижает качество керамики. Газовая
фаза представляет собой газы, находящиеся в порах керамики.
По назначению керамика может быть разделена на строительную, бытовую и
художественно-декоративную, техническую.
Строительная (например, кирпич) и бытовая (например, посуда) чаще всего имеет
в структуре газонаполненные поры и изготовляется из глины.
Техническая керамика имеет почти однофазную кристаллическую структуру и
изготовляется из чистых оксидов, карбидов, боридов или нитридов. Основные оксиды,
используемые для производства керамики — Аl2О3, ZгО2, МgО, СаО, ВеО.
Техническая
керамика
используется
в
качестве
огнеупорного,
конструкционного и инструментального материала.
Она обладает высокой прочностью при сжатии и низкой при растяжении. Главный
недостаток керамики, как и стекла — высокая хрупкость. Рассмотрим наиболее важные виды
технической керамики.
Корундовая керамика на основе Аl2О3 получила наибольшее распространение.
Характеризуется температурой плавления 2050 °С, плотностью 3,97 г/см3, высокой
прочностью, теплостойкостью, химической стойкостью, износостойкостью, диэлектрическими
свойствами. Сырьем для получения чистого оксида алюминия являются бокситы, содержащие
от 50 до 100 % Аl2О3. Эта керамика широко применяется для изготовления инструмента, деталей
двигателей внутреннего сгорания, высокотемпературных печей, керамических подшипников,
тиглей для плавки металлов, сопел, в приборостроении и электротехнике
Керамика из оксида циркония ZгО2 характеризуется низкой теплопроводностью, высокой
прочностью, высокой температурой плавления — 2677 °С, плотностью 5,56 г/см3.
Поэтому она используется для работы при высоких температурах — до 2200 °С. Из нее
изготовляют тигли для плавки металлов, тепловую изоляцию печей и реакторов, теплозащитные
покрытия на металлах, детали двигателей внутреннего сгорания. Недостатками этой керамики
является низкая стойкость к резкой смене температур и высокая стоимость.
Керамика из оксида магния МgО имеет высокую температуру плавления — 2800 °С,
плотность 3,58 г/см3, обладает стойкостью к действию основных шлаков различных металлов.
Поэтому применяется для изготовления тиглей и футеровки печей. Недостаток оксида магния —
летучесть при высоких температурах, низкая термическая стойкость.
Керамика из оксида бериллия ВеО характеризуется высокой теплопроводностью и
термостойкостью, температурой плавления 2580 °С, плотностью 3,03г/см3, низкой прочностью,
хорошо рассеивает ионизирующее излучение и замедляет тепловые нейтроны. Поэтому
используется в конструкции ядерных реакторов и для изготовления тиглей для плавки металлов.
Недостатками этой керамики является высокая стоимость и токсичность.
Керамика из оксида урана UО2 имеет высокую температуру плавления — 2760 0 С,
очень высокую плотность 10,96 г/см3, обладает радиоактивностью. Она применяется для
тепловыделяющих элементов в ядерных энергетических установках.
Карбид кремния SiС (карборунд) обладает высокой твердостью, прочностью,
химической стойкостью, жаростойкостью до 1800 °С, температурой плавления 2600 "С,
плотностью 3,2 г/см3. Применяется в качестве абразивного материала, защитного покрытия
графита, деталей двигателей внутреннего сгорания, нагревательных стержней.
Нитрид кремния Si3N4 характеризуется высокой прочностью, жаропрочностью,
износостойкостью, жаростойкостью до 1800 °С, плотностью 3,2 г/см3. Применяется для
деталей двигателей внутреннего сгорания.
Бориды тугоплавких металлов (Т1В2, 2гВ2) характеризуются высокой твердостью,
износостойкостью, обладают металлическими свойствами, очень высокой температурой
плавления. Их используют в качестве износостойких и защитных покрытий. 2*В2 используют
для изготовления термопар, работающих в среде расплавленных металлов.
Стеклом называется твердый аморфный термопластичный материал, получаемый
переохлаждением расплава различных оксидов. В состав стекла входит стеклообразующие
кислотные оксиды (SiO2, Аl2О3, В2О3 и др.), а также основные оксиды (К2О, СаО, Nа2О и др.),
придающие ему специальные свойства и окраску. Оксид кремния является основой большинства
стекол и входит в их состав в количестве 50-100 %.
По назначению стекла подразделяются на
строительные (оконные, витринные и др.),
бытовые (стеклотара, посуда, зеркала и др.)
и технические (оптические, свето- и электротехнические, химико-лабораторные,
приборные и др.). В зависимости от исходного стеклообразующего вещества различают
силикатное стекло (на основе SiO2), боросиликатное (Ва2О3 и SiO2), алюмосиликатное (Аl2О3,
Ва2О3 и SiO2), алюмофосфорное (Аl2О3 и Р2О5), силикотитановое (SiO2 и ТiO2) и др.
При нагреве выше температуры стеклования стекло постепенно размягчается,
переходя в вязкотекучее, а затем в жидкое состояние. При охлаждении расплава происходит
постепенное возрастание вязкости и при температуре стеклования переход в твердое и хрупкое
состояние. Для большинства промышленных стекол температура стеклования составляет 425-600
°С.
Важными свойствами стекла являются оптические. Обычное стекло пропускает около
90 % , отражает — 8 % и поглощает — 1 % видимого света. Механические свойства стекла
характеризуются высоким сопротивлением сжатию и низким — растяжению. Термостойкость
стекла определяется разностью температур которую оно может выдержать без разрушения при
резком охлаждении в воде. Для большинства стекол термостойкость колеблется от 90 до 170
°С, а для кварцевого стекла — 1000 °С. Основной недостаток стекла — высокая хрупкость.
Рассмотрим некоторые виды технических стекол.
Светотехническое стекло по составу совпадает с обычным оконным стеклом (70-72 % SiO2,
14-15 % Nа2О, 7-8 % СаО; 3-4 % МgО, 1-2 % К2О; 1-2 % А12О3) с добавками при необходимости
специальных компонентов. Для получения светорассеивающих стекол вводят 3-4 % соединений
фтора. Цветные сигнальные стекла получают добавкой 1-2 % сернистого кадмия и 0,5-1 %
селена (красное стекло), 1,2-1,5 % оксида меди и 0,2-0,7 хрома (зеленое стекло), 1,5 %
сернистого кадмия (желтое стекло). Теплозащитные стекла, предназначенные для остекления
помещений в горячих цехах, содержат оксиды железа и ванадия.
Электровакуумное стекло применяется для электрических ламп накаливания,
люминисцентных ламп, радиоламп и др. Главными требованиями к нему являются определенный
коэффициент теплового расширения и термическая стойкость (от 100 до 1000 °С) в зависимости от
особенностей данной лампы. Для этих целей используется силикатное, боросиликатное,
алюмосиликатное и кварцевое стекло.
Кварцевое стекло получают путем плавления при температуре выше 1700 °С наиболее
чистых природных разновидностей 5Ю2. Оно имеет очень высокую теплопроводность и малый
коэффициент теплового расширения, что обеспечивает кварцевому стеклу очень высокую термическую стойкость. Применяется оно для изготовления тиглей, труб, лабораторной посуды.
Закаленное стекло имеет состав обычного оконного стекла. Закалка состоит в нагреве
стекла выше температуры стеклования (обычно 600-650 °С) и равномерном охлаждении
струей воздуха или в масле. При этом значительно увеличивается прочность и вязкость
стекла.
Триплекс (безосколочное стекло) представляет собой два листа закаленного стекла,
склеенные прозрачной полимерной пленкой. При разрушении триплекса осколки
удерживаются на пленке. Применяются триплексы для остекления транспортных средств.
Пеностекло получают путем спекания при температуре 700-900 °С смеси стекольного
порошка с газообразователями (мел, известняк, уголь и др.). Оно отличается малой
плотностью, низкой теплопроводностью, относительно высокой прочностью. Применяется в
качестве тепло-, звуко- и электроизоляционного материала.
Ситаллы представляют собой материалы, полученные путем кристаллизации стекол.
Ситаллы изготовляют путем плавления стекольного материала с добавкой катализаторов кристаллизации. Далее расплав охлаждается до пластического состояния и из
него формуются изделия. Кристаллизация обычно происходит при повторном нагревании
изделий.
По структуре ситаллы занимают промежуточное место между стеклом и керамикой. Их
структура состоит из зерен кристаллической фазы, скрепленных стекловидной прослойкой.
Содержание кристаллической фазы составляет 30-95 %. Пористость отсутствует.
Ситаллы характеризуются исключительной мелкозернистостью. По внешнему виду
могут быть прозрачными и непрозрачными.
Структура ситаллов определяет их свойства.
Ситаллы имеют высокую твердость, высокую прочность при сжатии и низкую при
растяжении, обладают жаропрочностью до 900-1200 "С, жаростойкостью, износостойкостью.
Они характеризуются высокой химической стойкостью и хорошими электроизоляционными
свойствами.
Ситаллы отличаются хрупкостью, однако меньшей, чем стекло.
Применяются ситаллы для деталей, работающих при высоких температурах и в
агрессивных средах, деталей радиоэлектроники, инструментов.
Графит представляет собой одну из кристаллических разновидностей углерода. Это
материал кристаллического слоистого строения с гексагональной решеткой. Его атомы
располагаются в параллельных слоях по углам правильных шестигранников на расстоянии 0,142
нм друг от друга. Расстояние между слоями значительно больше, чем между атомами,
расположенными в одной плоскости и составляет 0,335 нм. Это существенно ослабляет связь
между атомными слоями, благодаря чему кристаллы графита легко расслаиваются. По этой же
причине для графита характерна анизотропия свойств. Графит обладает характерными
металлическими
свойствами
—
блеском,
высокими
электропроводимостью
и
теплопроводностью. Графит при атмосферном давлении не плавится, а сразу испаряется при
температуре около 3850 °С. Он характеризуется химической стойкостью, малым расширением при
нагреве, достаточной прочностью, высокой жаропрочностью. При этом с повышением
температуры до 2200-2400 °С прочность графита повышается от 35 до 50 МПа.
Естественный графит является дорогим и обладает низкой прочностью. Поэтому в
технике применяют синтетический графит, который производят из кокса путем обжига при
температуре 2500-3000 0С. В процессе обжига происходит графитизация кокса, состоящая в
росте и упорядочении кристаллов.
Графит нашел широкое применение в качестве огнеупорного материала в металлургии и
замедлителя нейтронов в атомных реакторах. В последнем случае применяется графит высокой
чистоты. Графит используется как конструкционный материал для работы при высоких температурах, где требуется высокая прочность и стойкость против эрозии. Графит обладает очень
хорошими антифрикционными свойствами, поэтому он входит в состав антифрикционных
материалов, которые способны работать без смазки в условиях высоких и низких температур,
больших скоростей скольжения, агрессивных сред.
Недостатками графита являются хрупкость и низкая жаростойкость. Он начинает
окисляться на воздухе уже при 450-500 °С. Поэтому для повышения жаростойкости графита
прибегают к покрытию готовых изделий тугоплавкими металлами, твердыми сплавами,
керамикой (А12О3), силицированию и боросилицированию.
Асбест представляет собой минерал с характерным волокнистым строением. Длина
волокон асбеста колеблется в широких пределах — от долей миллиметра до 20 мм. Существует
много видов асбеста, но наибольшее промышленное значение имеет хризотиловый асбест,
составляющий 95 % мировой добычи асбеста. В состав асбеста входят оксиды магния, железа,
кремниевая кислота, вода и в незначительных количествах некоторые примеси.
Асбест характеризуется высокой теплостойкостью и огнестойкостью, малой тепло- и
электропроводностью, химической стойкостью. Он выдерживает температуру до 500 °С. Из
асбеста изготовляют специальные пряжу, ткани, бумагу, картон. Он используется в качестве
наполнителя для изготовления теплостойких пластмасс. Асбоцементные материалы
используются в качестве теплозащитных покрытий. Листовой материал, изготовленный из
асбестового волокна, синтетического каучука, наполнителей и вулканизирующих добавок,
называется паронимом. Он является теплостойким уплотняющим материалом. Паронит
применяется для уплотнения соединений водяных и паровых магистралей, трубопроводов и т.п.
Композиционные материалы
Общая характеристика и классификация композиционных материалов.
Композиционными называют сложные материалы, в состав которых входят отличающиеся по свойствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является
сравнительно пластичный материал, называемый матрицей. В матрице равномерно распределены
более твердые и прочные вещества, называемые упрочнителями или наполнителями. Матрица
может быть металлической, полимерной, углеродной, керамической. По форме упрочнителя
композиционные материалы делятся на дисперсно-упрочненные (с нульмерными упрочнителями),
волокнистые (с одномерными упрочнителями), слоистые (с двумерными упрочнителями).
Нуль-мерные упрочнители имеют очень малые размеры одного порядка во всех трех
измерениях. Ими являются дисперсные частицы карбидов, оксидов нитридов и др. В дисперсноупрочненных материалах несущим компонентом, воспринимающим нагрузки, является
матрица. Дисперсные частицы препятствуют движению дислокаций при деформировании
материала, за счет чего и происходит упрочнение. Поэтому дисперсно-упрочненные материалы
имеют металлическую матрицу. Эти материалы характеризуются высокими показателями
длительной прочности и сопротивления ползучести и применяются в качестве жаропрочных.
Одномерные упрочнители имеют малые размеры в двух измерениях и значительно
превосходящий их размер в третьем измерении. Этими упрочнителями являются различные
волокна, нитевидные кристаллы тугоплавких соединений, проволока. В волокнистых
композиционных материалах несущим компонентом является упрочнитель, а матрица служит для
соединения упрочнителя и передачи ему внешних нагрузок. Содержание упрочнителя в волокнистых материалах колеблется в широких пределах — от 15 до 75 % (по объему).
Двумерные упрочнители имеют малые размеры в одном измерении и значительные размеры в
двух других измерениях. Такими упрочнителями служат ткани, фольга, листы и др., которые
чередуются с матричным материалом. Компонентом, воспринимающим нагрузку в слоистых
композиционных материалах также является упрочнитель.
По схеме расположения упрочнителя различают композиционные материалы с одноосным
(линейным), двухосным (плоскостным) и трехосным (объемном) расположением упрочнителя. При
одноосном расположении могут использоваться нуль-мерные и одномерные упрочнители. Одномерные располагаются параллельно друг другу, а нульмерные так, чтобы расстояние между
ними по одной оси было значительно меньше, чем по двум другим. При двухосном расположении
могут использоваться любые формы упрочнителей, которые располагаются в параллельных
плоскостях. При трехосном расположении используются нульмерные и одномерные упрочнители,
которые распределены равномерно во всех трех направлениях.
Существуют полиматричные и полиармированные композиционные материалы.
Полиматричные материалы имеют комбинированные матрицы, состоящие из чередующихся
слоев матриц с различным химическим составом. Полиармированные материалы имеют
одновременно упрочнители различной формы или одной формы, но разного химического
состава. Например, полимерная матрица с нульмерным и одномерным упрочнителем или
полимерная матрица, упрочненная одновременно двумя видами волокон.
Особой группой композиционных материалов являются эвтектические композиционные
материалы. Они представляют собой сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому
состава, в котором упрочняющей фазой являются ориентированные кристаллы, получающиеся
путем направленной кристаллизации. Структура эвтектического материала состоит из
кристаллов твердых прочных химических соединений в виде стержней или пластин,
распределенных в твердом растворе.
Дисперсно-упрочненные композиционные материалы. Среди дисперсно-упрочненных
материалов ведущее место занимает САП (спеченная алюминиевая пудра), представляющий
собой алюминий, упрочненный дисперсными частицами оксида алюминия. Получают САП из
окисленной с поверхности алюминиевой пудры, частицы которой имеют форму чешуек толщиной
менее 1 мкм, путем последовательного брикетирования, спекания и прессования. Структура САП
состоит из алюминиевой основы с равномерно распределенными дисперсными частицами А12О3. С
увеличением содержания Аl2О3 повышается прочность, твердость, жаропрочность САП, но
снижается его пластичность. Марки САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 содержат соответственно 68,9-12,13-17,18-22 % Аl2О3. Высокая прочность САП объясняется большой дисперсностью
упрочнителя и малым расстоянием между его частицами. По жаропрочности САП превосходит все
алюминиевые сплавы. САП хорошо обрабатывается давлением в горячем, а САП-1 и холодном
состоянии, легко обрабатывается резанием, сваривается контактной и аргонодуго-вой сваркой. Из
САП производят листы, фольгу, трубы, различные профили, проволоку, штамповые заготовки.
САП применяют в авиационной технике, химической и нефтехимической промышленности,
электротехнике для деталей, работающих при температуре 300-500 °С.
Дисперсно-упрочненные композиционные материалы на основе никеля в качестве
упрочняющей фазы имеют частицы оксида тория ТhО2 или оксида гафния HfO2. В качестве
матрицы используется никель или сплав никеля с хромом (нихром, 20 % Сг). Легирование
никелевой матрицы вольфрамом, титаном, алюминием дополнительно упрочняет материал.
Содержание упрочняющей фазы невелико: материалы с никелевой матрицей ВДУ-1 и ВДУ-2
содержат соответственно 2 % ТпО2 и 2 % НЮ2, материал с нихромовой матрицей ВДУ-3 — 2 %
НЮ2. Материалы с оксидом тория характеризуются большей жаропрочностью, но
недостатком этого оксида является его повышенная токсичность.
При умеренных температурах композиционные материалы с никелевой матрицей уступают
по жаропрочности никелевым сплавам, а при температуре 1000-1200 °С превосходят их по
этому показателю. Эти материалы применяются в авиационной и космической технике для
изготовления лопаток газовых турбин, камер сгорания, теплозащитных полей.
Волокнистые композиционные материалы. В волокнистых композиционных
материалах упрочнителем служат углеродные, борные, синтетические, стеклянные и др. волокна,
нитевидные кристаллы тугоплавких соединений (карбида кремния, оксида алюминия и др.)
или металлическая проволока (стальная, вольфрамовая и др.). Свойства материала зависят от
состава компонентов, количественного соотношения и прочности связи между ними. Для
металлических композиционных материалов прочная связь между волокном и матрицей
достигается благодаря их взаимодействию. Связь между компонентами в композиционных
материалах на неметаллической основе осуществляется с помощью адгезии. Повышение
адгезии волокон к матрице достигается их поверхностной обработкой. Производится осаждение
нитевидных кристаллов на поверхность волокон. При этом получаются
Лакокрасочные и склеивающие материалы
Лакокрасочные материалы. Эти материалы во всех отраслях применяют для защиты
металлических изделий от коррозии, а деревянных изделий — от гниения и в декоративных
целях. Основой для изготовления лакокрасочных материалов служат природные и искусственные смолы.
К природным смолам относят канифоль, асфальты, нефтяные битумы;
к искусственным — алкидные, эпоксидные, полиакриловые смолы, синтетические
каучуки. В состав лакокрасочного материала кроме смолы входят пленкообразующие вещества,
пигменты, наполнители, сиккативы, растворители. Лакокрасочные материалы разделяют на грунты,
шпатлевки, эмали, лаки, нитрокраски, масляные краски, эмульсионные краски.
Пленкообразующие вещества создают защитную пленку и являются связующими для
пигментов и наполнителей. К ним относят растительные масла и различные смолы.
Пигменты — вещества в порошках (охра, цинковая зелень, алюминиевый порошок,
железный сурик), которые не только придают краскам или лакам цвет, но и повышают из
защитные свойства.
Наполнители (тальк, мел, асбест) — это добавки к пигментам, которые повышают
устойчивость и прочность красочного слоя.
Пластификаторы — вещества придающие необходимую пластичность пленке и
предохраняющие ее от растрескивания. В качестве пластификаторов применяют сложные эфиры
минеральных и органических кислот (дибутилфтолат, трикрезилфосфат и др.).
Сиккативы — вещества, ускоряющие высыхание масел.
Растворители
(спирт,
скипидар,
бензол)
применяют
для
растворения
пленкообразующих веществ, приготовление шпатлевки, грунта, эмалевых красок.
Лаки — это растворы пленкообразующих веществ (смол, смолоподобных
продуктов) в различных растворителях.
В зависимости от пленкообразующих веществ лаки разделяют на природные
(масляные) и искусственные — приготовленные на основе искусственных смол и эфиров
целлюлозы, бакелитовые и нитролаки.
Масляные краски представляют собой суспензию пигментов в олифах и выпускаются
лакокрасочными заводами либо в виде густотертых паст, которые на месте разводят олифой до рабочей вязкости, либо в виде готовых к употреблению составов.
Эмалевые краски — суспензия пигментов в лаках. При высыхании эти краски образуют
твердую, блестящую, эластичную пленку, напоминающую эмаль.
Эмульсионные краски изготовляют из эмульсии, т. е. однородных систем двух
жидкостей. Для предотвращения расслаивания в эмульсии добавляют стабилизаторы —
казеин, желатин, мыло. Эмульсионные краски применяют для окраски деревянных частей
сеялок, жаток, комбайнов.
Процесс окраски состоит из нескольких основных операций: подготовки
поверхности, грунтовки, шпатлевки (при наличии шероховатостей, неровностей, трещин,
раковин), просушки, нанесения краски. Нанесение покрытий осуществляют кистью
механическим и воздушным распылением (пульверизацией), окунанием или обливанием. Затем
изделие подвергают естественной или искусственной сушке.
Склеивающие материалы.
Клеи служат для получения неразъемных соединений деталей и конструкций из
однородных и различных материалов.
Клеи представляют собой растворы (иногда расплавы) высокомолекулярных
природных или синтетических веществ.
Технологический процесс склеивания деталей состоит из следующих этапов:
1. подготовки поверхности к склеиванию;
2. нанесения клея; выдержки,
3. сборки склеиваемых деталей;
4. склеивания при определенных температуре и давлении с последующей выдержкой;
5. очистки шва от подтеков клея и контроля качества клеевого соединения.
Различают природные (животные и растительные) и синтетические клеи.
Растительные клеи (крахмал, декстрин, резиновый и др.)
к животные клеи (костяной, казеиновый, столярный и др.) применяются для
соединения дерева, кожи, текстильных материалов, бумаги.
Они используются в виде растворов и затвердевают при испарении растворителя.
Недостатком растительных и животных клеев является низкая стойкость к действию
микроорганизмов и воды.
Этих недостатков лишены синтетические клеи, которые обеспечивают высокую
прочность склеивания различных материалов, обладают устойчивостью к внешним факторам и
находят широкое применение.
Соединения синтетическими клеями вытеснили сварку и пайку многих материалов.
При этом повышается качество соединений и достигается значительный экономический эффект.
Для изготовления синтетических клеев используется большинство рассмотренных
ранее термореактивных и термопластичных синтетических полимеров.
Клеи на основе термопластичных полимеров дают менее прочные соединения и
применяются, в основном, для склеивания неметаллических материалов.
Клеи на основе термореактивных смол дают прочные, теплостойкие соединения и
применяются для склеивания силовых конструкций из металлов и неметаллов. Они делятся на
клеи холодного и горячего склеивания (отверждения). Клеи холодного склеивания
непосредственно перед склеиванием смешиваются с отвердителями.
Широкое применение нашли клеи на основе эпоксидных смол. Для них характерна
высокая механическая прочность, стойкость к действию воды, топлив и минеральных масел,
хорошие диэлектрические свойства. Эпоксидные смолы характеризуются хорошей адгезией
практически ко всем материалам, могут работать в широком интервале температур,
претерпевают очень малую усадку при отверждении.
Эпоксидные клеи холодного отверждения (Л-4, ВК-9, ЭПО и др.) применяют для
склеивания древесины, пластмасс, керамики и резины с металлами.
Эпоксидные клеи горячего отверждения (К-153, ВК-1, ФЛ-4С и др.) используются
для склеивания металлов, стеклопластика, керамики.
Клеи на основе фенолформальдегидной смолы используются для склеивания
металлов, пластмасс, керамики. Для уменьшения хрупкости фенолформальдегидную смолу
соединяют с другими полимерами. Клеи ВК-3, ВК-4, ВК-13, ВК32-200 являются продуктом
взаимодействия фенолформальдегидной смолы и синтетического каучука, клеи БФ-2 и БФ-4
— фенолформальдегидной смолы и бутвара, клей ВК-32-ЭМ — фенолформальдегидной и
эпоксидной смол.
Применяются также клеи на основе других смол: полиуретановые (ПУ-2, ВК-5, ВК-11 идр.),
мочевино-формальдегидные (КМ-7, КМ-12 и др.). Для склеивания резиновых изделий
применяются резиновые клеи (88, БР-10 и др.).
Лекция 13.
Тема: Введение. Предмет и содержание курса «обработка конструкционных
материалов»
ПЛАН
1. Из истории развития технологий обработки материалов.
2. Предмет и содержание курса, его роль в подготовке учителя технологии и
предпринимательства.
Из истории развития технологий обработки материалов.
Искусство добывать и обрабатывать металл вручную известно с древних времен.
Человек на заре своего развития был в полной зависимости от стихийных сил природы, но
на протяжении долгих веков он постепенно освобождался от этой зависимости, подчиняя
себе природу. Борясь за свое существование, первобытный человек на первых порах
изготовлял и приспосабливал для себя различные орудия из дерева, камня, а затем из
бронзы и железа. Сначала эти орудия напоминали собой органы человеческого тела, например каменный молоток напоминал кулак, нож — форму когтей или зубов, грабли и лопаты
— форму кисти и пальцев руки и т. п.
Люди научились добывать и обрабатывать металлы в давние времена. Из
металла изготовлялись орудия труда, например топоры, косы, серпы, средства защиты —
щиты, мечи и др., предметы домашнего обихода — посуда для варки пищи (котлы, чашки,
тазы), украшения и другие изделия.
На протяжении многих лет металлические изделия изготовлялись
ремесленниками-кузнецами. Первоначально эта группа ремесленников изготовляла
вручную разнообразные металлические изделия, в дальнейшем развитие кузнечного
ремесла, появление различных приспособлений, совершенствование орудий производства,
применение бронзы и железа привели к разносторонности кузнечных работ. Это вызвало
разделение труда между кузнецами-ремесленниками. Одни кузнецы выполняли более
грубые и крупные работы, например орудия труда, предметы домашнего обихода и др., а
другие — более мелкие и тонкие работы. Кузнецами-ремесленниками того времени
вручную изготовлялись разнообразные изделия. Образцы оружия, орудий труда, различных
механизмов (замков, часов, машин) и других изделий поражают нас сложностью обработки,
тщательностью отделки и говорят о том, что холодная обработка металла, искусство резать
металл вручную были широко развиты среди народа несколько столетий назад. Развитие
техники многим обязано талантливым русским людям, которых во все времена в России
было много. Эти «умельцы», как их тогда называл народ, были разносторонне развитыми
людьми, которые самостоятельно решали сложные технологические задачи. Особенно
своим мастерством славились московские, тульские и уральские мастера. Об искусстве
русских мастеров «умельцев» повествуется в рассказе русского писателя Лескова «Левша»,
герой которого тульский мастер Левша на удивление английским мастерам подковал
сделанную ими микроскопических размеров блоху.
Изготовление огнестрельного и холодного оружия, а также доспехов требовало
выполнения слесарной работы. Благодаря этому развилось искусство чеканить украшения и
выковывать сложнейшей формы шлемы. При изготовлении ружейного замка, сверлении пушек применялись различные инструменты и приспособления. Таким образом, в XIV—XV
вв. возникла самостоятельная отрасль кузнечного ремесла — холодная ковка, а вместе с ней
начало создаваться и новое ремесло — слесарное.
Особое развитие слесарное ремесло получило после Великой Октябрьской
социалистической революции. Наши ученые, инженеры и техники, рабочие многое
сделали, чтобы заменить тяжелый, малопроизводительный ручной труд работой
механизмов и машин. Объем слесарных работ по мере развития техники постепенно
уменьшается, однако во всех видах производства, хотя в небольшом объеме, применение
слесарного дела еще остается.
Экономическая стратегия нашей страны на современном этапе включает в себя:
 динамичное и пропорциональное развитие производства,
 повышение его эффективности,
 ускорение научно-технического прогресса и внедрение его достижений в
производство,
 всемерное улучшение качества и конкурентоспособности продукции.
Ключ к решению этих задач —
 в создании качественно новых орудий труда,
 новых материалов и разработке более совершенной технологии;
 ускорении темпов обновления и замены устаревшей техники;
 широкой механизации трудоемких работ и комплексной механизации важнейших
производственных процессов в промышленности, строительстве, сельском
хозяйстве, на транспорте;
 внедрении новых технологических процессов.
Подготовка подрастающего поколения к производительному труду в
высокоразвитом производстве начинается с технологического обучения в школе, с
изучения научных основ современного производства и овладения определенной суммой
политехнических знаний и умений.
Важная роль в решении задач технологического обучения школьников
принадлежит учителям технологии.
Для выполнения этих задач учитель должен иметь широкий политехнический
кругозор и владеть методикой осуществления технологического обучения.
Лекция 14.
Тема: Основы взаимозаменяемости и технически измерения
Основы взаимозаменяемости
Основой современного массового производства в машиностроении и
приборостроении является принцип взаимозаменяемости. В соответствии с ним при
серийном и массовом выпуске машин изготовленные в разное время и на разных станках
одинаковые детали собирают в сборочную единицу без подбора, дополнительной
обработки или подгонки.
Взаимозаменяемостью называется свойство одних и тех же деталей, узлов или
агрегатов машин и т. д., позволяющее устанавливать детали (узлы, агрегаты) в процессе
сборки или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований,
предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом. Указанные свойства изделий
возникают в результате осуществления научно-технических мероприятий, объединяемых
понятием «принцип взаимозаменяемости».
Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий
является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости.
Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и
другие условия:
устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных
единиц,
выполнять требования к материалу деталей,
технологии их изготовления и контроля и т. д.
Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом.
В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят
надежность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно,
распространяется и на запасные части.
Основные понятия и определения
Взаимозаменяемость бывает полной и ограниченной
Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо
изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а
последних — в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или
изделиям) технических требований по всем параметрам качества.
При полной взаимозаменяемости:
 упрощается процесс сборки — он сводится к простому соединению деталей
рабочими преимущественно невысокой квалификации;
 появляется возможность точно нормировать процесс сборки во времени,
устанавливать необходимый темп работы и применять поточный метод;
 создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки
изделий, а также широкой специализации и кооперирования заводов (при
которых завод-поставщик изготовляет унифицированные изделия, сборочные
единицы и детали ограниченной номенклатуры и поставляет их заводу,
выпускающему основные изделия);
 упрощается ремонт изделий, так как любая изношенная или поломанная деталь или
сборочная единица может быть заменена новой (запасной).
Иногда для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономически неприемлемыми или
технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях для получения требуемой
точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку),
компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку и
другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении
требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такую взаимозаменяемость
называют неполной (ограниченной). Ее можно осуществлять не по всем, а только по
отдельным геометрическим или другим параметрам.
Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость покупных и
кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных
единиц пр эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость
обеспечивают по частоте вращения вала, и мощности, а также по размерам
присоединительных поверхностей; в подшипниках качения — по наружному диаметру
наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю
групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.
Уровень взаимозаменяемости производства можно характеризовать
коэффициентом взаимозаменяемости Кв, равным отношению трудоемкости
изготовления взаимозаменяемых деталей и сборочных единиц к общей трудоемкости
изготовления изделия.
Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его
приближения к единице является объективным показателем технического уровня
производства.
Совместимость — это свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной
работе этих объектов и сложного изделия в заданных эксплуатационных условиях.
Функциональная взаимозаменяемость стандартных изделий — это свойство
независимо изготовляемых деталей занимать свое место в изделии без дополнительной
обработки. Функциональная взаимозаменяемость предполагает не только возможность
нормальной сборки, но и нормальную работу изделия после установки в нем новой детали
или другой составной части взамен вышедшей из строя.
Функциональными являются геометрические, электрические, механические и
другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и других изделий
или служебные функции сборочных единиц. Например, зазор между поршнем и цилиндром
(функциональный параметр) влияет на мощность двигателей (эксплуатационный
показатель).
Мы будем рассматривать взаимозаменяемость только по геометрическим
параметрам.
Лекция 15.
Тема: Ручная обработка металла
План:
1. Рубка металла
а) Инструменты для рубки
б) Приёмы рубки
в) Правила безопасности при рубке металла
2. Разрезание металла.
а) Инструменты для разрезания
б) Приёмы разрезания ножовками металла.
3. Правка и рихтовка.
а) Правка полосового металла (правка прутка)
б) Правка листового металла
в) Правка закалённых деталей
г) Правка наклёпом
д) Правка методом подогрева (безударная)
е) Правка сварных изделий
4. Гибка.
5. Опиливание.
а) напильники
б) подготовка к опиливанию.
в) правила и приёмы опиливания
6. Сверление.
а) свёрла
в) подготовка к сверлению
г) брак при сверлении и способы его устранения
Лекция 16.
Тема: Неразъёмные соединения металлических деталей
План:
1. Пайка
а) припои
б) флюсы
в) виды паяных соединений
г) подготовка поверхности к пайке
д) паяльники
е) дефекты при пайке и их причины
2. Клёпка.
а) заклёпки
б) инструменты и приспособления
в) виды заклёпочных соединений
г) дефекты при клёпке и их причины
3. Склеивание
Лекция 17.
Тема: Отделочная обработка металлических изделий
План.
1. Декоративная отделка металлов
а) получение воронёной стали
б) золотой и чёрный алюминий.
в) декорирование изделий из меди и латуни
г) термический и гальванический способ украшение металлов морозными
узорами
2. Защита от коррозии
Лекция 18.
Тема: Ручная обработка древесины
1.
2.
3.
4.
5.
План.
Резание
а) инструменты
б) приёмы
Пиление
а) инструменты
б) приёмы
Строгание
а) инструменты
б) приёмы
Циклевание
а) инструменты
б) приёмы
Шлифование
а) инструменты
б) приёмы
Лекция 19.
Тема: Соединение деревянных деталей
План.
1. Склеивание древесины
2. Виды клеевых соединений
3. Виды крепёжных соединений деталей из древесины
Лекция 20.
Тема: Отделка изделий из древесины
План.
1. Классификация отделочных покрытий
2. Защитно-декоративные покрытия
3. Нанесение лакокрасочных материалов
4.
5.
6.
7.
8.
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Сушка отделочных покрытий
Облагораживание лакокрасочных покрытий
Столярное полирование
Имитационная отделка
Специальные виды отделки
Лекция 21.
Тема: Общие сведения о механической обработке материалов
План.
Литейное производство
Обработка давлением
Сварка, резка и пайка
Деревообрабатывающие станка
Лекция 22.
Тема: Обработка на металлорежущих станках
План.
Классификация и нумерация металлорежущих станков.
Обработка на токарных станках
Обработка на сверлильных и расточных станках
Обработка на фрезерных станках
Автоматизированные металлорежущие станки
Понятие о роботах и манипуляторах
Лекция 23.
Тема: Механическая обработка неметаллических материалов
План.
1. Работа с пластмассами
а) сверление отверстий
б) раскрой пластика
в) разрезание пенопласта
г) сгибание термопластичных пластмасс
д) окраска с сохранением прозрачности
е) склеивание пластмасс
2. Работа со стеклом
а) раскрой стекла
б) обработка стекла после разреза
в) крепление стёкол
г) отверстия в стекле
д) витраж по простейшей технологии.
Лекция 24.
Тема: Введение. Понятие техники, технологии, промышленного производства их
задачи и общая характеристика
План.
1. Понятие техники, технологии.
2. Промышленное производство
3. Типы производства, их технико-экономическая характеристика
4. Формы организации промышленного производства
В понятие техники входят:
 совокупность технических устройств и машин, инструментов, приборов, аппаратов
(от простейших орудий труда до сложных технических систем);
 совокупность различных видов технической деятельности по созданию этих
устройств , включая исследования, проектирование, изготовление и эксплуатацию;
 совокупность технических знаний, включая научно-технические и систематические
развивающиеся в системе общественного производства.
Слово «техника» с греческого переводится как «искусство», «мастерство»,
«сноровка». Т.о. это методы и способы труда, технология.
В русском языке техника и технология являются разними понятиями.
«Техника» - это машины, устройства, средства труда для удовлетворения
производственных потребностей общества, общественного производства.
«Технология» - это совокупность методов применения техники и средств
производства продукции того или иного вида.
Природа представила в распоряжение человека ничтожно малое количество
предметов, которые можно использовать непосредственно, без приложения труда человека.
Поэтому человеку приходится почти всегда затрачивать труд, чтобы путем качественного
превращения приспосабливать предметы природы для удовлетворения своих потребностей.
Качественное изменение предметов природы, осуществляемое человеком,
получило название технологического процесса. Познание этих процессов многообразной
деятельности человека — необходимое условие совершенствования и развития
производства материальных блат.
Предметом технологии, т. е. основным ее содержанием, является материальнотехническая
сторона
производственно-хозяйственной
деятельности,
а
непосредственным объектом изучения служат производственные процессы.
Технология изучает конкретные производства, т. е. практические методы
превращения сырых материалов в готовые продукты и способы применения
используемых при этом технических средств.
Разнообразие производств обусловливает и разнообразие видов технологии. Так,
по товарному признаку ее разделяют на технологию:
 металлов,
 удобрений,
 строительных материалов,
 пищевых продуктов и т. д.,
по сырьевому признаку — на технологию переработки:
 минерального,
 растительного
 животного сырья;
 технологию угля,
 нефти,
 волокнистых веществ и т. п.
В зависимости от стадий производства различают технологию:
 прядения,
 плавки,
 ковки,
 сборки,
 обжига и других процессов.
Современные наука и техника позволяют применять самые различные средства и
способы переработки сырья и получения изделий.
Задача состоит в том, чтобы исходя из имеющихся возможностей выбрать
наиболее производительные и экономичные производственные процессы.
Технология отраслей промышленности является комплексной дисциплиной, в
которой рассматривается физическая и механическая, химическая и биологическая
сущность различных технологических процессов, принцип действия машин, станков,
агрегатов, установок, поточных и автоматических линий.
При этом особое внимание отводится анализу технико-экономических основ
построения технологических процессов, сравнительной оценке различных материалов,
структуры производственных процессов и отдельных операций, производительности
оборудования, норм расхода сырья, электроэнергии и топлива.
Наряду с изучением вопросов постоянного совершенствования технологии всех
отраслей и видов производства в курсе рассматриваются новые прогрессивные технологические процессы, материалы, типы машин, приборов и различных аппаратов.
Промышленность — ведущая отрасль народного хозяйства, функционирующая
наряду с другими отраслями сельским, лесным хозяйством, транспортом, связью и т. д.
В состав промышленности входят:
 промышленные предприятия (заводы, фабрики, электростанции, шахты,
рудники, мастерские, комбинаты и т. д.) и их объединения,
 научно-исследовательские, проектные, конструкторские и технологические
институты,
 лаборатории,
 бюро и другие организации.
Промышленность создает условия для более эффективного использования
материальных и трудовых ресурсов страны, для достижения максимальных результатов при
оптимальных затратах.
Общественное разделение труда привело к появлению ряда отраслей
промышленности, каждая из которых специализирована на производстве отдельных
продуктов и даже их частей.
Отрасль промышленности — это совокупность родственных предприятий,
характеризующихся единством экономического назначения производимой продукции,
однородностью потребляемого сырья, общностью технологических процессов и
технической базы, особым профессиональным составом кадров и специфическими
условиями труда.
Промышленность поставляет отдельным отраслям:
средства производства, и прежде всего орудия,
добывает полезные ископаемые,
перерабатывает разнообразное сырье,
производит промышленные и продовольственные товары.
По характеру воздействия на предмет труда промышленность разделяется на
добывающую и обрабатывающую.
Первая занимается добычей полезных ископаемых и других веществ,
предоставляемых человеку природой, вторая — перерабатывает сырье и материалы в
готовые продукты.
По экономическому назначению производимой продукции промышленность
делится на два подразделения — А и Б.
Промышленность группы А занимается в основном производством средств
производства и включает отрасли, производящие элементы как основных (машины,
механизмы, аппараты, сооружения и т. п.), так и оборотных средств (сырье, материалы,
топливо, энергия).
Группа Б включает легкую и пищевую промышленность, выпускающую в
основном предметы народного потребления и продукты питания.
В процессе производства все отрасли хозяйства взаимодействуют, снабжая друг
друга сырьем, материалами, орудиями труда, обеспечивают всем необходимым
непроизводственную сферу и науку.
Техническое оснащение промышленностью всех отраслей народного хозяйства
служит базой неуклонного роста производительности труда и непрерывного увеличения
масштабов производства.
Промышленность является основой переустройства сельскохозяйственного
производства. Она перерабатывает сельскохозяйственное сырье и производит основную
долю товаров народного потребления.
Следовательно, от развития промышленности во многом зависит
удовлетворение непосредственных потребностей народа.
Развитие промышленности, в особенности тяжелой индустрии, способствует
более рациональному размещению производительных сил, всестороннему подъему
всех экономических районов страны, целесообразному использованию природных
богатств.
Каждое предприятие объединяет коллектив работников, в распоряжении его
находятся машины, здания и сооружения, а также сырье, материалы, полуфабрикаты,
топливо и другие средства производства в размерах, необходимых для производства
определенных видов продукции в установленном количестве в заданные сроки.
На предприятиях осуществляется процесс производства, в ходе которого рабочие с
помощью орудий труда превращают сырье и материалы в готовую продукцию,
необходимую обществу. Каждое промышленное предприятие является единым
производственно-техническим организмом.
Лекция 25.
Тема: Структура современного производства
План.
1. Производственно-технологический процесс как элемент структуры
современного производства
2. Состав технологического процесса.
3. Структура технологического процесса.
4. Разработка технологического процесса.
Производственно-техническое
единство
предприятия
определяется
общностью назначения изготовляемой продукции или процессов ее производства.
Производственно-техническое единство является важнейшей чертой предприятия.
Основу деятельности каждого предприятия составляет производственный
процесс — процесс воспроизводства материальных благ и производственных
отношений, производственный процесс является основой действий, в результате
которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую
продукцию, соответствующую своему назначению.
В каждый производственный процесс входят основные и вспомогательные
технологические процессы.
Технологические процессы, обеспечивающие превращение сырья и
материалов в готовую продукцию, называются основными. Вспомогательные
технологические процессы обеспечивают изготовление продукции, используемой для
обслуживания основного производства. Например, подготовка производства,
производство энергии для собственных нужд, изготовление инструментов, оснастки,
запасных частей для ремонта оборудования предприятия,
По своему характеру технологические процессы бывают:
 синтетические, при которых из различных видов сырья и материалов
изготавливается один вид продукции;
 аналитические, когда многие виды продукции изготавливаются из одного вида
сырья;
 прямые, когда осуществляется производство одного вида продукции из одного вида
сырья.
Разнообразие продуктов производства, видов сырья, оборудования, методов работ
и т. п. обусловливает и разнообразие технологических процессов.
Технологические процессы различаются по характеру изготавливаемой продукции,
используемым материалам, применяемым методам и способам производства,
организационному построению и другим признакам. Но при всем этом они имеют и ряд
признаков, позволяющих объединить различные процессы в группы.
Общепринято технологические процессы разделять на:
 механические
 физические,
 химические,
 биологические,
 комбинированные.
При механических и физических процессах изменяются только внешний вид и
физические свойства материала.
Химические и биологические процессы приводят к более глубоким превращениям
материал а, вызывая изменение его первоначальных свойств.
Комбинированные процессы представляют собой сочетание указанных процессов и
являются наиболее распространенными в практике.
В зависимости от вида преобладающих затрат различают технологические
процессы:
 материалоемкие,
 трудоемкие,
 энергоемкие,
 капиталоемкие и др.
В зависимости от вида применяемого труда технологические процессы могут
быть:
 ручные,
 машинно-ручные,
 автоматные
 аппаратные.
В любом технологическом процессе легко выделить его часть, которая
повторяется с каждой единицей одинаковой продукции, называемую циклом
технологического процесса.
Циклическая часть процесса может осуществляться периодически либо
непрерывно, соответственно этому различают периодические и непрерывные
технологические процессы.
Периодическими называются процессы, циклическая часть которых
прерывается после включения в эти процессы предмета труда (нового).
Непрерывными называются такие технологические процессы, которые
приостанавливаются не после изготовления каждой единицы продукции, а лишь
тогда, когда прекращается подача обрабатываемого или перерабатываемого сырья.
Основными элементами, определяющими технологический процесс, являются:
целесообразная деятельность человека или сам труд,
предметы труда,
средства труда.
Целесообразная деятельность или сам труд осуществляется человеком, который
затрачивает нервно-мышечную энергию для выполнения различных движений, наблюдения
и контроля за воздействием орудий труда на предметы труда.
Предмет труда — это то, на что направлен труд человека.
К предметам труда, превращаемым в процессе переработки в готовую продукцию,
относятся:
 сырье,
 основные и вспомогательные материалы,
 полуфабрикаты.
Средства труда — это то, чем воздействует человек на предмет труда.
К средствам труда относятся:
 здания и сооружения,
 оборудование,
 транспортные средства,
 инструменты.
В составе средств труда определяющая роль принадлежит орудиям
производства, т. е. оборудованию (особенно рабочим машинам).
Типы производства, их технико-экономическая характеристика
Тип
производства
как
наиболее
общая
организационно-техническая
характеристика производства определяется главным образом:
 степенью специализации рабочих мест,
 величиной и постоянством номенклатуры объектов производства,
 формой движения изделий по рабочим местам.
Степень специализации рабочих мест характеризуется коэффициентом
серийности, под которым понимается количество различных операций, выполняемых на
одном рабочем месте.
Под номенклатурой понимается разновидность объектов производства.
Номенклатура изготовляемых на рабочем месте изделий может быть постоянной и
переменной. К постоянной номенклатуре относятся изделия, изготовление которых
продолжается сравнительно долгое время — год и более. При постоянной номенклатуре
изготовление и выпуск изделий может быть непрерывным и периодическим,
повторяющимся через определенные промежутки времени; при переменной номенклатуре
изготовление и выпуск изделий меняется и повторяться может через неопределенные
промежутки времени или не повторяться.
Различают три типа производства:
 единичное,
 серийное,
 массовое.
Единичное
производство
характеризуется
широкой
номенклатурой
изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска.
Единичному производству свойственны следующие особенности:
 применение универсального оборудования,
 универсальных приспособлений и инструмента,
 размещение оборудования группами по видам,
 наиболее длительный цикл изготовления деталей.
По принципу единичного производства организованы цехи опытных, ремонтных и других производств.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий,
изготовляемых периодически повторяющимися производственными партиями (сериями)
при заданном объеме выпуска.
Производственной партией называют группы изделий одного наименования и
типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течение
определенного интервала времени.
Серийное производство условно разделяют на:
 мелкосерийное,
 среднесерийное
 крупносерийное.
Серийность производства характеризуется коэффициентом серийности (К)
закрепления операций за одним рабочим местом.
Если за одним рабочим местом закреплено от 2 до 5 операций, т. е. коэффициент К
= 2/5, то такое производство считают крупносерийным,
при К = 6/10 — среднесерийным,
при К > 10 — мелкосерийным.
Серийному производству свойственны следующие особенности:
 необходимость переналадки станков с операции на операцию, поскольку за одним
рабочим местом закреплено несколько операций,
 расположение оборудования по потоку (в крупносерийном производстве) или по
групповому признаку (в мелкосерийном производстве),
 наличие межоперационного складирования изделий,

длительный цикл изготовления изделий.
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим
объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного
времени.
В массовом производстве на каждом рабочем месте выполняется одна неизменно
повторяющаяся операция.
Массовому производству свойственны следующие особенности:
 расположение оборудования в последовательности выполнения операций,
применение высокопроизводительного оборудования,
 специальных приспособлений и инструмента,
 широкое использование транспортных устройств для передачи изделий вдоль
поточной линии,
 механизация и автоматизация технического контроля,
 короткие грузопотоки на линии обработки,
 наименьшая длительность производственного цикла.
По мере повышения степени специализации рабочих мест, непрерывности и
прямоточности движения изделий по рабочим местам, т. е. при переходе от единичного к
серийному
и
от
серийного
к
массовому
типу
производства,
увеличивается возможность применения специального оборудования и технологического
оснащения, более производительных технологических процессов, передовых методов
организации труда, а также механизации и автоматизации производственных процессов.
Все это приводит к повышению производительности труда и снижению себестоимости
продукции.
Основными факторами, способствующими переходу к серийному и массовому
типам производства, являются:
 повышение уровня специализации и кооперирования в промышленности,
 широкое внедрение стандартизации, нормализации и унификации изделий,
 унификации технологических процессов.
Формы организации промышленного производства
Промышленное производство отличается не только высоким уровнем технического
развития, но и весьма совершенными и постоянно развивающимися формами организации,
которые оказывают большое влияние как на его экономику, так и на размещение.
Основными формами организации промышленного производства являются:
 концентрация,
 комбинирование,
 специализация
 кооперирование.
Концентрация — сосредоточение средств производства, рабочей силы, а
следовательно, и выпуска продукции на крупных предприятиях.
Технико-экономические преимущества крупных предприятий, в частности
 возможность систематической модернизации оборудования,
 увеличения его производительности,
 уменьшение удельных капиталовложений,
 более экономное использование рабочей силы, сырья и топлива,
 лучшие возможности для комбинирования и специализации производства,
способствуют повышению производительности труда и снижению себестоимости
продукции.
Однако надо заметить, что крупные предприятия не всегда являются самыми
эффективными. Вопрос об оптимальных размерах промышленных предприятий решается
с учетом характера производства и условий обеспечения их сырьем, топливом, энергией,
водой, рабочей силой, условий сброса сточных вод и вредных газов, а также с учетом
потребления их продукции.
Комбинирование — это форма организации промышленности, при которой
производства, выпускающие различные продукты, объединяются в одном
предприятии — комбинате.
Комбинат характеризуется:
технологическим и территориальным единством входящих в его состав производств и
постоянными связями между ними.
Эти производства размещаются на одной территории максимально близко друг от друга,
они имеют общую энергетическую базу и топливное хозяйство,
общую ремонтную базу и систему водоснабжения,
единую транспортную сеть и складское хозяйство,
единую систему административного управления,
технического руководства, материально-технического снабжения и сбыта продукции.
Различают три вида комбинирования:
1. Комбинирование, сложившееся на основе последовательных стадий обработки
сырья, например текстильные комбинаты в составе прядильных, ткацких и
отделочных цехов; металлургические комбинаты, объединяющие производство
чугуна, стали и проката.
2. Комбинирование, основанное на использовании отходов производства, например:
производство цемента из доменных шлаков, производство серной кислоты на базе
сернистых
газов
в
цветной
металлургии
или
использование
древесных отходов для получения гидролизного спирта.
3. Комбинирование, которое возникает на базе комплексной переработки сырья или
топлива, например: энергохимическое использование топлива, т. е. одновременное
использование его для получения химических продуктов и энергии, одновременное
получение электрической энергии и тепла на теплоэлектроцентралях, извлечение из
одних и тех же руд нескольких металлов.
Комбинирование широко распространено в чёрной и цветной металлургии,
химической, лесообрабатывающей, текстильной и других отраслях промышленности.
Комбинирование снижает капитальные затраты на строительство
предприятий, оно способствует всестороннему, комплексному использованию сырья и
топлива и утилизации отходов производства, уменьшает транспортные издержки по
перевозке сырья, топлива и полуфабрикатов, ускоряет производственные процессы и
сокращает затраты труда, что в конечном итоге обеспечивает рост производительности труда и снижение себестоимости продукции.
Специализация — это такой процесс общественного разделения труда, при
котором происходит выделение и обособление отраслей, сосредоточенных на производстве
определенного продукта или его части, а также на выполнении отдельной технологической
операции.
Специализация бывает трех видов:
1. Предметная — специализация по производству определенного готового продукта,
например автомобильный завод, обувная фабрика,
2. Подетальная — специализация по производству части продукта, отдельных
деталей, например подшипниковый завод, завод, изготавливающий отдельные части
радиоприемников.
3. Стадийная (технологическая) — специализация на выполнении определенной
производственной операции, например литейный завод, сборочный завод,
прядильная фабрика.
Уровень специализации тем выше, чем меньше наименований готовой продукции и
частей годового продукта выпускает предприятие, чем меньше оно выполняет технологических операций.
С развитием специализации в промышленности связаны:
 массовость и поточность производства,
 внедрение специализированного, высокопроизводительного оборудования,
 применение передовых технологий, механизация и автоматизация
производственных процессов,
 повышение квалификации и производительности труда рабочих и инженерно-технического персонала,
что снижает себестоимость продукции при одновременном улучшении ее качества.
Все
это
обусловливает
высокую
экономическую
эффективность
специализации промышленности.
Специализация в промышленности не может успешно осуществляться без
кооперирования.
Кооперирование — тесные производственные связи между отдельными
предприятиями или отраслями промышленности/совместно участвующими в изготовлении
определенного готового продукта.
Кооперирование способствует разделению труда в промышленности и ее
специализации, что в конечном итоге ведет к лучшему использованию
производственных возможностей каждого предприятия, повышению их производительности и снижению себестоимости продукции.
Развитие специализации и кооперирования создает новые возможности для
рационального размещения производства. Выделение отдельных процессов переработки
сырья, полуфабрикатов, изготовления деталей, узлов машин в качестве самостоятельных
производств позволяет разместить каждое из них наиболее рационально.
Таким путем правильнее решаются вопросы его организации, технического
прогресса, специализации и кооперирования, ассортимента и качества продукции,
упрощается и удешевляется руководство производством.
Производственное кооперирование предприятий требует строгой стандартизации
технологических процессов и отдельных видов поставляемой продукции.
Стандартизация — комплекс мероприятий, направленных на ограничение числа
разновидностей различных изделий, материалов, продуктов, процессов и т. д.
Стандартизация обеспечивает получение изделий со строго определенными
свойствами, качеством и размерами, обеспечивает взаимозаменяемость деталей и узлов, а
также возможность механизированной сборки машин.
Стандартизация тесно связана с унификацией продукции.
Унификация означает использование при производстве машин и других изделий
однотипных деталей и узлов, оборудования, инструментов, однородных сортовых
материалов и т. д.
Сокращение числа применяемых типов и размеров деталей, узлов, механизмов,
приборов, инструментов значительно упрощает и удешевляет конструирование машин, их
производство и эксплуатацию.
В результате стандартизации и унификации изделий и их составных частей
достигается повышение серийности производства, создание предпосылок для улучшения
экономических показателей, рост производительности труда, снижение себестоимости
продукции, сокращение сроков технической подготовки производства и снижение затрат на
ее проведение.
Состав технологического процесса.
Технологический процесс включает ряд стадий, каждая из которых состоит из
производственных операций.
Операция — это технологически и технически однородная, законченная на
данной стадии часть процесса, представляющая собой комплекс элементарных работ,
выполняемых рабочим (или рабочими) при обработке определенного предмета труда
на одном рабочем месте.
Операция — основная часть технологического процесса, основной элемент
производственного планирования и учета.
Необходимость деления процесса на операции порождается техническими и
экономическими причинами. Например, технически невозможно одновременно обработать
все поверхности заготовки на одном станке. Да и по экономическим соображениям
выгоднее разделить технологический процесс на части.
Операция состоит из ряда приемов, каждый из которых представляет собой
законченную элементарную работу (или совокупность законченных действий).
Приемы разделяются на отдельные движения.
Движение — это часть приема, характеризующаяся однократным
перемещением тела или конечностей рабочего.
Такое разделение технологического процесса на отдельные элементы имеет
большое значение, т. к. дает возможность анализировать его, выявлять мельчайшие
особенности затрат труда, а это особенно важно для нормирования работ и вскрытия
резерва роста производительности труда.
Структура технологического процесса.
Под структурой технологического процесса понимают состав и сочетание
элементов, определяющих схему построения процесса, т. е. виды, количество и
порядок выполнения производственных операций.
Схема технологического процесса может быть простой и сложной. Она зависит от
вида и характера изготовляемой продукции, количества и номенклатуры, предъявляемых к
ней требований, вида и качества исходных материалов, уровня развития техники, условий
кооперирования и многих других факторов.
Простые процессы
 состоят из небольшого числа операций,
 их сырье представляет собой однородную массу или включает небольшое
количество компонентов.
 Продукция таких процессов в основном однородная.
 Технологическая схема их сравнительно несложная.
К ним относятся процессы кирпичного, стекольного, прядильного производства,
предприятий горной промышленности и др.
Процессы второго типа, сложные процессы отличаются:
сложностью схемы построения,
многооперационностью,
большим разнообразием применяемых материалов, используемого оборудования,
имеют развитую форму организации и требуют значительных площадей.
Примерами их могут быть процессы машиностроения, металлургии, химической
промышленности и др.
Разработка технологического процесса.
В основе любого промышленного производства, как было отмечено, лежит
производственный процесс, который включает ряд технологических процессов.
Прежде чем начать изготовление объекта производства (машины, аппараты,
механизмы и др.), необходимо спроектировать технологический процесс.
Технологическое проектирование — сложная работа. От того, насколько
тщательно
она
выполнена,
зависят
все
технико-экономические
показатели
разрабатываемого процесса.
Технологическое проектирование заключается прежде всего в:
 выборе наиболее экономичного для данных конкретных условий метода
получения заготовок и деталей,
 установлении рациональной последовательности операций обработки,
 назначении необходимых орудий производства и регламентации их
использования,
 в определении трудоемкости и себестоимости изготавливаемого изделия.
Технологический процесс должен быть запланирован так, чтобы оборудование,
инструменты, приспособления, сырье, производственные площади использовались
наиболее полно и правильно при условии максимального облегчения и безопасности труда.
Для составления технологического процесса необходимо иметь ряд исходных
данных. К их числу относятся:
 вид и характер объектов производства;



программа выпуска продукции;
требования, которым она должна удовлетворять;
производственные
возможности
предприятия
(наличие
оборудования,
энергетические мощности и т. д.)
Для этого используются чертежи, схемы, технические условия, ГОСТы, объем и план
выпуска продукции, ведомости и паспорта оборудования, каталоги инструментов,
инструкции на испытания, приемку, а также другие нормативные и справочные данные.
Основным техническим документом производства является рабочий чертеж,
представляющий собой графическое изображение изготовляемых деталей и изделий,
предъявляемых к ним требований по форме, размерам, видам обработки, методам
контроля, маркам используемых материалов, весу заготовок и деталей, а
следовательно, нормам расхода материалов.
В производстве широко используют и схемы, позволяющие усвоить
последовательность работы.
При разработке технологического процесса учитывают и объем выпуска
продукции. При большом плане выпуска, например в условиях крупносерийного и
массового производства, выгодно применение специальных видов инструментов и
приспособлений, специализированного оборудования и автоматических линий.
В условиях единичного (индивидуального) производства ориентируются на
универсальное оборудование и приспособления и на высококвалифицированную рабочую
силу.
Существенное влияние на формирование технологии оказывают условия, в
которых она должна осуществляться.
Если технологический процесс разрабатывается для действующего
предприятия, то при выборе его вариантов приходится ориентироваться на:
 имеющееся оборудование,
 учитывать возможности заготовительных и инструментальных цехов,
 энергетической базы.
В ряде случаев это ограничивает выбор методов обработки.
При разработке технологии для вновь проектируемого предприятия эти
ограничения отпадают.
Разработанный технологический процесс оформляют рядом документов,
технологических карт, в которых регламентированы все положения, режимы и показатели
применяемой технологии.
Наиболее важным из этих документов является технологическая карта, в
которой содержатся все данные и сведения по технологии изготовления какой-либо
детали или изделия, полное описание процесса производства по операциям с
указанием применяемого оборудования, инструмента, приспособлений, режимов
работ, нормы времени, квалификации и разряда рабочего.
Указанную документацию с содержащимися в ней сведениями экономист
использует для нормирования труда и установления численности рабочих, определения
потребности сырья, материалов, топлива, энергии и анализа их расхода, калькулирования и
анализа себестоимости, планирования работ и т. п.
Современная техника позволяет производить одну и ту же продукцию или
выполнять одинаковую работу различными методами. Поэтому при технологическом
проектировании имеются широкие возможности выбора технологических процессов.
При существующем многообразии методов и средств производства часто
разрабатывают несколько вариантов технологического процесса и составляя калькуляцию
себестоимости, выбирают наиболее эффективный с экономической точки зрения вариант.
Для уменьшения числа сопоставляемых вариантов важно использовать типовые
решения, рекомендации нормативных и руководящих материалов и не рассматривать те
варианты, от реализации которых не ожидается получить ощутимых положительных
результатов.
Продукты технологического процесса.
Конечным результатом технологического процесса является готовая продукция, т.
е. такие изделия и материалы, процессы труда над которыми на данной предприятии
полностью закончен, и они укомплектованы, упакованы, приняты отделом технического
контроля и могут быть отправлены потребителю.
Незаконченные производством изделия называются незавершенными.
Продукция делится на основную, составляющую цель производства, и побочную,
получаемую попутно. Например, в доменном производстве основной продукт — чугун, а
побочные — доменный шлак и колошниковый газ, которые используются в народном
хозяйстве.
Кроме основных и побочных продуктов в процессе производства обычно получают
так называемые отходы, разделяемые в зависимости от возможностей дальнейшего
использования на возвратные и безвозвратные.
Первые могут быть еще полезны в другом производстве, вторые называются
отбросами.
Осуществляя технологический процесс, человек ставит перед собой две задачи:
1. получить изделие, которое удовлетворяло бы его потребностям;
2. затратить на его изготовление меньше труда, материалов, энергии и т. д.
Каждое изделие может удовлетворять ту или иную потребность человека только в
том случае, если оно обладает качеством, которое определяет его назначение. Без надлежащего качества изделие становится ненужным человеку и затраченные на него труд и
предметы природы расходуются бесполезно.
Под качеством продукции следует понимать соответствие ее признаков и
свойств требованиям технического прогресса и обоснованным запросам народного
хозяйства, вытекающее из условий практического использования изделий.
Качество продукции не является ее постоянным свойством. Оно изменяется с
процессом производства и повышением требований, предъявляемых к готовой продукции
потребителями.
Совершенствование технологии производства позволяет непрерывно улучшать
качество выпускаемой продукции.
Чем выше ее уровень, тем эффективнее и производительнее общественный труд.
Использование в народном хозяйстве более совершенной продукции ведет к снижению
расходов на эксплуатацию, ремонт, удлиняет сроки службы и поэтому как бы увеличивает
объем производства изделий.
Но повышение качественных характеристик товаров нередко вносит значительные
изменения в процесс производства, вызывает усложнение технологии, удлиняет цикл работ.
Увеличивается количество операций и оборудования, повышается трудоемкость обработки.
Все это может привести к увеличению себестоимости, снижению фондоотдачи,
дополнительным капитальным вложениям.
Поэтому повышение качества продукции должно преследовать строго определенные, экономически обоснованные задачи. Но даже если улучшение качества
изделий требует дополнительных затрат, то ценность изделий обычно возрастает в большей
пропорции, чем растут затраты.
Качество продукции тесно связано с рентабельностью.
Пути совершенствования технологических процессов
Совершенствование технологических процессов — это стержень, сердцевина всего
развития современного производства.
Совершенствование технологии производства было и остается одним из решающих
направлений единой технической политики, материальным базисом технической
реконструкции народного хозяйства.
Поскольку технология — способ превращения исходного предмета труда в готовый
продукт, то от нее зависит соотношение между затратами и результатами. Ограниченность
трудовых и топливно-сырьевых ресурсов означает, что технология должна стать более
экономной, способствовать снижению затрат на единицу конечной продукции.
При этом чем ограниченнее тот или иной вид ресурсов, тем быстрее и в больших
масштабах совершенствование технологии должно обеспечить их экономию.
Совершенствование технологии производства, его интенсификация — это также
создание и внедрение новых процессов, использующих менее дефицитное сырье, вторичное
топливо — сырьевые ресурсы, сокращение стадии переработки исходного сырья, создание
малооперационных, малоотходных, безотходных технологических процессов.
Переход технологии на качественно более высокий уровень создания
принципиально новых технологических процессов — один из главных признаков
происходящей научно-технической революции. С точки зрения долгосрочной перспективы
это основной способ осуществления коренных сдвигов в эффективности производства,
экономии ресурсов.
В совершенствовании технологических процессов важное значение имеют
следующие направления.
 Типизация технологических процессов. Одно и то же изделие часто можно
получить при помощи различных технологических процессов. Многочисленность
методов обработки заставляет применять типизацию близких по своему характеру
технологических процессов. Типизация заключается в сведении многообразных
технологических процессов к ограниченному числу рациональных типов и
внедрению этих однохарактерных процессов в ряде производств.
При проведении типизации в первую очередь производится разбивка изделий на
классы по общности технологических задач, решаемых при их изготовлении.
Вторым этапом типизации является разработка типовой технологии. Если изделия
весьма сходны по конструктивно-технологическим признакам, то для них может быть
спроектирован единый технологический процесс. Если же степень унификации изделий
меньшая, то для таких изделий разрабатывается технологический процесс с меньшей
детализацией.
Типовые технологические процессы способствуют внедрению в производство
наиболее прогрессивных технологических процессов. Использование типовых процессов
упрощает разработку процессов для конкретных изделий и сокращает необходимое для
этого время, а также ускоряет подготовку производства к выпуску продукции.
Типовые технологические процессы применяются на предприятиях массового,
крупносерийного, серийного, а также мелкосерийного производства при повторяющемся
выпуске одних и тех же изделий. При небольших партиях изделий и частой перенастройки
оборудования их использование не дает ощутимого экономического эффекта по сравнению
с обработкой по индивидуальным процессам.
В этих условиях наиболее производительной и экономичной является
групповая технология.
Для разработки групповых технологических процессов также производится
классификация изделий. Они объединяются в классы по признаку однородности
оборудования, применяемого для их обработки, а внутри классов — в группы по признаку
геометрической формы, габаритов и общности подлежащих обработке поверхностей. За
основное изделие группы принимаются наиболее характерные изделия, имеющие все
признаки изделий, включенных в данную группу. Для каждой группы изделий разрабатывается технологический процесс (называется групповым) и групповая наладка с применением
одинакового технологического оснащения.
Групповая технология обеспечивает экономию трудовых и материальных затрат
на всех этапах производства, дает возможность эффективно использовать рабочее время,
оборудование и средства для дальнейшего повышения технологического уровня
производства. Так, затраты времени на разработку технологических процессов уменьшаются на 15—20% по сравнению с затратами на разработку индивидуальных процессов, а
затраты времени на проектирование и изготовление групповой оснастки снижаются в
среднем на 50%.
В ряде случаев развитие технологии идет по пути комбинирования, под
которым понимают соединение в едином комплексе нескольких различных
технологических процессов. Комбинирование обеспечивает наиболее полное
использование сырья и отходов, уменьшает размеры капитальных вложений,
улучшает экономические показатели производства.
Основой для создания комбинированных процессов могут служить:
 Комплексное использование сырья.
 Использование отходов производства.
 Сочетание последовательных стадий обработки продукции.
Степень типизации и комбинирования являются важнейшим показателем технического и
организационного уровня технологии.
Экономическая эффективность и технико-экономические показатели
технологических процессов
Используя все достижения технического прогресса, совершенствуются старые и
внедряются новые, более эффективные технологические процессы.
Экономическую эффективность весьма трудно выразить каким-то однозначным,
обобщенным показателем.
Технический прогресс обычно дает сложный эффект, который находит свое
выражение в экономии живого труда, т. е. повышении его производительности, экономии
овеществленного труда — сырья, материалов, топлива, электроэнергии, инструментов,
экономии капитальных затрат, улучшении использования основных фондов, в повышении
качества продукции, облегчении труда и повышении его безопасности.
Таким образом, экономическая эффективность применяемой технологии
определяется целым рядом показателей, которые непосредственно связаны с
техническим совершенствованием и экономическим развитием производства.
Такие технико-экономические показатели представляют систему величин,
характеризующих материально-производственную базу предприятия, организацию
производства, использование основных и оборотных фондов, труда при изготовлении
продукции. Эти показатели отражают степень технической оснащенности -предприятия,
загрузки оборудования, рациональность использования материально- сырьевых, топливноэнергетических ресурсов, живого труда в процессе производства, экономическую
эффективность применяемой технологии и т. д. Использование их дает возможность
произвести анализ технологических процессов, определить особенности, прогрессивность
последних, выявить узкие места, найти и использовать резервы производства.
Решение перечисленных задач достигается изучением и сопоставлением этих
показателей на основе анализа элементов технологического процесса в их взаимосвязи при
учете всех взаимодействующих факторов.
Все технико-экономические показатели делят на количественные и
качественные.
Первые определяют количественную сторону технологического процесса
(объем производимой продукции, число единиц оборудования, количество
работающих), вторые — его качественную сторону (эффективность использования
труда, сырья, материалов, основных фондов, финансовых ресурсов).
Технико-экономические показатели бывают натуральные и стоимостные.
Натуральные дают односторонние характеристики (трудоемкость, расход сырья, время
процесса или операции и т. п.). Поэтому при решении вопросов экономической
эффективности технологий нужны и стоимостные показатели — себестоимость, прибыль,
фондоотдача и др.
По связи с материальными объектами производственного процесса все техникоэкономические показатели можно объединить в следующие группы:
1. Технологические показатели, т. е. показатели, характеризующие свойства
предмета труда. К ним относятся прежде всего те показатели, величина которых
влияет на ход производственного процесса. Так, например, к технологическим
показателям, характеризующим древесную массу, используемую в целлюлознобумажной промышленности, относятся длина волокна, влажность, содержание
смолы и т. д.; свойства металлических деталей, обрабатываемых резаньем,
определяются прежде всего составом металла (сплава), его временным
сопротивлением на разрыв (или твердость), геометрическими размерами. Хотя
общее число технологических показателей достаточно велико, для каждого
производственного процесса число их вполне ограничено.
2. Конструкционные показатели, т. е. показатели, характеризующие орудия труда. К
ним относятся свойства орудий труда, которые оказывают влияние на производственный процесс, — это мощность рабочих машин» их паспортные данные.
3. Трудовые показатели — это показатели, характеризующие промышленнопроизводственный персонал предприятия. К этим показателям относятся
численность трудящихся по профессиям, разрядам, а также показатели,
характеризующие квалификацию и др.
4. Производственные показатели характеризуют ход производственного процесса и
его результаты. К ним относятся применяемые режимы работы оборудования (давление, температура, скорость и др.), производительность оборудования, участка,
цеха, расходные коэффициенты, показатели, характеризующие качество продукции,
и многие другие.
5. Экономические показатели влияют на эффективность производственного процесса
и характеризуют эту эффективность. К ним относятся цены, тарифы, условия оплаты
труда, нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений,
себестоимость продукции и др.
Из всей совокупности показателей, которые дают возможность определять и
сравнивать уровень технологического процесса и его операции, необходимо выделить
следующие: себестоимость, трудоемкость, производительность труда, удельные расходы
сырья и материалов, энергетические и топливные затраты, интенсивность использования
оборудования и производственных площадей, фондоотдача, величина капиталовложений и
срок их окупаемости. В ряде случаев используют другие, частные показатели,
дополнительно характеризующие процессы производства: энерговооруженность,
коэффициент механизации и автоматизации, величину потребляемой мощности и т. п.
Важнейшим и обобщающим показателем является себестоимость. Она
формируется из различных по своему назначению затрат.
Научно-технический прогресс
в промышленности и его экономическая эффективность
Научно-технический прогресс по содержанию представляет собой поступательное
развитие производительных сил общества во всем их многообразии и единстве, что находит
отражение в совершенствовании средств и предметов труда, систем управления и
технологии производства, в накапливании знаний, улучшении использования национального богатства и природных ресурсов, повышении эффективности общественного
производства.
Основная задача технического прогресса — всемерная экономия общественного
труда и обеспечение высоких темпов роста производства. Главные его направления — электрификация, механизация, автоматизация, химизация, интенсификация, газификация.
Электрификация означает максимальное внедрение электрической энергии в
качестве двигательной силы и для технологических целей (электрометаллургия,
электросварка, электронагрев, электролиз, электроискровая обработка и т. п.). Применение
электрификации ускоряет процессы производства, повышает производительность и культуру труда, создает предпосылки для внедрения механизации и автоматизации.
Механизация — замена ручного труда работой машин. До сих пор в ряде
производственных процессов еще преобладает ручной труд. Механизация их продолжает
оставаться важным направлением технического прогресса.
Автоматизация — высшая форма механизации, при которой технологический процесс
осуществляется машинами-автоматами, действующими без непосредственного участия
рабочих, чьи функции сводятся лишь к наблюдению, контролю и регулировке. В результате
автоматизации облегчается труд и резко повышается ,его производительность.
Химизация — это внедрение в производство высокопроизводительных
химических методов обработки и максимальное использование продуктов химической
промышленности. Она способствует внедрению аппаратных процессов, которые легко
автоматизируются, способствуя повышению производительности труда и снижению себестоимости продукции.
Интенсификация заключается в улучшении использования средств труда в
единицу времени посредством применения повышенных (интенсивных) режимов работ
(больших скоростей, высоких давлений, температуры, специальных катализаторов,
кислорода и т. п.), она резко ускоряет процессы производства и повышает их
производительность.
Технический прогресс имеет не только экономическое, но и социальное
значение. Он облегчает и коренным образом меняет труд людей, способствует сокращению
продолжительности рабочего дня, создает условия для ликвидации существенных различий
между умственным и физическим трудом.
Научно-технический прогресс, порождая новую технику, новые материалы,
технологические процессы, методы управления и организации производства, производя
изменения в структуре производства, представляет собой материальную основу для
постоянного достижения обществом экономии живого и овеществленного в средствах
производства труда. А это, в свою очередь, служит источником расширенного
воспроизводства общественного продукта, роста национального дохода, накопления фонда
народного потребления, систематического подъема материального и культурного уровня
жизни народа.
Развитие науки вызывает качественные изменения и в технологии производства.
Технология является формой воздействия средств труда на предмет труда, методом его преобразования изменяется главным образом в результате изменения средств труда. Но
существует обратная связь, когда требования технологии вызывают необходимость
создания новых средств труда. Так, применение химических материалов в
промышленности ведет к замене механической обработки формообразованием.
Основное направление совершенствования технологии выражается в переходе от
прерывных, многооперационных процессов в механической обработки к прогрессивным
процессам на основе химической, электрической, электрофизической и биологической
технологии (плазменная металлургия, объемная штамповка, безверетенное прядение и
бесчелночное ткачество).
Важное направление совершенствования технологии составляет обеспечение
наиболее рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды.
Разрабатываются и внедряются в производство технологические процессы,
обеспечивающие уменьшение отходов и их максимальную утилизацию, а также системы
использования воды по замкнутому циклу. Широко внедряются новые эффективные
способы и системы разработки месторождений полезных ископаемых прогрессивные
технологические процессы их добычи, обогащения и переработки, позволяющие повысить
степень извлечения полезных ископаемых из недр, резко уменьшить потери в результате
вредного воздействия отходов на окружающую среду.
Лекция 26.
Тема: Производство топлива и энергии
1.
2.
3.
4.
5.
План.
Топливо, его значение и классификация
Технологические методы переработки твердого топлива
Новые технологии переработки
Переработка нефти
Топливо, его значение и классификация
Топливом называют существующие в природе или искусственно полученные
вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для химической
промышленности.
Роль топлива в народном хозяйстве страны велико и все время возрастает, так как
бурное развитие промышленности органического синтеза — производство пластических
масс, химических волокон, синтетических каучуков, красителей, растворителей и т. д. —
требует огромным количеств углеродного сырья, которое получается в результате
химической переработки различных топлив.
Все топлива можно разделить:
по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные,
а по происхождению — на естественные и искусственные.
Естественные топлива:
 твердые — угли, древесина, сланцы, торф;
 жидкие — нефть;
 газообразные — природные и попутные газы.
Искусственные топлива получают главным образом при переработке естественных
топлив.
 Твердые искусственные топлива — кокс, полукокс, древесный уголь;
 жидкие — бензин, керосин, лигроин и др.;
 газообразные — генераторные газы, коксовый газ, газы переработки нефти и др.
Технологические методы переработки твердого топлива
При нагревании уголь и другие виды топлива претерпевают сложные изменения,
ведущие к образованию новых твердых, жидких и газообразных продуктов.
Основными методами переработки твердого топлива являются коксование,
полукоксование, газификация и деструктивная гидрогенизация.
Коксование — метод переработки каменных углей нагреванием без доступа воздуха
до 900—1050 °С в коксовых печах.
Коксохимическое производство включает три технологические стадии: подготовку
сырья, коксование и переработку коксового газа.
Сырьем для коксования служит смесь каменных углей, способных при нагревании
спекаться (т. е. размягчаться и слипаться в общую массу). К таким углям относятся коксующие угли различных марок: коксующиеся, паровично-спекающиеся, паровично-жирные
и др. Но запасы, коксовых углей ограничены, поэтому наряду с ними применяют другие
марки каменных углей — неспекающиеея: жирные, газовые, длиннопламенные.
Поступающие на переработку угли подвергаются подготовке:
 дроблению,
 сортировке,
 обогащению,
 обезвоживанию.
Эта работа по улучшению качества угля требует дополнительных расходов, но она
экономически целесообразна.
Процесс коксования протекает в коксовых печах, представляющих собой
щелевидные камеры 2 шириной 0,4 м, высотой 4 м и длиной 14-15 м, сложенные из
огнеупорного материала. В своде такой камеры имеются отверстия — люки для загрузки
угля. Несколько десятков печей (до 75), расположенных параллельно друг другу и
связанных кирпичной кладкой, образуют коксовую батарею. В простенках между печами
располагаются отопительные каналы 1. В них сжигается какое-либо газообразное топливо.
Полученное при этом тепло через стенки печей передается загруженному в них углю.
Коксование длится 13—14 часов. По окончании процесса открывают переднюю и
заднюю двери печи и специальным толкателем выталкивают кокс из камеры в стальной
полувагон, в котором его тушат.
После выгрузки кокс сортируют. Из одной тонны угольной шихты получают 730—
780 кг кокса, содержащего 85—95% чистого углерода, 5— 11% золы и небольшое
количество других веществ.
Образующийся при коксовании газ (до 350 м3 на 1 т угля) содержит много ценных
веществ. Кроме водорода, метана, окиси и двуокиси углерода, в его состав входят пары
каменноугольной смолы, бензола, аммиака, сероводорода и ряд других соединений.
Парогазовую смесь, отходящую из коксовых камер, улавливают и отводят в цех
конденсации на переработку, извлекая содержащиеся в газе компоненты.
Полукоксование — низкотемпературный пиролиз низкосортного твердого топлива
(каменные и бурые угли, сланцы) при нагревании до конечной температуры 500—550 °С
без доступа воздуха.
Продукты полукоксования — полукокс, смола и газ.
Полукокс — слабо спекшийся хрупкий продукт, содержащий до 10% летучих
веществ, обладающий высокой реакционной способностью и большой зольностью. Применяют как местное энергетическое топливо и как составляющую шихты для коксования.
Смола, в особенности сланцевая, служит источником получения моторных топлив,
растворителей и самых разнообразных органических мономеров, выделяемых прямой
перегонкой смолы.
В перспективе полукоксование может стать одним из головных процессов
комплексной энерготехнологической переработки твердых горючих ископаемых.
Газификация.
Газификация угля одна из старейших промышленных технологий. Согласно истории
первое сообщение о получении горючего газа из древесного угля сделал в 1609 г. Джон Ван
Хельмонт из Брюсселя.
Первый патент на способ газификации угля был выдан 1788 г. Роберту Гарднеру.
А в 1792 году инженер Вильяи Мэрдок, работавший у знаменитого изобретателя
парового двигателя Джеймса Уатта, изготовил первый газификатор и начал использовать
угольный газ для освещения.
В 1807 году в Лондоне и 1815 году в Балтиморе (США) на улицах зажглись первые
газовые фонари.
Уже через 10-20 лет многие крупные города Европы и Америки имели газовое
освещение.
Но наивысшего рассвета технология газификации достигла к середине 20 века.
В 1925 году только в США 12 тысяч установок перерабатывали в газ до 25 млн.т.
угля в год.
В СССР в конце 1950-х годов производилось около 35 млрд. м3 газа из угля.
В последнее время газификация твердого топлива приобретает особое значение как
источник энергии и химического сырья.
Газификации могут быть подвергнуты любые виды твердого топлива — торф,
низкосортные угли, сланцы, полукокс, отходы лесоразработок и др.
При газификации, проводимой в реакторах, называемых газогенераторами, органическая масса топлива превращается в генераторные газы. Твердый остаток газификации
(шлак) представляет собой минеральную часть топлива, т. е. золу.
В зависимости от назначения генераторного газа применяют различные виды дутья и
получают газ заданного состава.
Представляет интерес возрождение идеи Д. И. Менделеева о подземной бесшахтной
газификации каменных углей, когда газификация протекает в подземном газогенераторе
без извлечения топлива на поверхность, т. е. без трудоемких горных работ.
Метод заключается в том, что с поверхности земли к угольному пласту бурятся
скважины на расстоянии 25— 30 м друг от друга, после чего забои этих скважин соединяются каналом газификации по угольному пласту. Одна скважина предназначена для
подвода дутья, а другие — для отвода образующихся газов.
Деструктивная гидрогенизация — это метод прямого получения искусственного
жидкого топлива — заменителя нефтепродуктов — из бурых и каменных углей, сланцев и
других видов твердого топлива.
Исследования по получению синтетического топлива из угля были начаты в
Германии еще до Первой мировой войны.
В 1913 году германский химик Фридрих Бергиус разработал новый способ
получения жидкого моторного топлива путем деструктивной гидрогенизации угля и
тяжелых масел. Процесс термического растворения угля осуществлялся в присутствии
катализатора в водородной среде при температуре 320–420 °С и давлении 5–15 МПа.
Конечным продуктом процесса было высококачественное жидкое топливо. За открытие
этого метода, получившего впоследствии название «бергинизация», Фридрих Бергиус
получили Нобелевскую премию в области химии.
Сырьем служат каменные и бурые угли, содержащие в своей массе минимум
серы, азота, кислорода, но максимум водорода.
Угли подготавливают:
 дробят,
 измельчают,
 обогащают
 и сушат.
Тонко измельченный угольный порошок смешивают с тяжелым маслом.
Полученную массу нагревают в автоклавах под давлением в присутствии водорода и
катализаторов, содержащих железо, молибден, никель или вольфрам.
В этих условиях уголь насыщается водородом — гидрогенизуется. Одновременно с
гидрогенизацией происходит расщепление (деструкция) больших молекул, составляющих
уголь, в смесь жидких и газообразных веществ с меньшим молекулярным весом.
В результате образуются углеводороды, аналогичные молекулам веществ,
составляющих нефть. В зависимости от степени гидрирования можно получить бензин,
керосин, дизельное топливо и другие вещества.
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ
Доля угля в топливно-экономическом балансе (ТЭБ) США составляет 56 % (добыча
в 2005 году – 1,2 млрд т в год), Китая – 70 % (добыча – более 2 млрд т в год), Германии – 55
%, Японии – 20 % (своего угля нет!), в среднем в мире – 30 %.
В России в 2005 году добыто около 300 млн т угля (в 80-е годы – более 500 млн т), а
доля угля в ТЭБ составила 18 %.
В XXI веке роль угля в ТЭБ большинства стран, в том числе России, будет
возрастать. Это обусловлено как ростом издержек на добычу углеводородного сырья, так и
неизбежной перспективой их исчерпания в текущем столетии. Запасы угля на порядок и
более превышают запасы нефти и природного газа.
Сдерживающим фактором традиционного использования угля является
повышенный экологический ущерб по сравнению с применением жидких и газообразных
углеводородов. Поэтому создание экологически безопасных угольных технологий,
позволяющих получать конкурентоспособные продукты и генерировать электрическую и
тепловую энергию, является приоритетной задачей энергетической стратегии.
Работы по созданию таких технологий ведутся по нескольким направлениям:



Снижение удельных выбросов в окружающую среду путем инвестирования в
природоохранные мероприятия, что неизбежно ведет к увеличению капитальных
затрат. В коксохимической промышленности стоимость систем газо- и водоочистки
соизмерима, а в ряде случаев превышает капитальные затраты на основное
производство.
Уменьшение удельного расхода топлива на единицу энергии при использовании
внутрицикловой газификации угля с применением парогазовых установок или при
повышении параметров пара в котлоагрегате. Это также ведет к увеличению
удельных капитальных затрат.
Создание эффективных угольных технологий с пониженной эмиссией вредных
веществ в пределах технологического цикла.
В основу технологии "Карбоника" положен принцип автотермической (без внешнего
теплоподвода) неполной газификации угля с использованием открытого авторами
разработки в 90-е годы эффекта "обратной тепловой волны" в слое угля.
В газификатор подается уголь и воздух, а продуктами являются только
среднетемпературный кокс (полукокс) и горючий газ. Побочных продуктов нет.
Технология "Карбоника" имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными
процессами термической переработки угля.





Энергоэффективность. Все существующие технологии основаны на нагреве угля
внешним теплоносителем, тогда как в технологи "Карбоника" процесс
автотермичный. Побочный продукт в технологии "Карбоника" – горючий газ –
пригоден для генерации электрической и тепловой энергии как в традиционной
схеме "котел – паровая турбина", так и в парогазовых установках, имеющих
повышенный
электрический
КПД.
По энергетическому балансу до 60 % теплоты сгорания исходного угля содержится в
полукоксе и до 40 % – в горючем газе. Поэтому для успешной реализации проекта
необходимо наличие крупных потребителей тепловой энергии с относительно
равномерной круглогодичной нагрузкой.
Экологическая безопасность и безотходность. В технологии "Карбоника" все
органические соединения расщепляются и газифицируются внутри аппарата, и газ
не содержит пыли и смолистых веществ. При его сжигании даже без
дополнительной очистки удельные выбросы NOx, SOx, CO и пыли ниже, чем у
угольной котельной или ТЭЦ, ниже действующих нормативов и на два порядка
ниже, чем в коксохимическом производстве. В технологии "Карбоника" не
используется вода для тушения полукокса и не производится конденсация продуктов
термического разложения, следовательно, отсутствуют технологические сточные
воды.
Простота аппаратурного оформления и одностадийность. Удельные капитальные
затраты ниже, чем в других технологиях. В зависимости от масштаба производства
они составляют величину от 2700 до 3200 руб. на 1 т полукокса в год, в том числе ~
40 % – производство полукокса, ~ 30 % – утилизационная котельная и ~ 30 % – блок
генерирования электроэнергии.
Простота аппаратурного оформления и одностадийность. Например, цикл
вывода коксовой батареи на стационарный режим составляет 2-3 недели,
газификатора – 1 час.
Гибкость технологии и производства. Технология «Карбоника» позволяет
перерабатывать угли различных марок – 1Б-3Б, Д, ДГ, Г (которые в основном
используются в энергетике) для получения дефицитных целевых продуктов, а также,
изменяя только технологические параметры, регулировать выход конечных


продуктов в зависимости от требований потребителей (выпускать полукокс или
сорбент, увеличивать выход горючего газа и т.д.).
Надежность оборудования. Например, в котлах-утилизаторах, где сжигается
попутный газ, нет движущейся колосниковой решетки, системы золоудаления и
исключено шлакование поверхностей нагрева. При традиционном сжигании угля это
наиболее проблемные по надежности узлы.
Возможность эффективной реализации технологии в виде отдельных блоков
небольшой мощности.
Вышеизложенное позволяет оценить технологию "Карбоника" как прорыв в
комплексном использовании угля. В этом технологическом процессе из низкосортных
углей производится среднетемпературный кокс (полукокс) с высокой калорийностью и
реакционной способностью, низким выходом летучих веществ и большим
электросопротивлением. Такой продукт используется как металлургическое и
технологическое топливо, бездымное коммунально-бытовое топливо, карбюризатор и
углеродный восстановитель для металлургии.
ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ
Нефть — основа энергетики и ряда отраслей промышленности.
Добытую нефть направляют в трапы и сепараторы. Здесь от нее отделяют попутный
газ (дегазация) и подают его на отбензинивание. Пары бензина и газа выделяют либо путем
сжатия газа и последующего охлаждения, при котором бензин переходит в жидкое
состояние, либо, пропуская газ через специальные поглотители (соляровое масло), из
которых бензин затем отгоняют.
Отбензиненный сухой газ направляют на компрессорную станцию для последующего использования.
После дегазации нефть подают в мерники, где ее освобождают от взвешенных
частиц (песка, глины и др.), а затем замеряют.
Помимо песка и глины нефть содержит воду и соли. Поэтому ее подвергают
дальнейшей обработке, обезвоживанию и обессоливанию.
Переработку нефти, в зависимости от качества используемого сырья и характера
производимых продуктов, осуществляют разными методами. Все методы нефтепереработки
можно разделить на два вида:
 физические и
 химические.
К первым относится перегонка, ко вторым — крекинг, пиролиз и др.
Перегонка представляет собой процесс разделения нефти как сложной жидкости на
отдельные фракции (части). В основе такого процесса лежит метод раздельной конденсации паров веществ, составляющих нефть. Обычно перегонка производится в две стадии.
Вначале из нефти под атмосферным давлением выделяют моторное топливо, получая в
остатке мазут, а затем под вакуумом мазут перерабатывают.
Перегонка нефти производится на атмосферных или атмосферно-вакуумных
установках, состоящих их трубчатой печи 1, ректификационной колонны 2,
теплообменников 3, насосов и других аппаратов (рис. 29).
Трубчатая печь 1 — это устройство, внутри которого помещена система стальных
труб, обогреваемых теплом сжигаемого горючего газа или мазута. Ректификационная
колонна 2 представляет собой вертикальный стальной цилиндр высотой до 40 м
разделенный внутри горизонтальными перегородками (барботажными тарелками) на отделения.
Пройдя ряд теплообменников, нефть попадает в змеевики трубчатой печи, где
нагревается до 320 °С. При этом наиболее легкие углеводороды нефти закипают, переходя
в газообразное состояние. Смесь жидкости и паров попадает в нижнюю часть
ректификационной колонны и здесь разделяется. Пары устремляются вверх, проходя через
отверстия в тарелках, а жидкая, неиспарившаяся часть нефти (мазут) стекает вниз.
Выделенные из нефти при перегонке вещества (дистилляты) являются
полупродуктами. Чтобы получить товарные нефтепродукты, дистилляты очищают и, если
необходимо, вторично ректифицируют.
Например, бензиновый дистиллят при разгонке дает различные марки автомобильного и
авиационного бензина, уайт-спирита (лаковый бензин) и другие продукты.
Схема перегонки нефти
Крекинг и пиролиз нефти
В настоящее время в нефтеперерабатывающей промышленности все большее
значение приобретают химические процессы. Они позволяют резко увеличить выход
целевых продуктов и улучшить их качество.
При перегонке нефти выход бензина составляет в среднем 10—25% веса взятого
сырья. Такое количество бензина не может покрыть возрастающий спрос народного
хозяйства на этот вид топлива.
Увеличение производства бензина (как и других видов моторного топлива)
достигается применением крекинга.
Он представляет собой химико-термический процесс расщепления молекул тяжелых
углеводородов, в результате которого образуется смесь веществ меньшего молекулярного
веса.
Крекингу подвергают различные нефтепродукты, преследуя разные цели, но его
главная задача — получение бензина, выход которого при этом может достигнуть 70%
веса взятого сырья.
Существует два вида крекинга: термический и каталитический.
Термический крекинг осуществляют при высокой температуре и значительном
давлении. В таких условиях молекулы тяжелых углеводородов расщепляются легче.
Установка термического крекинга включает трубчатую печь для нагрева сырья,
испарители, ректификационную колонну, газосепараторы.
Особой разновидностью крекинга является пиролиз.
Он проводится при температуре 700—720 °С и атмосферном давлении.
Исходным материалом для этого процесса служат легкие фракции: нефтелигроин и
керосин. Цель пиролиза — получение газа и ароматических углеводородов.
Каталитический крекинг — более совершенный процесс крекингования,
осуществляемый с применением катализатора. Наличие последнего ускоряет разложение
высокомолекулярных углеводородов, позволяет вести процесс при более низкой
температуре и давлении близком к атмосферному. Таким способом обычно получают
авиационный бензин, выход которого достигает 70% веса взятого сырья.
Исходным
материалом
для
каталитического
крекинга
служит
преимущественно керосиновый и соляровый дистиллят.
Продукты переработки нефти.
При переработке нефти получают большое количество разнообразных продуктов. Их
можно разделить на три обширные группы:
 горючие,
 смазочные и
 прочие.
К первой группе относится: моторное, реактивное и котельное топливо,
ко второй — смазочные масла и разнообразные консистентные смазки,
а к третьей — битумы, нефтяные кислоты и их производные, ароматические
углеводороды, парафины, вазелин, церезин и др.
Газообразное топливо и его переработка
Газообразное топливо имеет значительные преимущества по сравнению с твердым
топливом.
Газообразное топливо находит широкое применение в промышленности, в быту, в
автотранспорте, химической промышленности.
К газовому топливу относят природные, нефтяные (попутные) газы, а также
промышленные, получаемые при переработке топлива.
Промышленными являются:
 крекинг-газ,
 коксовый,
 полукоксовый,
 генераторный.
При химической переработке газ предварительно разделяют на составляющие
компоненты или узкие фракции. Состав природных и попутных газов весьма разнообразен.
Они содержат метан, этан, пропан, бутан и небольшое количество азота.
В газах нефтепереработки содержится этилен, пропилен, бутилен.
В генераторных газах находится окись углерода и водорода.
Вещества, содержащиеся в этих газах, являются сырьем для получения
удобрений, пластических масс, химических волокон, синтетических каучуков,
растворителей, моющих средств и т. д.
Чтобы получить эти продукты, газы необходимо переработать.
Методы переработки можно разделить на три группы.
1. Прямое использование веществ, входящих в состав газа, присоединением к ним
кислорода
(окисление),
хлора
(хлорирование),
воды
(гидрирования),
присоединением к молекулам групп СН, CnHm, (алкирование), изменением
структуры молекул (изомеризация), соединением многих простых молекул в
сложные (полимеризация).
2. Крекинг углеводородов, входящих в состав газов, для получения непредельных
углеводородов.
3. Конверсия — взаимодействие с водяными парами для получения окиси углерода и
водорода.
В результате этих процессов из газов можно получать самые разнообразные
продукты. Следует отметить большой экономический эффект использования газов.
Сейчас более половины потребляемого газа расходуется промышленностью, с его
применением производятся все основные промышленные продукты — чугун, сталь, прокат,
цветные металлы, штамповки для машиностроения, минеральные удобрения. Наиболее
эффективно применение газа в качестве химического сырья.
Лекция 27.
Тема: Производство металлических материалов
План:
1. Чёрная металлургия
а) выплавка стали в кислородных конвертерах
б) выплавка стали в мартеновских печах
в) выплавка стали в электрических печах
г) разливка стали
д) прогрессивные способы получения стали
2. Цветная металлургия.
а) производство меди
б) производство алюминия
Значительную часть стали получают из передельного чугуна. Сущность процесса
заключается в уменьшении в чугуне содержания углерода и примесей (серы, фосфора,
кремния и марганца) путем их окисления. Кроме чугуна в состав шихты могут входить
металлический лом, железная руда, флюсы. Сталь выплавляют в кислородных конверторах,
мартеновских и электрических печах.
Выплавка стали в кислородных конвертерах
Сущность процесса заключается в том, что через расплавленный чугун и
небольшое количество металлического лома черных металлов, известь для удаления
фосфора, загруженных в конвертор, продувается кислород, образуется оксид железа FO,
который, взаимодействуя с углеродом и примесями чугуна, окисляет и обращает их в газ и
шлак.
Реакции окисления идут с выделением тепла. Чугун при этом превращается в сталь.
Конвертер с кислородным дутьем
состоит из стального корпуса, футерованного
огнеупорным кирпичом. Конвертер имеет поворотное устройство, с помощью которого
может устанавливаться в наклонном положении. В таком положении его заливают жидким
чугуном, затем устанавливают вертикально и через фурму производят продувку
кислородом. По окончании процесса конвертер вновь наклоняют и выпускают сталь и
шлак.
Емкость современных конвертеров составляет 400 т. Высота 11 и диаметр 10 м.
Продолжительность плавки 50—60 минут. Температура, развиваемая в плавильном
пространстве, достигает 2000-2500 °С.
Заключительным этапом получения стали является её раскисление, заключающееся
в удалении вредных примесей. Раскисление производится добавлением в жидкую сталь
раскислителей – марганца, кремния и алюминия. Марганец и кремний вводят в виде
ферросплавов, алюминий – в чистом виде.
Высокая производительность агрегата, простота конструкции и обслуживания,
отсутствие потребности в топливе обеспечивают невысокую себестоимость конверторной
стали.
В кислородном конвертере можно останавливать процесс на заданном содержании
углерода и получать сталь самых различных марок. Качество получаемой стали аналогично
качеству мартеновской стали, серу и фосфор удаётся выводить наиболее полно.
Недостатком кислородно-конвертерного способа получения стали является
необходимость сооружения сложных и дорогостоящих пылеочистительных установок, так
как процесс плавки образует много пыли.
Кислородно-конвертерная плавка будет применяться всё больше и больше.
Выплавка стали в мартеновских печах
Процесс выплавки разработан французскими металлургами Э. и П.
Мартенами. Температура, развиваемая в плавильном пространстве печи, — 2000 °С,
позволяет перерабатывать чугун в твердом, жидком состоянии, стальные отходы
металлургического и машиностроительного производства. В состав шихты могут
входить железная руда, флюсы, марганец. В качестве топлива в мартеновском
процессе используется природный газ, доменный, коксовый и мазут.
Мартеновская печь работает следующим образом.
Шихта через загрузочные окна 1 загружается в плавильное пространство 2,
выложенное огнеупорным кирпичом. Природный газ и воздух, образующие факел для
расплавления шихты, поступают по каналам сначала справа, а продукты горения отводятся
слева через регенератор 3, отдавая свое тепло кирпичной кладке регенератора. Через
каждые 10—15 минут направления потоков газов изменяются на обратные. Природный газ
и воздух, проходя через регенератор, утилизируют тепло отходящих газов. Из регенератора
после очистки продукты горения отводятся.
Готовая сталь выпускается через отверстие — летку, расположенную в задней
стенке печи.
Различают два варианта мартеновского процесса: скрап-процесс и скрап-рудный
процесс.
При скрап-процессе шихта на 60—80% состоит из стального лома и на 20-40% —
из чушкового чугуна. Такой процесс используется на металлургических заводах, где нет
доменных печей. Скрап-процесс позволяет вводить в состав стали легирующие добавки
(марганец, хром, ванадий и др.), улучшающие качество стали.
При скрап-рудном процессе шихта состоит на 60—75% из жидкого чугуна,
небольшого количества железной руды и металлического лома. Этот процесс используется
на металлургических заводах, имеющих доменные печи. Скрап-рудный процесс —
наиболее распространенный процесс плавки.
Емкость мартеновских печей достигает 900 т. Мартеновский процесс
составляет 8—14 часов. Достоинством мартеновского способа является возможность
широкого использования в составе шихты металлического лома и получения качественной стали. Основными недостатками мартеновского процесса следует считать
значительную продолжительность плавки и большой расход топлива.
Выплавка стали в электрических печах
Электросталеплавильный процесс, появившийся в конце XIX в., благодаря
поддержанию в плавильном пространстве повышенной температуры (порядка 2000
°С и выше), обеспечивает получение стали более высокого качества по сравнению с
конверторным и мартеновским процессами. Высокая температура даёт возможность
полнее удалять примеси, вводить в состав стали тугоплавкие легирующие металлы,
значительно повышающие ее прочность, твердость и коррозийную стойкость.
Электрические плавильные печи разделяются на дуговые и индукционные.
Дуговая электрическая печь состоит из стального кожуха, футерованного
огнеупорным кирпичом. Сверху через отверстия в своде печи введены угольные электроды.
Шихта загружается через загрузочное окно 1. Шихта плавится под воздействием высокой
температуры, создаваемой электрической дугой, возникающей при прохождении
электрического тока между электродами 2 и шихтой 3. Готовую сталь выпускают по
желобу летки 4 при наклоне печи, осуществляемом с помощью поворотного механизма 5.
Емкость дуговых печей колеблется от 0,5 до 400 т, длительность плавки составляет 3 - 6
часов.
В индукционной печи плавка осуществляется в тигле из огнеупорного материала 1.
Вокруг тигля располагается спиральный индуктор 2, изготовленный из медной трубки, в
которой циркулирует охлаждающая вода.
При прохождении тока через индуктор в шихте 4 наводятся мощные вихревые
токи, которые обеспечивают плавление шихты. Шихтовые материалы загружаются сверху.
Для выпуска готовой стали тигель наклоняют в сторону сливного желоба 3.
В индукционных печах выплавляют особо высококачественные стали.
Вместимость печей составляет от десятков килограммов до 2—5 т металла.
Продолжительность одной плавки составляет от 0,5 до 2,5 часов.
Электрометаллургический процесс — основной способ производства
высококачественных и особо высококачественных сталей. Вместе с тем, себестоимость
электростали значительно выше конверторной и мартеновской стали. Недостатком
электрических печей является относительно малая вместимость, сложность и высокая
стоимость электрооборудования, низкая стойкость электродов и тиглей, необходимость
использования чистых шихтовых материалов.
Разливка стали
Разливка стали имеет важное значение в металлургии и позволяет придать полученной
стали первичную форму — форму слитка.
Применяют два способа разливки: разливка в изложницы и непрерывная разливка стали
(рис. 6).
Разливка в изложницы подразделяется на разливку сверху и сифонную разливку.
Разливка сверху используется для получения крупных слитков (десятки тонн).
Преимуществом разливки является простое разливочное оборудование, а недостатками —
малая производительность и повышенные потери материала за счет усадочной раковины,
образующейся в слитке при затвердевании стали.
Сифонный способ разливки (разливка снизу) позволяет получать небольшие слитки
(тонны). Производительность процесса выше разливки сверху, поскольку заполняется
одновременно несколько изложниц, потери материала меньше. Недостаток способа —
сложное разливочное оборудование.
Непрерывная разливка стали — наиболее производительный и экономичный
способ разливки. Из ковша 1 через разливочное устройство расплавленная сталь поступает
в охлаждаемый водой кристаллизатор 2. В кристаллизаторе сталь затвердевает и в виде
слитка 3 непрерывно вытягивается вращающимися роликами 4. Нужной длины слитки
отрезаются ацетилено-кислородной горелкой 5.
Преимуществом непрерывной разливки является высокая производительность
процесса, возможность получения необходимой формы сочетания слитки, что позволяет направить их непосредственна на. обработку резанием и прокатку. При непрерывной разливке
до пяти раз сокращаются отходы материалы по сравнению с разливкой в изложницы.
Недостатком способа является сложность разливочного оборудования. Однако
применение непрерывной разливки стали в мире быстро увеличивается. Перспективной является организация единого технологического процесса: непрерывная разливка— прокатка
стали.
Прогрессивные способы получений стали
Бездоменная металлургия.
Прогрессивным способом является получение стали прямым восстановлением из
руд, минуя доменный процесс. Железистый концентрат поступает по пульпопроводу прямо
на завод, где в автоматических шахтных печах при температуре 1000 °С получают
металлизированные окатыши. Окатыши в качестве шихты поступают в электропечи.
Полученный материал после непрерывной разливки сразу идет на прокатку.
Способ весьма экономичен. Отпадают затраты на коксохимическое производство,
качество полученной стали высокое, поскольку в рудах Курской магнитной аномалии
практически отсутствуют фосфор и сера. Производительность бездоменного процесса
заметно выше традиционных способов выплавки стали.
Электрошлаковый переплав (ЭШП).
Данным способом получают особо высококачественные легированные стали. Для
этого сталь обыкновенного качества подается в установку ЭШП в виде прутков-электродов.
Вследствие сопротивления электрода проходящему, току выделяется большое количество
теплоты, отчего электрод плавится. Расплавленный металл электрода проходит через слой
специального жидкого шлака и очищается от вредных примесей и газов.
Аналогичный способ — плазменно-дуговой переплав (ПДП). Источником тепла
здесь служит плазменная дуга с температурой до 10000 °С. Используется также
электронно-лучевой переплав (ЭЛП). Плавление происходит под действием потока
электронов, излучаемых высоковольтной кобальтовой пушкой с созданием в плавильном
пространстве глубокого вакуума.
Достоинствами перечисленных способов является возможность получения стали и
сплавов( очень высокой чистоты, применение которых облегчает массу конструкций,
увеличивает надежность и долговечность машин и механизмов. Такая сталь необходима
для атомной, реактивной и космической техники.
МЕТАЛЛУРГИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Широкое применение цветных металлов объясняется их специфическими
свойствами: высокими электро- и теплопроводностью, коррозийной стойкостью,
жаропрочностью.
Кроме того, цветные металлы способны образовывать сплавы друг с другом и с
черными металлами.
Цветные металлы классифицируют на четыре группы:
тяжелые — медь, никель, свинец, цинк, олово;
легкие — алюминий, магний, титан, кальций и др.;
благородные — золото, серебро, платина;
редкие — молибден, вольфрам, ванадий, уран и др.
Производство меди
Медь имеет красный цвет, температура ее плавления 1083 °С, плотность 8,96 т/м3.
Медь хорошо проводит электричество и тепло, отличается малой прочностью, высокой
пластичностью.
Медь используется в электро- и радиопромышленности, значительная часть ее идет
на получение сплавов.
Около 80% меди выплавляют из сульфидных руд. Основными медными рудами
являются медный колчедан (CuFeS2) и медный блеск (Cu2S).
Медные руды относительно бедны (содержание меди — не более 5%), поэтому
их подвергают обогащению.
С этой целью используют метод флотации, основанный на способности тонко
измельченных рудных минералов смачиваться некоторыми реагентами.
Смесь измельченной руды, воды и реагентов помещается в специальной ванне,
через которую пропускается воздух. Благодаря пузырькам воздуха на поверхность ванны
поднимаются частицы рудных минералов, а пустая порода осаждается и удаляется. Содержание меди в полученном концентрате достигает до 30%.
Медный концентрат после обогащения содержит сернистые соединения. Для
снижения содержания серы концентрат подвергают обжигу, который ведут в специальных
печах при температуре 700—800 °С.
В результате обжига получают так называемый огарок и сернистый газ SO 2.
Огарок направляется на плавку. Сернистый газ используется для получения серной
кислоты.
Плавка огарка производится в отражательных печах, по устройству сходных с
мартеновскими. В них одновременно может плавиться более 100 т огарка.
В конце плавки в печи образуется полупродукт — штейн (Cu2S 4FeS), содержащий
до 50% меди, а также железо, серу, кислород и включающий небольшое количество золота,
серебра, свинца и других металлов. Штейн сливают и направляют в конверторы для
получения черновой меди.
Конвертор представляет собой футерованный изнутри металлический сосуд,
установленный на опорных роликах и поворачивающийся вокруг горизонтальной оси.
Масса плавки составляет до 1000 т. Воздушное дутье подается через фурмы,
расположенные вдоль конверторов. Затем в конвертор подается кварцевый флюс.
Продувка длится до 30 часов. В результате получают черновую медь.
Черновая медь содержит примеси железа, серы, мышьяка, кислорода.
Примеси ухудшают свойства меди, поэтому черновую медь подвергают
рафинированию.
Рафинирование меди производится огневым и электролитическим способами.
Огневое рафинирование осуществляется в пламенных печах и производится в том случае,
когда пренебрегают небольшим количеством благородных металлов, содержащихся в черновой меди.
Окисление примесей в печи происходит за счет кислорода воздуха, который
подается в жидкий металл. Ротовую медь разливают на слитки или анодные пластины.
Для получения высококачественной меди и выделения из нее благородных
металлов производят электролитическое рафинирование. Для этого черновую медь в
виде пластин (анодов) погружают в ванну с водным раствором медного купороса в серной
кислоте. Параллельно анодам подвешивают тонкие листы чистой меди (катоды). При прохождении постоянного тока аноды растворяются в воде и медь осаждается на катодах.
За 10—12 суток на катодной пластине отлагается около 100 кг меди. Катоды
затем переплавляют и разливают в слитки.
В зависимости от степени чистоты различают ряд марок меди (М00, МО, Ml, М2,
МЗ, М4) с содержанием меди от 99,0 до 99,95%.
Производство алюминия
Алюминий — металл серебристо-белого цвета, температура его плавления 660 °С,
плотность 2,7 т/м3. Алюминий обладает высокой электро- и теплопроводностью, уступая
по этим свойствам серебру и меди, пластичностью и малой окисляемостью. Прочность и
твердость алюминия невысокие.
Наибольшее применение алюминий получил в электротехнической
промышленности для изготовления проводов и кабелей. Сплавы алюминия широко
применяются в авиации, машиностроении, пищевой промышленности.
Получают алюминий из руд с высоким содержанием глинозема: бокситов,
нефелинов, алунитов и коалинов.
Основным сырьем для получения алюминия являются бокситы (50—60%
глинозема).
Процесс получения алюминия состоит из двух стадий:
получение глинозема (А12О3) из руды и
производство алюминия из глинозема.
В зависимости от состава и свойств исходного сырья применяют различные
способы получения глинозема.
Наиболее эффективным из них является щелочной способ. Выход глинозема из
руды при этом способе составляет около 87%.
Глинозем представляет собой прочное химическое соединение, температура его
плавления — 2050 °С.
В этих условиях восстановление алюминия из глинозема весьма затруднительно.
Поэтому алюминий получают электролизом из глинозема, растворенного в
расплавленном криолите (3NaFuAlF3). Процесс проходит в электролизных ваннах
(электролизерах). Ванна представляет собой металлический корпус, футерованный
углеродистыми блоками. В них вставляются медные катодные шины. Сверху в ванну
опускается угольный электрод, представляющий собой анод.
В результате электролиза на дне ванны собирается жидкий алюминий, который
периодически откачивается с помощью вакуумного насоса.
Для увеличения степени чистоты алюминия его рафинируют. С этой целью
алюминий в ковшах при температуре 650—770 °С подвергают продувке хлором в течении
10—15 минут.
Из алюминия удаляются примеси глинозема, криолита и газы. Готовый алюминий
разливают в изложницы.
Алюминий высокой чистоты получают электролитическим рафинированием.
Анодом в этом случае служит подлежащий очистке алюминий, катодом — пластины из
чистого алюминия. Расплавы хлористых и фтористых солей используются в качестве
электролита.
Лекция 28.
Тема: Производство неметаллических материалов
1.
2.
3.
4.
5.
6.
План
Текстильное производство
Понятие о текстильных волокнах
Классификация волокон
Системы прядения текстильных волокон
Способы переработки химических волокон
Технология ткацкого производства
Текстильная отрасль промышленности входит в легкую индустрию. Отрасли этой
индустрии вырабатывают предметы потребления.
Легкая индустрия состоит из текстильной, швейной, обувной, кожевенной и других
отраслей промышленности. Легкая промышленность занимает важное место в народном
хозяйстве.
Текстильная промышленность состоит из хлопчатобумажной, льняной, шерстяной,
шелковой и трикотажной отраслей.
Текстильная промышленность производит продукцию групп А и Б. Хлопок, шерсть,
шелк, используемые непосредственно для выработки бытовых и технических тканей, а
ткани, идущие на швейные предприятия для производства одежды, относятся к группе
А. Ткани, нити, вата, трикотажные и другие изделия, реализуемые в торговле,
относятся к группе Б.
Текстильная промышленность занимает в народном хозяйстве одно из важных мест. Она
обеспечивает тканями оборонную, химическую, машиностроительную, электромеханическую, автомобильную и другие отрасли промышленности, строительства,
транспорта и сельского хозяйства.
Понятие о текстильных волокнах
Текстильными волокнами принято называть твердые гибкие тела, имеющие сравнительно
большую длину и малую толщину. Так, например, средняя длина хлопковых волокон
составляет 35 мм, а средняя толщина — 20 мк. Средняя длина волокон натурального шелка
— 600 м, а их средняя толщина всего лишь 15 мк. Таким образом, длина текстильных
волокон в несколько тысяч или миллионов раз больше их толщины.
Волокна делятся на типы.
Одиночные волокна, которые не могут быть разделены на более тонкие и короткие,
называют элементарными. К ним относятся хлопковые, шерстяные, шелковые и химические волокна.
Природные растительные волокна, состоящие из многих элементарных волокон,
склеенных между собой клеящим пектиновым веществом, называют техническими. Это
волокна льна, конопли, джута, кенафа и др.
Химические волокна, состоящие из большого числа параллельно расположённых
элементарных волокон, обладающих бесконечно большой длиной, называют жгутовыми.
Элементарные волокна, полученные на химических заводах путем разрезания
жгутовых волокон на отрезки длиной от 32 до 120 мм, называют штапельными.
Элементарные синтетические волокна, обладающие бесконечно большой длиной и
используемые для производства тканей, трикотажных изделий, рыболовных сетей, лесок
для удочек, щеток и др., называют мононитями.
Филаментные нити бесконечной длины, состоящие из большого числа скрученных
элементарных волокон, называют комплексными. Это искусственный шелк, кордные и
другие нити.
Классификация волокон
Текстильные волокна делятся на три класса: природные, искусственные и синтетические.
Классы подразделяются на подклассы, подклассы — на группы, группы — на подгруппы, а
подгруппы — на разновидности волокон.
Класс природных волокон получают в готовом виде из растений, от животных и из
горных пород. Они представляют собой высокомолекулярные соединения, и их подразделяют на подклассы органического и минерального состава. Волокна органического
состава делятся на волокна растительного и животного происхождения. Растительные
волокна получают из различных частей растений. В зависимости от этого их делят на
следующие подгруппы: семенные, стеблевые, лиственные и плодовые. К семенным
волокнам относят хлопковые, к стеблевым — волокна льна, пеньки, канатника, рами и др.,
к лиственным — новозеландского льна, манильской пеньки, сизали и др., к плодовым
— волокна из скорлупы кокосовых орехов. Волокна животного происхождения делятся
на две подгруппы: шерстяные и шелковые. К шерстяным волокнам относят овечью,
козью, верблюжью шерсть и др. К шелковым — волокна, получаемые благодаря
жизнедеятельности гусениц тутового и дубового шелкопрядов. К подклассу волокон
минерального состава относят природные асбестовые волокна, получаемые из горных
пород.
Класс искусственных волокон в зависимости от их состава делят на подклассы:
органического и минерального состава. Подкласс волокон органического состава
состоит из целлюлозных и белковых волокон. В группу целлюлозных волокон входят
искусственные волокна, изготовляемые из целлюлозы и ее эфиров. Эти волокна делятся
на подгруппы гидратцеллюлозных и эфироцеллюлозных волокон. К гидратцеллюлозным
относятся вискозные, полинозные, медноаммиачные волокна, к эфироцеллюлозным —
диацетатные и триацетатные.
Группа искусственных белковых волокон включает в свой состав белковые волокна
растительного и животного происхождения. Волокна растительного происхождения получают из белка кукурузы, сои, земляного ореха и других растений. Волокна животного
происхождения изготавливают из молока (казеиновое волокно).
Подкласс волокон минерального состава делится на две группы: силикатные и
металлические. Силикатные волокна получают из стекла (стеклянные волокна).
Металлические волокна получают из различных металлов и их сплавов. Это золотые,
серебряные, латунные, медные, алюминиевые и другие волокна. Металлические волокна
широко применяются для украшения шелковых, шерстяных тканей и других
текстильных изделий, а также для технических целей.
При производстве синтетических волокон сначала получают мономер,
представляющий собой низкомолекулярное соединение. Мономер капролактама,
например, получают из фенола или продуктов переработки нефти. Затем мономеры с
помощью полимеризации или поликонденсации превращают в полимеры —
высокомолекулярные соединения. А из них вырабатывают синтетические волокна.
Все синтетические волокна делятся на гетероцепные и карбоцепные.
Гетероцепные волокна получаются из полеомидов, макромолекулы которых состоят из
углевода, азота, кислорода, серы и др. Подкласс гетероцепных состоит из полиамидных и
полиэфирных волокон. К первой группе относятся капрон, анид, энант, дедорон, найлон
амилан; ко второй — лавсан, дакрон, терилен, тесил.
Карбоцепные волокна — это волокна, полученные из полимеров, макромолекулы
которых содержат в основной цепи только атомы углерода. К ним относятся нитроны,
орлон и акрилан, волькрилоны, куртель и др.
Системы прядения текстильных волокон
В текстильном производстве хлопок, лен, шерсть, натуральный шелк и химические
волокна перерабатывают в изделия. Совокупность технологических процессов, применяемых для переработки этих волокон в пряжу определенной толщины и прочности,
называют прядением.
Совокупность машин и процессов, посредством которых волокна перерабатывают в
определенный вид пряжи, называют системой прядения.
Систем прядения много. Они отличаются друг от друга числом переходов, их
назначением, видом, качеством сырья и качеством вырабатываемой продукции» Но есть
системы прядения, в которых разные процессы имеют одно и то же назначение,
например процессы рыхления и чесания в аппаратной и гребенной системах прядения
шерсти, процесс гребнечесания в гребенной системе прядения хлопка и шерсти. Кардная
система предназначена для переработки хлопка, но может быть использована и для
прядения шерсти, короткого льна, льняного очеса и химических волокон.
Кардная система прядения
Общие сведения. Кардная система прядения хлопка имеет пять основных
технологических переходов: рыхление, очистка и смешивание; кардочесание на
чесальных, валичных и шляпочных машинах; сложение и вытягивание; предпрядение и
прядение (формирование пряжи).
Эту систему прядения широко используют для производства пряжи. Ее
вырабатывают из средневолокнистого хлопка и штапельных химических волокон,
крашенных в разные цвета.
Составление смесей. При переработке хлопка составляют смесь (сортировку)
нескольких партий (марок). Подбор марок ведется так, чтобы колебания волокон по технологическим свойствам были незначительными. Устанавливается смесь типов хлопка.
Тип характеризуется длиной, толщиной и прочностью хлопкового волокна. К первому
типу относятся самое длинное, тонкое и прочное, к седьмому — очень короткое, грубое и
весьма слабое по прочности волокно.
Каждая сортировка обозначается двумя цифрами. Первая цифра обозначает тип хлопка,
а вторая — сорт волокна, которого должно содержаться не менее 65% в данной сортировке.
Так, например, сортировка 4—1 состоит из 4—го типа и содержит не менее 65% хлопка 1
сорта. Выбор сортировки обусловливается требуемыми качествами пряжи. Так,
сортировки 1—1, 2—1, 3—1, то есть хлопок первых трех типов и первых сортов,
используют для производства гребенной пряжи 4—го типа, второго и третьего сортов —
для изготовления кардной пряжи разной толщины.
Рыхление волокон. Рыхление заключается в разделении плотно спрессованного в
кипах волокнистого материала на мелкие клочки и очистке его от растительных и минеральных примесей с целью обеспечения хорошего смешивания и чесания. Рыхление
осуществляется благодаря воздействию на волокнистый материал зубьев или игл рабочих органов машин.
В результате рыхления формируется тонкий равномерный волокнистый слой.
Кардочесание. Волокнистый холст проходит очистку на специальных чесальных
машинах и преобразуется в уплотненную ленту.
Производительность действующих чесальных машин для хлопка составляет 7-20
кг/ч.
Сложение и вытягивание. После чесания лента поступает на ленточные машины, где
происходит сложение и вытягивание продукта. Цель сложения — уменьшение неровности по толщине, составу и структуре продукта.
Ровнота продукта, полученного после сложения, будет высокой при большом числе
сложений.
Вытягивание предусматривается для распрямления и параллелизации волокон в
продукте и дальнейшего утонения лент с целью получения ровницы или пряжи заданной
толщины.
Предпрядение (получение ровницы). Ровницей называют нить, имеющую рыхлое
строение, сравнительно высокую ровноту и толщину. Ровницу получают из лент. Ленты
по своей структуре неоднородны и недостаточно равномерны по толщине. Толщина лент
по сравнению с ровницей и пряжей очень велика. В связи с этим при выработке ровницы
ленты проходят ряд машин, на которых продолжается постепенное выравнивание и
утонение продукта в 5— 20 раз и более, достигаемое сложением и вытягиванием. На
первых переходах машин ровничного отдела волокна - замасливают эмульсией.
Замасливание повышает скольжение волокна при вытягивании, уменьшает их
наэлектризованность и увеличивает выход ровницы вследствие уменьшения
обрывности волокон и отходов.
Прядение. В процессе прядения ровницы или ленты получают пряжу. Пряжей
называют тонкие или гибкие нити, состоящие из относительно коротких волокон, соединенных между собой путем скручивания на прядение машин. На современных
текстильных предприятиях для изготовления пряжи применяют кольцепрядильные
машины. В вытяжном приборе машины продукт утоняется путем вытягивания до
заданной толщины и скручивается с помощью веретена и бегунка. Затем полученная
пряжа наматывается на шпулю или патрон. В результате образуется паковка-початок.
Гребенная система прядения
В этой системе перерабатывают хлопок, лен, шерсть, шелк. Из тонковолокнистого
хлопка можно выработать тонкую» прочную и гладкую чистую пряжу.
Гребенную пряжу используют для изготовления тонких хлопчатобумажных и
шерстяных тканей и трикотажных изделий.
Основными технологическими переходами гребенной системы прядения являются
рыхление, очистка, смешивание, сложение, вытягивание и получение более равномерных лент, предпрядение (утонение, то есть получение ровницы), вылеживание и
прядение (окончательное утонение и скручивание, то есть получение пряжи).
Гребенная система прядения отличается от кардной большим числом переходов,
дополнительными технологическими операциями, переработкой более длинных волокон и выработкой более тонкой и гладкой пряжи. Дополнительными операциями являются подготовка к гребнечесанию и
гребнечесание. Цель подготовки к гребнечесанию состоит в распрямлении волокон,
входящих в ленты, выравнивание их по толщине и получении лент заданного размера.
Для этого применяют ленточные машины. В процессе вытягивания лент на этих
машинах волокна распрямляются и параллелизируются. Выравнивание лент .
достигается за счет сложения, а определенный развес выпускаемых лент получается в
результате подбора соответствующего числа сложений и величины вытяжки.
Гребенная лента неравномерна по толщине. Поэтому после выработки ее
последовательно пропускают 3—4 раза через ленточные машины. Затем ленты
поступают на ровничные машины, где формируются ровницы. Гребнечесанную ленту и
ровницу выдерживают в подвале или на скла-. де при повышенной относительной
влажности воздуха в течение 8—16 часов, а затем ровницу направляют на прядильные
машины.
Аппаратная система прядения
Эта система прядения предназначена для переработки сравнительно коротких волокон
хлопка, шерсти, обратов производства, искусственной шерсти и химических волокон.
Для аппаратной пряжи характерны невысокая ров-нота, пушистость и мягкость. Из этой
пряжи изготавливают костюмные, пальтовые, мебельные и другие виды ткани, одеяла и
др.
Аппаратная система прядения шерсти имеет следующие основные технологический
переходы: рыхление и очистка, смешивание, кардочесание и получение ровницы, прядение.
Рыхление и очистку компонентов в аппаратной системе прядения хлопка и шерсти
производят на трепальных, щипальных и обезрепевающих машинах. Для очистки
шерсти от цепких растительных примесей (круглого и пильчатого репья) применяют
механические и химические способы очистки.
При механическом способе шерсть, засоренную цепкими примесями, обрабатывают на
специальных обезрепивающих машинах. Кроме того, для этой цели на чесальных аппаратах используют отбойные валики и давильные валы.
При химическом способе шерсть пропитывают слабым раствором серной кислоты и
отжимают на специальных сушильных машинах. Такой способ очистки шерсти называют
карбонизацией. Химическую очистку шерсти следует производить на предприятиях
первичной обработки. Это выгодно и экономично для народного хозяйства.
Смешивание шерсти и химических штапельных волокон с шерстью производят на
механизированных смесовых машинах только до кардочесания, так как ровница, вырабатываемая на чесальных аппаратах, непосредственно поступает на прядильные
машины.
Особенности прядения льна. В льняной промышленности для изготовления пряжи из льна
используют трепаный лен, короткое льняное волокно и разные химические волокна.
Трепаный лен, согласно ГОСТу, имеет 19 сортов, или номеров, короткое волокно — 7
сортов. Номера трепаного льна идут от 5 до 16 подряд, а затем до 32-го только по четным
числам, короткого волокна — 2 и 3, а затем до 12 номера по четным числам. Толщина
волокна характеризует предельную способность сырья. Чем тоньше волокно (выше
номер), тем выше прядильная способность сырья.
Из трепаного льна производят льняную пряжу. Процессы и машины, используемые
для формирования этой пряжи, называют льняной системой прядения. Технологические
процессы и машины, используемые при производстве очесной пряжи из короткого
льняного волокна, называют очесочной (кардной) системой прядения.
Эта система прядения имеет такие технологические переходы, как чесание на валичных
чесальных машинах (получение чесаной ленты), сложение и вытягивание на ленточных
машинах (получение тонкой ленты), вытягивание на ровничных машинах (получение
ровницы) и прядение (получение пряжи).
В льняной системе прядения трепаный лен проходит чесальные (получение чесаного
льна), раскладочные, несколько ленточных машин (получение лент), ровничные
(ровница), прядильные (формирование льняной пряжи). В этой системе для изготовления
пряжи применяют прядильные машины сухого и мокрого прядения в зависимости от
того, смачивается ровница перед поступлением в вытяжной прибор или нет.
В мокром прядении ровничные нити перед вытягиванием смачиваются водой,
нагретой паром до 45—75 °С, или же водой со смачивателем, нагретой до 25-30 °С. При
этом пектиновые вещества размягчаются, появляется возможность отдельным
элементарным волокнам или небольшим группам (комплексам) перемещаться
относительно друг друга при вытягивании в вытяжном приборе. В результате
представляется возможность вырабатывать более гладкую и тонкую пряжу. При сухом
прядении ровничные нити в сухом виде поступают в вытяжной прибор. В этих условиях
на кольцепрядильных машинах вырабатывают ворсистую и толстую пряжу.
Способы переработки химических волокон
Общие сведения. Химические волокна перерабатываются в чистом виде и в смеси с
натуральными волокнами в хлопчатобумажной, льняной, шерстяной и шелковой промышленности. В кардной и аппаратной системах прядения перерабатывают
штапельные химические волокна, в гребенной — штапельные и жгутовые. Штапельные
химические волокна во всех отраслях промышленности проходят примерно одинаковые
технологические операции: рыхление, смешивание, кардочесание, сложение,
вытягивание, прядение. Жгутовые волокна в хлопчатобумажной и шерстяной
промышленности проходят штапелирование, сложение, гребнечесание, вытягивание и
прядение, т. е. однотипные технологические процессы. В связи с этим за типовые можно
принять совместный и раздельный способы переработки химических волокон.
Совместный способ переработки химических волокон и шерсти. В аппаратной
системе прядения химические штапельные волокна не содержат сорных примесей и характеризуются большой чистотой, поэтому рыхление этих волокон можно проводить на
штапельно-замасливающих машинах. Машины применяют для расщипывания шерсти,
химических волокон, а также их смесей.
Смешивание химических волокон и шерсти в аппаратной системе прядения
производят на механизированных смесовых машинах.
Чесание смешанных штапельных волокон производят на двух- и трехпрочесных
чесальных аппаратах.
Скоростной режим чесания, разводки, загрузки питания, скорость выпуска ровницы
устанавливаются в зависимости от содержания химических волокон в смеси.
Прядение. Для переработки ровницы применяют коль-цепрядильные машины. На
машинах происходит вытягивание, скручивание нити и наматывание полученной пряжи
на поковку. Вытяжку устанавливают в зависимости от состава смесей.
В гребенной системе прядения из жгутовых химических волокн на штапелирующих
машинах получают штапелированные ленты путем разрыва или разрезания элементарных нитей, составляющих жгут, на короткие отрезки нужной длины. В этом
случае такие технологические переходы, как рыхление, смешивание и чесание, для
химического волокна отпадают. Полученные ленты из жгута на штапелирующих
машинах смешиваются с лентами из хлопка или шерсти. Изготовление ровницы или
пряжи идет на обычном технологическом оборудовании — так же, как из хлопка или
шерсти.
Раздельный способ переработки химических волокон
Практика показывает, что чистохимическую штапельную пряжу малой и средней
толщины целесообразно вырабатывать в кардной системе прядения хлопка с сохранением
обычной технологии. Только на чесальных машинах разводки между рабочими органами
при переработке штапельного волокна следует держать больше, чем при переработке
хлопка. Наиболее эффективной технологией переработки химических волокон является
однопроцессный способ переработки жгутового химического волокна на специальной
однопроцессной прядильной машине.
Безверетенное прядение текстильных волокон
Безверетенное прядение основано на разъединении волокнистого материала на
отдельные волокна или их группы, образовании, утонении и уплотнении потока волокон,
создании равномерного по толщине продукта, его скручивании и формировании пряжи в
прядильной головке. Полученная пряжа наматывается на цилиндрические наковки.
Для пневмомеханического прядения созданы безверетенные прядильные машины (рис.
37). Такая машина работает следующим образом. Лента подается в вытяжное
разъединительное устройство. В устройстве она утоняется и разъединяется на отдельные
волокна или группы, последние захватываются струей воздуха и направляются от питающих цилиндров 1 к питающей трубке 2. Скорость трубки значительно больше, чем
скорость волокон, выходящих из разъединительного устройства, поэтому волокна выбрасываются из трубки на поверхность прядильной камеры 3. Затем волокна смещаются
относительно друг друга, образуя при этом мычку 4. Прядильная камера быстро вращается
и на участке между внутренней поверхностью и выпускным отверстием прядильной
камеры (головки) происходит кручение мычки и формирование пряжи.
Воздух
I Воздух Рис. 37, Схема машины пневмомеханического
прядения
Безверетенное прядение обеспечивает увеличение скорости выпуска пряжи до 60
м/мин., коэффициента полезного действия машин — до 95-97%, повышение производительности оборудования — в 3—5, сокращение производственной площади — в 2—3
раза, увеличение прядильной паковки — до 1300 г, повышение производительности труда
— в 4—5 раз. Кроме того, снижается себестоимость вырабатываемой пряжи, расход
металла на изготовление оборудования, удельные капитальные затраты на строительство
новых предприятий, сокращается процесс перемотки пряжи с малых паковок на
большие.
Технология производства крученых нитей и пряжи
Понятие о технологии производства крученых нитей
Крученой нитью (пряжей) называют одиночные нити (пряжу), сложенные в два или
более концов и скрученные между собой.
Кручением в широком смысле слова называют совокупность технологических
операций, с помощью которых вырабатывают крученые нити.
Кручением в узком смысле слова называют технологический процесс,
осуществляемый непосредственно на крутильной машине.
Цель технологии кручения — получение нитей с более высокими физикомеханическими свойствами по сравнению с одиночными нитями. Крученые нити имеют
значительно более высокую разрывную нагрузку, меньшую неровноту по толщине, они
более выносливы к истиранию. В связи с этим значительное количество нитей и пряжи,
используемое в ткачестве, трикотажном и других производствах, является крученым.
Так, например, из общего количества хлопчатобумажной пряжи крученая составляет около
50%.
Технологический процесс производства крученых нитей включает операции трощения
и собственно кручения.
Операции трощения подвергаются все без исключения нити, из которых в дальнейшем
получают крученую нить. Цель трощения состоит в соединении (сложении) заданного
числа одиночных нитей в одну прядь, называемую трощеной пряжей. Во время трощения
обеспечивается равенство натяжения во всех сращиваемых одиночных нитях и
неизменность их числа по длине пряди. Во время трощения каждая одиночная нить
проходит через щелевидные чистители и очищается от дефектов (слабые места, резко
выраженные утолщения, сорные примеси и др.), сращиваемые одиночные нити
одновременно наматываются на бобину. Трощение осуществляется на тростильных
машинах, близких по конструкции к мотальным.
Кручение осуществляется на крутильной машине кольцевого типа. Конструкция ее та
же, что и прядильной машины, но она лишена вытяжного прибора. Крутильномотальный механизм осуществляет скручивание и наматывание нити с помощью веретена,
бегунка и кольцевой планки.
Различают крученые нити простой и фасонной крутки. Нити простой крутки имеют
гладкую и одинаковую поверхность. Нити фасонной крутки получают различными способами, в частности скручиванием нити с различным натяжением. В этом случае
сильно натянутые нити обвиваются спирально слабо натянутыми. Красивый внешний
эффект достигается при использовании нитей разного цвета, толщины, степени блеска и
т. д.
Структура крученой пряжи или химической нити может быть различна и зависит от
числа одиночных нитей, ее составляющих, направлений круток одиночной и крученой
пряжи (нити), числа операций трощения и кручения.
Направление кручения крученой пряжи принято обозначать буквой Z в случае, правой
крутки и S — в случае левой крутки. При правом направлении крутки витки на нити
направлены снизу вверх направо, при левом — снизу вверх налево.
Основные методы получения высокообъемных нитей и пряжи
Высокообъемными называют нити, имеющие малую объемную массу по сравнению с
нитями, полученными по обычной технологии.
Величина объемной массы нити непосредственно влияет как на физико-механические
свойства изделий, так и на расход ее при выработке изделия. Чем меньше масса нити, при-
ходящаяся на единицу объема, тем выше мягкость, пушистость, способность удерживать
тепло, тем легче изделие.
Чтобы придать нитям повышенную объемность, необходимо изменить их структуру
(придать большую рыхлость).
В соответствии с классификацией, предложенной проф. В. А. Усенко, высокообъемные
филаментные нити подразделяются на высокоэластичные, извитые и петлистые.
Высокоэластичные нити могут быть получены кручением, термической обработкой,
раскручиванием с применением обычных крутильных машин (прерывный способ) или
механизмов ложного кручения (непрерывный способ) и физико-химическим способом.
Чаще всего для получения высокообъемных нитей используют ложное кручение. Суть
этого способа состоит в том, что исходную комплексную нить нагревают в специальной
термокамере, температура в которой достигает 180 °С. За термокамерой расположен
крутильный орган — вьюрок, который сообщает нити ложную крутку; участки нити в
зоне термокамеры получают крутку одного направления, а после вьюрка —
противоположного. Затем нить наматывается на катушку.
В результате этого отдельные элементарные нити приобретают пространственную
извитость, что обусловливает высокую объемность и растяжимость комплексной нити.
Физико-химический метод придания нитям повышенной объемности состоит в том,
что нить получают путем формования одной фильерой из полимеров, обладающих
различными
свойствами,
или
путем
использования
химических
добавок,
способствующих изменению свойств сформированных нитей в процессе их дальнейшей
обработки.
Извитые нити получают гофрированием и прессованием, воздействием кромки
нагретой пластинки, трикотажным и физико-химическим способами.
Аналогичный эффект в структуре нити можно достигнуть путем протягивания нити
по острой кромке горячего ножа, а также заработной нити в трикотаж, фиксацией
петель и роспуском нити, получившей извитость.
Петлистые нити получают путем раздувания фила-ментных нитей воздушной
струей, вследствие чего последние приобретают петлистую форму.
Профилированные нити получают в процессе формирования с помощью
специальных фильер с отверстиями, имеющими не круглую, а фигурную форму
(звездочка, треугольник и др.). Эти нити имеют рыхлую структуру, повышенную
объемность.
Все рассмотренные методы получения высокообъемных химических нитей
обеспечивают различную степень их растяжимости, пушистости и извитости.
В основе методов придания повышенной объемности пряже лежит принцип
сокращения длины ее без уменьшения длины части составляющих пряжу волокон.
Восокообъемную пряжу можно получить двумя способами: из смеси разноусадочных
волокон с использованием обычных способов прядения; из жгутового волокна с применением штапелирующих машин.
Получение высокообъемной пряжи из разноусадочных волокон основано на том, что в
результате термической обработки высокоусадочные волокна укорачиваются по длине
и заставляют изгибаться низкоусадочные волокна. При этом длина пряжи сокращается,
а объемность и пушистость резко возрастают.
Наиболее прогрессивным является способ получения высокообъемной пряжи из
жгутового волокна с применением штапелирующих машин. Один из способов получения
высококачественной пряжи состоит в том, что часть волокна (около 50%) подвергают
усадке в волокноусадоч-ной машине и получают тем самым низкоусадочный компонент.
Другая часть волокна не подвергается усадке и сохраняет способность сильно
усаживаться. Ленты из низко- и высокоусадочного волокна смешиваются на разрывной
смешивающей машинке. Затем они проходят ленточные, ровничную, прядильную,
тростильную и крутильную машины. После скручивания пряжа подвергается усадке в
свободном состоянии; низкоусадочные волокна изгибаются и придают пряже пушистость.
Процесс усадки пряжи может осуществляться не только в запарных агрегатах, но и в
процессе крошения пряжи.
Для производства высокообъемной пряжи обычно используют синтетические волокна.
Высокообъемные нити и пряжу широко используют при производстве чулочно-носочных изделий, верхнего трикотажа, а также шерстяных тканей.
Технология ткацкого производства
Понятие о ткачестве
Ткачеством называют весь комплекс технологических операции ткацкого
производства, обеспечивающий выработку тканей на ткацкой фабрике или в ткацком
производстве. Комплекс операций состоит из перематывания, снования, шлихтования,
пробирания, увлажнения или эмульсирования, запаривания пряжи и собственно ткачества. Ткань формируется из основной и уточной пряжи.
При перематывании основной пряжи увеличивается паковка, устраняются
дефекты, и повышается качество пряжи. В процессе снования основные нити
испытывают многократное растяжение, изгиб и истирание, поэтому они должны обладать
высокой прочностью.
Уточная пряжа проходит перематывание, увлажнение или эмульсирование. В
процессе перематывания паковка уточной пряжи приобретает размеры, которые
соответствуют размерам челнока. Кроме того, она очищается от растительных примесей
и освобождается от дефектов. Увлажнение или эмульсирование создают условия
нормальной переработки пряжи, при этом не возникают сукрутины, петли и слеты
витков пряжи. Таким образом, из подготовленной пряжи формируют непосредственно
на ткацком станке ткань. Тканью называют гибкое прочное текстильное изделие малой
толщины, сравнительно большой ширины и неопределенной длины, образованное двумя
взаимно перпендикулярными системами нитей, соединенных переплетением. Система
нитей, расположенная вдоль ткани называется основой, а расположенная поперек —
утком.
Подготовка пряжи к ткачеству
В ткацком производстве для формирования ткани используется основная и
уточная пряжа. Основная пряжа при подготовке к ткачеству проходит следующие
технологические операции: перематывание, снование, шлихтование, пробирание и
привязывание.
Перематывание основной пряжи производится на мотальных машинах с прядильных
паковок (початков) или мотков на бобины, которые имеют коническую или цилиндрическую форму. Цель перематывания — получение нитей большой длины на одной
паковке (бобине) для обеспечения высокой производительности сновальной машины.
Кроме того, в процессе перематывания пряжа частично очищается от пуха, сорных
примесей и освобождается от непропрядов, грубых присучек, шишек и других пороков
прядения.
На современных предприятиях текстильной промышленности применяют мотальные
машины разных марок. На машине марки М-150 (рис. 38.) перематывание проходит так:
нить с початка 1 перематывается со скоростью 500—800 м/мин. на бобину 7, которая
вращается благодаря трению о мотальный барабанчик 6, а барабанчик получает
вращательное движение от главного вала машины. Нить при движении от початка до
бобины огибает направляющий пруток 2 и проходит через натяжное устройство 3,
контрольно-очистительное устройство 4 и, огибая крючок самоостанова 5, попадает в
канавку А мотального барабанчика. На барабанчике 6 канавки расположены по винтовой
линии, благодаря чему на бобине образуется крестовая намотка.
Рис. 38. Схема мотальной
машины марки М-150
Натяжение
нити
регулируется посредством изменения нагрузки
на шайбу натяжного устройства 3.
Размер
щели
контрольно-очистительного
устройства 4 устанавливается в
зависимости от диаметра перематываемой
нити. Заправку машины початками
производит мотальщица. На новых мотальных
автоматах эта операция осуществляется автоматически — работница лишь заполняет магазин
автомата початками и снимает бобины с машины.
Снование состоит в наматывании большого числа основных нитей (от 200 до 600)
одинаковой длины с одинаковым натяжением параллельно одна другой на сновальный валик
или сновальный барабан. Одинаковое натяжение необходимо для обеспечения постоянной
плотности навивки основы на сновальные валики; применяется в хлопчатобумажном,
камвольном и льняном ткацких производствах. В суконном производстве и шелкоткачестве
используют ленточный способ снования.
В ткацком производстве применяются два способа снования — партионный и ленточный.
Партионное снование применяется в хлопчатобумажном, камвольном и льняном ткацких
производствах, в суконном производстве и шелкоткачестве используют ленточный способ
снования.
При партионном способе снования основные нити навиваются на всю ширину
сновального валика, при ленточном — основные нити снуются на сновальный ребристый
барабан отдельными лентами (до 420 нитей). После этого основа перематывается на ткацкий
навой.
Партионная скоростная сновальная машина С-140 (рис. 39) широко используется почти во
всех ткацких производствах текстильной промышленности. Она предназначена для снования
пряжи на сновальные валики с рабочей
195
РАЗДЕЛ 5. Словарь терминов (глоссарий)
1. Виброакустические колебания — это упругие колебания твердых тел, газов и
жидкостей, возникающие в рабочей зоне при работе технологического оборудования,
движении технологических транспортных средств, выполнении разнообразных
технологических операций.
2. выносливость (усталость) – способность противостоять действию знакопеременных
нагрузок;
3. Ковкость — способность металла обрабатываться давлением при ковке, штамповке,
прокатке, т. е. принимать нужную форму под действием удара или давления в нагретом
или холодном состоянии без признаков разрушения.
4. Кристаллическая решетка — это воображаемая пространственная сетка, в узлах
которой расположены атомы.
5. Материаловедение — наука, изучающая связь между строением (структурой) и
свойствами материала, а также их изменения при внешних воздействиях (тепловом,
механическом, химическом и т. д.).
6. Материалы — это исходные вещества для производства продукции и вспомогательные
вещества для проведения производственных процессов.
7. Обрабатываемостью резанием называют способность металла поддаваться обработке
резанием. Металлы и сплавы, имеющие высокую твердость, плохо поддаются обработке
резанием. Также плохо обрабатываются вязкие металлы с низкой твердостью.
8. пластичность – свойство металла изменять свои размеры и форму под действием
внешних сил, не разрушаясь при этом;
9. ползучесть – свойство металлов медленно и непрерывно удлиняться под действием
приложенных к нему постоянных рабочих напряжений в условиях повышенных и
высоких температур.
10. Предельно-допустимый уровень (ПДУ) – это максимальное значение негативного
фактора, который воздействует на человека (изолированно или в сочетании с другими
факторами) в течение рабочей смены, ежедневно, на протяжении всего периода
трудового стажа, не вызывает у него и у его потомства биологических изменений, в том
числе заболеваний, а так же психологических нарушений (снижение интеллектуальных и
эмоциональных способностей, умственной работоспособности).
11. прочность – способность металла сопротивляться разрушению или появлению
остаточных деформаций;
12. Свариваемостью называют способность металла образовывать прочное сварное
соединение. Хорошей свариваемостью обладает низкоуглеродистая сталь, труднее
сварить чугун и цветные металлы.
13. Сварка является основным процессом получения металлических сооружений,
обеспечивая высокую производительность, экономичность и прочность.
14. Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений
материалов путем установления межатомных связей между свариваемыми частями при
их нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.
15. Сплавом называется макроскопически однородная система, состоящая из двух и более химических
элементов.
16. твёрдость – способность металла сопротивляться поверхностной деформации под
действием более твёрдого тела;
17. Токсикология — это медицинская наука, изучающая свойства ядовитых веществ,
механизм их действия на живой организм, сущность вызываемого ими патологического
процесса (отравления), методы его лечения и предупреждения. Область токсикологии,
изучающая действие химических веществ на человека в условиях производства,
называется промышленной токсикологией.
196
18. Токсичность — это способность веществ оказывать вредное действие на живые
организмы.
19. трудовой договор - соглашение между работодателем и работником, в соответствии с
которым работодатель обязуется предоставить работнику работу по обусловленной
трудовой функции, обеспечить условия труда, предусмотренные Трудовым кодексом,
законами и иными нормативными правовыми актами, коллективным договором,
соглашениями, локальными нормативными актами, содержащими нормы трудового
права, своевременно и в полном размере выплачивать работнику заработную плату, а
работник обязуется лично выполнять определенную этим соглашением трудовую
функцию, соблюдать действующие в организации правила внутреннего трудового
распорядка.
20. Трудовые отношения - отношения, основанные на соглашении между работником и
работодателем о личном выполнении работником за плату трудовой функции (работы по
определенной специальности, квалификации или должности), подчинении работника
правилам внутреннего трудового распорядка при обеспечении работодателем условий
труда, предусмотренных трудовым законодательством, коллективным договором,
соглашениями, трудовым договором.
21. ударная вязкость – способность металла сопротивляться разрушению под действием
динамической нагрузки;
22. упругость –способность возвращаться к первоначальной форме после прекращения
действия сил;
23. Фазой называют однородную часть сплава, характеризующуюся определенным составом и
строением и отделенную от других частей сплава поверхностью раздела при переходе через
которую состав или строение вещества изменяется скачкообразно.
РАЗДЕЛ 6. Изменения в рабочей программе, которые произошли после утверждения
программы.
Характер изменений в
программе
Номер и дата
протокола заседания
кафедры, на котором
было принято данное
решение
Подпись заведующего
кафедрой,
утверждающего
внесённое изменение
Подпись декана
факультета
(проректора по
учебной работе),
утверждающего
данное изменение
РАЗДЕЛ 7. Учебные занятия по дисциплине ведут:
Ф.И.О., учёное звание и
степень преподавателя
Судакова О.Н.
Насырова Е.Ю.
Челтыбашев А.А.
Учебный
год
Факультет
Специальность
2007-2008
Технологии и дизайна
Технология и
предпринимательство
197