Operator_maszyn_i_urządzen_do_obrobki_plastycznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Tomasz Jeziorowski

Wykonywanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej
812[01].Z2.02

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji

–

Państwowy Instytut Badawczy

Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inŜ. Robert Wanic
mgr inŜ. Andrzej Pasiut

Opracowanie redakcyjne:
mgr Tomasz Jeziorowski

Konsultacja:

mgr inŜ. Marek Olsza

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 812[01].Z2.02
„Wykonywanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej”, zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu operator maszyn i urządzeń do obróbki plastycznej.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Przykładowe scenariusze zajęć

5. Ćwiczenia

5.1. Charakterystyka procesów obróbki cieplnej

5.1.1. Ćwiczenia

5.2. Urządzenia do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej

5.2.1. Ćwiczenia

5.3. WyŜarzanie

5.3.1. Ćwiczenia

5.4. Hartowanie

5.4.1. Ćwiczenia

5.5. Odpuszczanie i ulepszanie cieplne

5.5.1. Ćwiczenia

5.6. Obróbka cieplno-chemiczna

5.6.1. Ćwiczenia

5.7. Wady wyrobów spowodowane niewłaściwie przeprowadzoną obróbką

cieplną

5.7.1. Ćwiczenia

5.8. Bezpieczeństwo i higiena pracy, ochrona ppoŜ. i ochrona środowiska

podczas obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej

5.8.1. Ćwiczenia

6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

7. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny w prowadzeniu

zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie operator maszyn i urządzeń do obróbki
plastycznej 812[01].

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien mieć juŜ ukształtowane,
aby bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie uczeń ukształtuje podczas pracy
z poradnikiem,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

przykładowe ćwiczenia ze wskazówkami do realizacji, zalecanymi metodami nauczania–
uczenia oraz środkami dydaktycznymi,

−

ewaluację osiągnięć ucznia, przykładowe narzędzie pomiaru dydaktycznego,

−

literaturę uzupełniającą.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone róŜnymi metodami ze

szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania.

Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróŜnicowane, począwszy od

samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.

Jako pomoc w realizacji jednostki modułowej dla uczniów przeznaczony jest Poradnik

dla ucznia. Nauczyciel powinien ukierunkować uczniów na właściwe korzystanie z poradnika
do nich adresowanego.

Materiał nauczania (w Poradniku dla ucznia) podzielony jest na rozdziały, które zawierają

podrozdziały. Podczas realizacji poszczególnych rozdziałów wskazanym jest zwrócenie
uwagi na następujące elementy:

−

materiał  nauczania  –  w  miarę  moŜliwości  uczniowie  powinni  przeanalizować
samodzielnie.  Obserwuje  się  niedocenianie  przez  nauczycieli  niezwykle  waŜnej
umiejętności,  jaką  uczniowie  powinni  bezwzględnie  posiadać  –  czytanie  tekstu
technicznego ze zrozumieniem,

−

pytania sprawdzające mają wykazać, na ile uczeń opanował materiał teoretyczny i czy jest
przygotowany  do  wykonania  ćwiczeń.  W zaleŜności  od  tematu  moŜna  zalecić  uczniom
samodzielne  opracowanie  odpowiedzi  na  pytania  lub  wspólna  dyskusja  z  całą  grupą
uczniów,  w  formie  dyskusji  opracowanie  odpowiedzi  na  pytania.  Druga  forma  jest
korzystniejsza,  poniewaŜ  nauczyciel  sterując  dyskusją  moŜe  uaktywniać  wszystkich
uczniów oraz w trakcie dyskusji usuwać wszelkie wątpliwości,

−

dominującą rolę w kształtowaniu umiejętności oraz opanowania materiału spełniają
ć

wiczenia. W trakcie wykonywania ćwiczeń uczeń powinien zweryfikować wiedzę

teoretyczną oraz opanować nowe umiejętności. Przedstawiono dosyć obszerną propozycję
ć

wiczeń wraz ze wskazówkami o sposobie ich przeprowadzenia, uwzględniając róŜne

moŜliwości ich realizacji w szkole. Nauczyciel decyduje, które z zaproponowanych
ć

wiczeń jest w stanie zrealizować przy określonym zapleczu techno-dydaktycznym

szkoły. Prowadzący moŜe równieŜ zrealizować ćwiczenia, które sam opracował,

−

sprawdzian  postępów  stanowi  podsumowanie  rozdziału,  zadaniem  uczniów  jest
udzielenie odpowiedzi na pytania w nim zawarte. Uczeń powinien samodzielnie czytając
zamieszczone  w  nim  stwierdzenia  potwierdzić  lub  zaprzeczyć  opanowanie  określonego
zakresu  materiału.  JeŜeli  wystąpią  zaprzeczenia,  nauczyciel  powinien do tych zagadnień
wrócić,  sprawdzając  czy  braki  w  opanowaniu  materiału  są  wynikiem  niezrozumienia
przez  ucznia  tego  zagadnienia,  czy  niewłaściwej  postawy  ucznia  w  trakcie  nauczania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W tym  miejscu  jest  szczególnie  waŜna  rola  nauczyciela,  gdyŜ  od  postawy  nauczyciela,
sposobu  prowadzenia  zajęć  zaleŜy  między  innymi  zainteresowanie  ucznia.  Uczeń
niezainteresowany  materiałem  nauczania,  wykonywaniem  ćwiczeń  nie  nabędzie  w pełni
umiejętności  załoŜonych  w  jednostce  modułowej.  NaleŜy  rozbudzić  wśród  uczniów  tak
zwaną „ciekawość wiedzy”. Potwierdzenie przez ucznia opanowania materiału nauczania
rozdziału moŜe stanowić podstawę dla nauczyciela do sprawdzenia wiedzy i umiejętności
ucznia  z  tego  zakresu.  Nauczyciel  realizując  jednostkę  modułową  powinien  zwracać
uwagę na predyspozycje ucznia, ocenić, czy uczeń ma większe uzdolnienia manualne, czy
moŜe lepiej radzi sobie z rozwiązywaniem problemów teoretycznych,

−

testy  zamieszczone  w rozdziale Ewaluacja osiągnięć ucznia zawierają zadania z zakresu
całej jednostki modułowej i naleŜy je wykorzystać do oceny uczniów, a wyniki osiągnięte
przez  uczniów  powinny  stanowić  podstawę  do  oceny  pracy  własnej  nauczyciela
realizującego  tę  jednostkę  modułową.  KaŜdemu  zadaniu  testu  przypisano  określoną
liczbę  moŜliwych  do  uzyskania  punktów  (0  lub  1  punkt).  Ocena  końcowa  uzaleŜniona
jest  od  ilości  uzyskanych  punktów.  Nauczyciel  moŜe  zastosować  test  według  własnego
projektu oraz zaproponować własną skalę ocen. NaleŜy pamiętać, Ŝeby tak przeprowadzić
proces  oceniania  ucznia,  aby  umoŜliwić  mu  jak  najpełniejsze  wykazanie  swoich
umiejętności.
Metody polecane do stosowania podczas kształcenia modułowego to:

−

pokaz,

−

wiczenie,

−

projektów,

−

przewodniego tekstu.

Schemat układu jednostek modułowych

812[01].Z2

Technologia wytwarzania

wyrobów metodami obróbki

plastycznej

812[01].Z2.01

Posługiwanie się

podstawowymi pojęciami

z zakresu obróbki plastycznej

812[01].Z2.02

Wykonywanie operacji

obróbki cieplnej i cieplno-

chemicznej

812[01].Z2.03

Przygotowanie

i nagrzewanie wsadu do

obróbki plastycznej

812[01].Z2.04

Wykonywanie wyrobów

w procesie walcowania

i ciągnienia

812[01].Z2

Wykonywanie wyrobów

w procesie kucia

812[01].Z2

Wykonywanie wyrobów

w procesie tłoczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

stosować jednostki układu SI,

−

posługiwać się dokumentacją techniczną,

−

odczytywać dane z wykresów,

−

wykonywać pomiary warsztatowe,

−

uŜytkować komputer,

−

zorganizować miejsce pracy zgodnie z zasadami ergonomii,

−

stosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz
ś

rodowiska,

−

pracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

określić cel, metody i zakres stosowania obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej,

−

wyjaśnić przemiany zachodzące w stali podczas nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia,

−

scharakteryzować wyŜarzanie, hartowanie, odpuszczanie, ulepszanie cieplne oraz
nawęglanie, azotowanie, węgloazotowanie,

−

scharakteryzować aluminiowanie, chromowanie i bromowanie,

−

wyjaśnić istotę i określić zalety obróbki jonowej,

−

dobrać rodzaj obróbki cieplnej do Ŝądanych właściwości po obróbce,

−

dobrać parametry obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej,

−

rozróŜnić urządzenia do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej,

−

obsłuŜyć piece komorowe do nagrzewania i wanny hartownicze,

−

wykonać podstawowe operacje obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej oraz ocenić
ich wpływ na strukturę i właściwości stopów,

−

sprawdzić jakość wykonanej pracy,

−

zanalizować wady spowodowane niewłaściwie przeprowadzoną obróbką cieplną,

−

zastosować przepisy bhp, ochrony ppoŜ. i ochrony środowiska podczas obróbki cieplnej
i cieplno-chemicznej,

−

skorzystać z dokumentacji technologicznej, norm, poradników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca

…………………………………….……………....

Modułowy program nauczania:

Operator maszyn i urządzeń do obróbki plastycznej
812[01]

Moduł:

Technologia wytwarzania wyrobów metodami obróbki
plastycznej 812[01].Z2

Jednostka modułowa:

Wykonywanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-
chemicznej 812[01].Z2.02

Temat: Ogólna charakterystyka procesów obróbki cieplnej.

Cel ogólny: Ukształtowanie umiejętności dobierania parametrów do operacji obróbki

cieplnej.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

wyjaśnić pojęcie obróbki cieplnej,

−

określić najwaŜniejsze zabiegi obróbki cieplnej,

−

sklasyfikować obróbki cieplnej,

−

rozróŜnić typowe procesy obróbki cieplnej,

−

określić cele obróbki cieplnej w poszczególnych fazach,

W czasie zajęć będą kształtowane następujące umiejętności ponadzawodowe:
–

organizowania i planowania pracy,

–

pracy w zespole,

–

oceny pracy zespołu.

Metody nauczania–uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

pokaz z objaśnieniem,

−

wiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

wykres Ŝelazo-węgiel

−

papier,

−

długopis, ołówek HB,

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

zajęcia w 2–3-osobowych zespołach uczniowskich.

Czas trwania zajęć: 2 godziny dydaktyczne.

Przebieg zajęć:
1.  Wprowadzenie.
2.  Omówienie celu zajęć.
3.  Plan zajęć:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

A. Wiadomości ogólne:

–

wstęp – nauczyciel wyjaśnia uczniom, pojęcie obróbki cieplnej oraz mechanizm
zachodzących zmian właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych
podczas prowadzenia obróbki.

B. Zmiany w stali podczas ogrzewania i wygrzewania:

–

nauczyciel krótko charakteryzuje przemiany, jakie występują w stalach na skutek
róŜnych zabiegów ogrzewania i wygrzewania,

–

nauczyciel wyjaśnia co to jest „perlit, ferryt, cementyt, itp.”,

–

uczniowie otrzymują karty ćwiczeniowe do wykonania ćwiczenia „Wyznaczanie
temperatury dla stali niestopowej o gatunku 45 na podstawie wykresu Fe-C”,

–

uczniowie w małych zespołach wyznaczając temperaturę hartowania.
W trakcie realizacji zajęć nauczyciel powinien zwracać uwagę na dokładność

wykonania ćwiczenia.

C. Zmiany zachodzące w stali podczas chłodzenia:

–

nauczyciel krótko charakteryzuje przemiany, jakie występują w stali podczas
chłodzenia,

–

nauczyciel prowadzi dyskusję na temat dobierania szybkości chłodzenia,

–

uczniowie określają zasady dobierania szybkości chłodzenia,

–

uczniowie zapisują informacje do zeszytu,

–

nauczyciel prowadzi dyskusję na temat metod stosowanych do chłodzenia,

–

uczniowie określają stosowane metody chłodzenia,

–

uczniowie zapisują informacje do zeszytu.
W trakcie realizacji zajęć nauczyciel powinien zwracać uwagę na poprawność

wyciąganych wniosków i zapisywanych informacji.

4. Podsumowanie zajęć:

−−−−

uczniowie uzasadniają potrzebę stosowania obróbki cieplnej wskazując na korzyści
wynikające ze stosowania obróbki cieplnej,

−−−−

wymieniają zmiany strukturalne zachodzące podczas ogrzewania i wygrzewania stali,

−−−−

wymieniają zmiany strukturalne zachodzące podczas chłodzenia,

−−−−

charakteryzują zmiany właściwości mechanicznych materiału po obróbce cieplnej.

5. Ocena poziomu osiągnięć uczniów i ocena ich aktywności.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Odszukaj na stronach internetowych lub katalogach informacje o stosowaniu olejów
w procesach chłodzenia. Uzyskane informacje zapisz do zeszytu.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotycząca sposobu prowadzenia zajęć i zdobytych
umiejętności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca

…………………………………….……………....

Modułowy program nauczania:

Operator maszyn i urządzeń do obróbki plastycznej
812[01]

Moduł:

Technologia wytwarzania wyrobów metodami obróbki
plastycznej 812[01].Z2

Jednostka modułowa:

Wykonywanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-
chemicznej 812[01].Z2.02

Temat: Wykonanie zabiegów obróbki cieplnej.

Cel ogólny: Ukształtowanie umiejętności wykonywania zabiegów obróbki cieplnej.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
–

rozróŜnić urządzenia do nagrzewania,

–

sklasyfikować wady występujące przy obróbce cieplnej,

–

dobrać obróbkę cieplną przy wykonywaniu typowych części maszyn,

–

wykonać wyŜarzanie,

–

wykonać hartowanie stali niestopowej,

–

wykonać ulepszanie cieplne stali konstrukcyjnej niestopowej.

W czasie zajęć będą kształtowane następujące umiejętności ponadzawodowe:
–

organizowania i planowania pracy,

–

pracy w zespole,

–

oceny pracy zespołu.

Metody nauczania–uczenia się:

−−−−

wykład instruktaŜowy,

−−−−

pokaz z objaśnieniem,

−−−−

wiczenie.

Środki dydaktyczne:

−−−−

stanowisko dydaktyczne do obróbki cieplnej wyposaŜone w piec hartowniczy,

−−−−

instrukcje, foliogramy, plansze,

−−−−

narzędzia do wykonania obróbki cieplnej,

−−−−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela dla nauczyciela.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

zajęcia w małych zespołach.

Czas trwania zajęć: 4 godziny dydaktyczne.

Przebieg zajęć:
1.  Wprowadzenie.
2.  Omówienie celu zajęć.
3.  Plan zajęć:

A. Przygotowanie do zabiegów obróbki cieplnej:

Wstęp – naleŜy przypomnieć uczniom sposoby obróbki cieplnej i podzielić na

2–3-osobowe zespoły.
–

uczniowie otrzymują normy i instrukcje dotyczące obróbki cieplnej,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

uczniowie pracując grupowo, wypisując przyrządy potrzebne do wykonania
ć

wiczenia.

W trakcie pracy nauczyciel zwraca uwagę uczniom na przygotowanie stanowiska

obróbki cieplnej.

B. Przygotowanie stanowiska do przeprowadzenia zabiegów obróbki cieplnej stali:

Wstęp – naleŜy przypomnieć uczniom o doborze odzieŜy roboczej.

−−−−

uczniowie na podstawie danych technicznych dobierają oprzyrządowanie,

−−−−

uczniowie zapoznają się z instrukcją obsługi stanowiskowej,

−−−−

uczniowie przygotowują stanowisko do operacji obróbki cieplnej.
W trakcie pracy nauczyciel zwraca uwagę na zagroŜenia na stanowisku obróbki

cieplnej oraz sprzęt ochrony indywidualnej, w który powinien być ubrany uczeń
przed rozpoczęciem zajęć.

C. Wykonywanie operacji obróbki cieplnej

Wstęp – naleŜy uczniom zademonstrować kolejne czynności przy wykonaniu
zabiegów obróbki cieplnej.

−

uczniowie przygotowują sprzęt,

−−−−

uczniowie wykonują zabiegi obróbki cieplnej:

−−−−

wyŜarzania,

−−−−

hartowania,

−−−−

odpuszczania.

W trakcie pracy nauczyciel zwraca uwagę na prawidłowe parametry

przeprowadzania procesów obróbki cieplnej oraz przestrzeganie zasad bezpiecznej
pracy.

4. Podsumowanie zajęć:

−−−−

uczniowie uzasadniają stosowanie zabiegów obróbki cieplnej,

−−−−

wskazują na korzyści wynikające ze stosowania zabiegów obróbki cieplnej,

−−−−

uczniowie oceniają poprawność zabiegów: wyŜarzania, hartowania, odpuszczania.

5. Nauczyciel na podstawie obserwacji pracy uczniów określa poziom wiadomości

i umiejętności praktycznych.

Zakończenie zajęć

Praca domowa
Odszukaj na stronach internetowych lub katalogach inne metody obróbki cieplnej stosowane
w procesach wytwarzania części maszyn. Uzyskane informacje zapisz do zeszytu.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotycząca sposobu prowadzenia zajęć i zdobytych
umiejętności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ĆWICZENIA

5.1. Ogólna charakterystyka zabiegów obróbki cieplnej

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw w tabeli podstawowe procesy obróbki cieplnej, ich charakterystykę i cel

stosowania.

Tabela do ćwiczenia 1

Procesy obróbki cieplnej

Charakterystyka procesów

Cel stosowania procesów

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy zwrócić uwagę na poprawne rozróŜnianie
przez uczniów procesów obróbki cieplnej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  określić podstawowe procesy obróbki cieplnej,
2)  scharakteryzować procesy obróbki cieplnej,
3)  określić cel stosowania procesów obróbki cieplnej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy przeanalizować z uczniami wykres Ŝelazo-
węgiel.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  rozpoznać elementy układu Ŝelazo-węgiel,
2)  uzupełnić pozostawione puste miejsca na wykresie
3)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

kartka,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.2. Urządzenia do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ operacje i parametry obróbki cieplnej, jakie moŜna wykonać w piecu oporowym,

komorowym, w oparciu o dokumentację techniczną urządzenia.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment

Materiał nauczania. Uczniowie powinni dokładnie przeanalizować dokumentację techniczno-
ruchową pieca.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować dokumentację techniczną pieca,
2) wyszukać informacje dotyczące realizacji procesów technologicznych w piecu oporowym

komorowym,

3) zapisać informacje w zeszycie,
4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

dokumentacja techniczna pieca oporowego, komorowego,

−

kartka,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Na podstawie instrukcji obróbki cieplnej dokonaj nagrzania 4 sztuk kutych prętów

kwadratowych ze stali 20G2 o boku 30 mm i długości 400 mm do wyŜarzania
normalizującego.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. Przed przystąpieniem do ćwiczenia naleŜy zapoznać
uczniów z instrukcją stanowiskową oraz zwrócić uczniom szczególną uwagę na
przestrzeganie zasad bhp podczas wykonywania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przygotować stanowisko pracy,
2) przeanalizować instrukcję obsługi pieca,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3)  przeanalizować instrukcję obróbki cieplnej stali 20G2,
4)  ułoŜyć wsad w piecu zgodnie z zasadami bhp,
5)  nastawić temperaturę i czas grzania zgodnie z instrukcją,
6)  załączyć piec i kontrolować przebieg procesu grzania,
7)  wyłączyć piec,
8)  wyjąć wsad i studzić zgodnie z instrukcją,
9)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie laboratoryjne.

rodki dydaktyczne:

−

piec oporowy komorowy,

−

instrukcja obróbki cieplnej,

−

instrukcja obsługi pieców,

−

narzędzia robocze,

−

odzieŜ ochronna i sprzęt ochrony indywidualnej.

Ćwiczenie 3

Oblicz czas grzania walca ze stali węglowej, o średnicy 0,3 m i długości 1,5 m do

temperatury hartowania i odpuszczania.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy zwrócić uwagę na poprawne zastosowanie
wzoru do obliczania czasu grzania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  określić wymiar charakterystyczny dla walca,
2)  odczytać wartość współczynnika K dla walca,
3)  określić wymiar redukowany – zastosować wzór K

4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie obliczeniowe.

rodki dydaktyczne:

−

kartka,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.3. WyŜarzanie

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie norm dobierz temperaturę i czas wyŜarzania normalizującego dla stali 35.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy objaśnić i zademonstrować uczniom
posługiwanie się normami.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przeanalizować normy,
2)  odczytać z tabeli temperaturę i czas wyŜarzania normalizującego,
3)  zanotować parametry wyŜarzania w zeszycie,
4)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−−−−

karty materiałowe, normy,

−−−−

zeszyt,

−−−−

Poradnik dla ucznia,

−−−−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Wykonaj wyŜarzanie normalizujące staliwa i stali. Określ zmiany twardości po wyŜarzaniu

normalizującym staliwa i stali.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować stanowisko pracy,
2)  zastosować zasady bhp, ochrony ppoŜ i ochrony środowiska podczas wykonywanej pracy,
3)  zmierzyć twardość próbek w stanie wyjściowym do wyŜarzania normalizującego,
4)  przeprowadzić wyŜarzanie normalizujące w warunkach dobranych stosownie do składu

chemicznego i wymiarów próbek,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5)  zmierzyć twardość próbek po wyŜarzaniu normalizującym,
6)  zestawić w tabeli wyniki uzyskane z pomiarów twardości próbek,
7)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

próbki staliwa i stali przeznaczone do wyŜarzania normalizującego,

−

piec elektryczny komorowy,

−

twardościomierz Rockwella,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

Ćwiczenie 3

Wykonaj wyŜarzanie zmiękczające zuŜytych przecinaków i przebijaków ze stali N8E.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować stanowisko pracy,
2)  zastosować zasady bhp, ochrony ppoŜ i ochrony środowiska podczas wykonywanej pracy,
3)  dobrać parametry wyŜarzania zmiękczającego,
4)  przygotować piec do obróbki oraz ośrodek chłodzący,
5)  wykonać obróbkę cieplną zgodnie z instrukcją technologiczną,
6)  dokonać pomiaru twardości obrobionego detalu.
7)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−−−−

piec komorowy,

−−−−

ośrodek chłodzący: skrzynka z piaskiem lub popiołem,

−−−−

wsad do obróbki: przecinaki i przebijaki,

−−−−

twardościomierz,

−−−−

instrukcje obsługi urządzeń, instrukcje bhp,

−−−−

instrukcja technologiczna, PN normy,

−−−−

zeszyt,

−−−−

Poradnik dla ucznia,

−−−−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.4. Hartowanie

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zbadaj twardość próbki przed i po hartowaniu płomieniowym.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować stanowisko pracy,
2)  zastosować zasady bhp, ochrony ppoŜ i ochrony środowiska podczas wykonywanej pracy,
3)  umocować próbkę w uchwycie obrotowym,
4)  nagrzać próbkę palnikiem do temperatury około 830

C (tabela barw Ŝarzenia),

5)  ochłodzić próbkę w strumieniu cieczy,
6)  przeciąć próbkę, oszlifować,
7)  wykonać pomiary twardości w kilku miejscach na powierzchni czołowej próbki,
8)  sporządzić wykres twardości w funkcji odległości od środka próbki,
9)  zapisać wnioski z ćwiczenia,
10)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

palnik acetylenowo-tlenowy,

−

odzieŜ ochronna i sprzęt ochrony indywidualnej,

−

próbki,

−

piła do cięcia próbki, szlifierka, papier ścierny,

−

tablica barw Ŝarzenia,

−

twardościomierz Rockwella,

−

instrukcja obsługi twardościomierza,

−

zeszyt.

Ćwiczenie 2

Na podstawie norm, dobierz temperaturę hartowania i sposób chłodzenia dla

przedmiotów wykonanych ze stali 35, 45.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. Nauczyciel powinien zapoznać uczniów z zasadami
posługiwania się normami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  wyszukać w tablicach temperatury hartowania dla stali,
2)  określić czas wygrzewania,
3)  określić szybkość chłodzenia i dobrać środek chłodzący,
4)  zapisać informacje,
5)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

próbki,

−

tablice stali,

−

zeszyt.

Ćwiczenie 3

Dokonaj hartowania powierzchniowego części roboczej dłuta wykonanego jako odkuwka

ze stali N8E.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować stanowisko pracy,
2)  zastosować zasady bhp, ochrony ppoŜ i ochrony środowiska podczas wykonywanej pracy,
3)  określić parametry hartowania na podstawie tablic stali,
4)  wybrać i przygotować do pracy oprzyrządowanie grzewcze,
5)  przygotować ośrodek chłodzący,
6)  wykonać hartowanie powierzchniowe części roboczej dłuta,
7)  wykonać pomiar twardości zahartowanej powierzchni,
8)  ocenić jakość przeprowadzonej obróbki,
9)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie praktyczne.

rodki dydaktyczne:

−

urządzenia grzewcze

−

wanna hartownicza,

−

twardościomierz,

−

odkuwka dłuta,

−

narzędzia

−

tablice stali,

−

zeszyt,

−

odzieŜ ochronna i sprzęt ochrony indywidualnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.5. Odpuszczanie i ulepszanie cieplne

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj obserwacji struktur stali po hartowaniu i odpuszczaniu niskim, średnim

i wysokim.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. Nauczyciel powinien zapoznać uczniów z instrukcją
obsługiwania mikroskopu metalograficznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować mikroskop do pracy,
2)  obserwować strukturę stali po hartowaniu i odpuszczaniu niskim, średnim i wysokim,
3)  porównać obserwowane struktury z wzorcowymi,
4)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

mikroskop metalograficzny,

−

komplet zgładów,

−

tablice z wzorcowymi strukturami,

−

kartka A4,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Wykonaj odpuszczanie wytypowanych gatunków stali, a następnie przeprowadź pomiary

twardości próbek, poddanych odpuszczaniu.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dobrać temperatury odpuszczania niskiego, średniego i wysokiego dla wytypowanych

gatunków stali,

2) ustalić porównywalne temperatury odpuszczania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3)  wykonać zabiegi odpuszczania dla załoŜonego, stałego czasu (z zachowaniem zasad bhp),
4)  przygotować powierzchnie próbek przez szlifowanie do pomiaru twardości,
5)  dokonać pomiarów twardości,
6)  opracować wnioski końcowe,
7)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

zestaw próbek do odpuszczania,

−

piece komorowe do odpuszczania,

−

szlifierka do obróbki powierzchni próbek,

−

twardościomierz.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.6. Obróbka cieplno-chemiczna

5.6.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ wpływ róŜnych procesów obróbki cieplno

−

chemicznej na strukturę i własności

stali.

Tabela do ćwiczenia 1

Proces obróbki cieplno-chemicznej

Struktura i właściwości stali

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy zwrócić uwagę uczniów na wpływ procesów
cieplno-chemicznych na strukturę i właściwości metali.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić wpływ róŜnych procesów obróbki cieplno-chemicznej na strukturę i własności

stali,

2) zapisać informacje w tabeli,
3) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

kartka,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przeprowadź nawęglanie stali. Przygotuj wnioski dotyczące wpływu nawęglania na

strukturę i własności stali.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment

rozdziału Materiał dla ucznia. Przed przystąpieniem do ćwiczenia naleŜy zapoznać uczniów
z instrukcją stanowiskową oraz zwrócić uczniom szczególną uwagę na przestrzeganie zasad
bhp podczas wykonywania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować stanowisko pracy,
2)  przeanalizować instrukcję obsługi urządzeń do obróbki cieplno-chemicznej i zasadami bhp,
3)  umieścić w skrzynce próbki stali 15 w celu nawęglenia,
4)  wstawić do pieca o temperaturze 800–920°C zamkniętą szczelnie na okres 1 godziny,
5)  wyciągnąć próbki ze skrzynki i jedną poddać hartowaniu,
6)  zmierzyć i porównać twardość próbek: w stanie surowym, po nawęglaniu, po hartowaniu,
7)  przeprowadzić  obserwacje  metalograficzne  struktur  stali  po  nawęglaniu  i  obróbce

cieplnej,

8)  przeprowadzić pomiary twardości próbek,
9)  sporządzić i przeanalizować rysunki otrzymanych struktur,
10)  przeanalizować róŜnice pomiędzy otrzymanymi wynikami a wykresem teoretycznym,
11)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania-uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

piec elektryczny oporowy,

−

skrzynka metalowa z węglem drzewnym,

−

próbki stali 15 w stanie surowym, po nawęglaniu i po obróbce cieplnej,

−

twardościomierze,

−

mikroskop metalograficzny,

−

próbki stali po nawęglaniu i hartowaniu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.7. Wady wyrobów spowodowane niewłaściwie przeprowadzoną

obróbką cieplną

5.7.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj wady elementów poddanych obróbce cieplnej. Zestaw tabelarycznie wady

spowodowane obróbką cieplną – podaj przyczyny powstawania, sposoby zapobiegania oraz
ewentualnego ich usuwania.

Tabela 1 do ćwiczenia 1

Wady spowodowane

obróbką cieplną

Przyczyny

Zapobieganie

Usuwanie

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy zwrócić uwagę uczniów na rozpoznawanie
wad spowodowanych niewłaściwą obróbkę cieplną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  obejrzeć elementy poddane obróbce cieplnej,
2)  rozpoznać wady spowodowane obróbką cieplną
3)  zapisać informacje w tabeli,
4)  określić przyczyny, zapobieganie oraz usuwanie wad spowodowanych obróbką cieplną,
5)  zapisać informacje w tabeli,
6)  zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

kartka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Określ zmiany wymiarów i kształtu próbek stalowych występujące kolejno po hartowaniu

i odpuszczaniu.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. NaleŜy zwrócić uwagę na poprawność wykonywania
przez uczniów pomiarów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  przygotować stanowisko pracy,
2)  oznaczyć próbki i określić ich wymiary i kształt,
3)  nagrzać  piec  do  właściwej  temperatury  hartowania  lub  przesycania  dla  określonych

próbek,

4)  nagrzać próbki i chłodzić w wodzie i oleju (wielokrotnie hartować lub przesycać),
5)  zmierzyć wymiary próbek i określić ich kształt,
6)  przeciąć  próbkę  pierścieniową  na  przecinarce  elektroerozyjnej,  uwalniając  w  ten  sposób

napręŜenia wewnętrzne,

7) przeanalizować wymiary i kształty próbki pierścieniowej,
8) poddać próbki zahartowane odpuszczaniu przez 0,5, 1, 1,5, i 2 godziny (z określonymi

zmianami wymiarów po hartowaniu),

9)  określić zmiany wymiarów próbki dla kaŜdego czasu odpuszczania,
10)  zestawić i porównać wyniki pomiarów,
11)  określić zmiany wymiarowe dla poszczególnych próbek,
12)  sporządzić wnioski i zinterpretować uzyskane wyniki.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

piec elektryczny komorowy,

−

zestaw próbek cylindrycznych oraz w kształcie pierścienia i sześcianu ze stali
konstrukcyjnych niestopowych i stopowych oraz austenitycznych,

−

oprzyrządowanie do zrealizowania operacji hartowania i przesycania,

−

przecinarka elektroerozyjna,

−

stanowisko do wykonywania zgładów metalograficznych,

−

warsztatowy mikroskop pomiarowy,

−

zestaw mierniczy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.8. Bezpieczeństwo i higiena pracy, ochrona ppoŜ. i ochrona

środowiska podczas obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej

5.8.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw, w formie tabelarycznej, czynniki, które przy wykonywaniu operacji obróbki

cieplnej i cieplno-chemicznej mogą być źródłem zagroŜeń i wypadków, oraz przyporządkuj
do nich właściwe środki ochrony.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania..

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić czynniki powodujące wypadki,
2) zidentyfikować czynniki fizyczne i chemiczne, wpływające na bezpieczeństwo i higienę

pracy przy obróbce cieplnej metali,

3) dobrać działania profilaktyczne i sprzęt ochrony indywidualnej,
4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

kartka,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Dobierz sprzęt ochrony indywidualnej, który powinien być zastosowany podczas

wykonywania operacji hartowania.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału materiał nauczania. Nauczyciel przypomina uczniom zagroŜenia
występujące na stanowisku hartowania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zidentyfikować czynniki fizyczne i chemiczne, wpływające na bezpieczeństwo i higienę

pracy przy obróbce cieplnej metali,

2) dobrać

sprzęt

ochrony

indywidualnej,

zabezpieczający

przed

wpływem

zidentyfikowanych szkodliwych czynników,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania

−

uczenia się:

−

dyskusja dydaktyczna,

−

wiczenie.

rodki dydaktyczne:

−

odzieŜ ochronna – róŜne rodzaje,

−

okulary ochronne – róŜne rodzaje,

−

osłony i tarcze przeciwodpryskowe,

−

tarcze przeciwpyłowe,

−

kartka,

−

Poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 7 Poradnika dla nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

TEST 1
Test dwustopniowy do jednostki modułowej

„Wykonywanie operacji

obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej”

Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:

−

zadania 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 16, 19, 20 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 10, 11, 12, 15, 17, 18 są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za kaŜdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

−

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 8 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 12 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 19 zadań, w tym 5 z poziomu ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi: 1. c, 2. b, 3. a, 4. b, 5. a, 6. d, 7. a, 8. a, 9. d, 10. b, 11. a,

12. c, 13. b, 14. a, 15. a, 16. a, 17. d, 18. a, 19. c, 20. c.

Plan testu

zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

RozróŜnić rodzaje hartowania

Wskazać znaczenie obróbki cieplnej

Określić wpływ struktury uzyskanej podczas
obróbki cieplnej na twardość stali

Określić wygrzewanie

Określić stan skupienia, w którym zachodzą
przemiany strukturalne

Dobrać zbieg obróbki cieplnej

Wskazać cel hartowania stali

Dobrać rodzaj wyŜarzania

Zdefiniować powstawanie sorbitu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10 Rozpoznać proces hartowania

11 Dobrać rodzaj wyŜarzania

Rozpoznać hartowanie na podstawie uzyskanej
struktury stali

13 Określić cel odpuszczania

14 Rozpoznać obróbki cieplne

Określić procesy elementarne osadzania wolnych
atomów

Określić podstawowe parametry procesów
obróbki cieplnej

17 Określić zastosowanie nawęglania

18 Rozpoznać procesy obróbki cieplno-chemicznej

19 Wskazać wady niemoŜliwe do usunięcia

Określić czynniki zapewnienia bezpieczeństwa
i higieny pracy na stanowisku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej

jednotygodniowym.

2.  Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3.  Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań zawartych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4.  Przygotuj odpowiednią liczbę zestawów dla kaŜdego ucznia.
5.  Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
6.  Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
7.  Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.
8.  Nie przekraczaj czasu przeznaczonego na test.
9.  Na  5  minut  przed  zakończeniem  testu  przypomnij  uczniom  o  zbliŜającym  się  czasie

zakończenia udzielania odpowiedzi.

Instrukcja dla ucznia

1.  Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań.  Do  kaŜdego  zadania  dołączone  są  4  moŜliwości  odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

–

instrukcja,

–

zestaw zadań testowych,

–

karta odpowiedzi.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Strukturę bainityczną daje hartowanie z nagrzewaniem na wskroś

a)  bainityczne.
b)  izotermiczne.
c)  przerywane.
d)  stopniowe.

2. Strukturę obrabianego materiału zbliŜoną do stanu równowagi dynamicznej osiągniemy

dzięki
a)  hartowaniu.
b)  odpuszczaniu.
c)  wyŜarzaniu.
d)  zgniotowi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. Stal narzędziowa, charakteryzuje się duŜą twardości dzięki strukturze

a)  perlitycznej.
b)  martenzytycznej.
c)  austenitycznej.
d)  ferrytyzno-perlitycznej.

4. Utrzymanie stali w stałej podwyŜszonej temperaturze w czasie obróbki cieplnej

nazywamy
a)  nagrzewaniem.
b)  wygrzewaniem.
c)  studzeniem.
d)  chłodzeniem.

5. W trakcie obróbki cieplnej przemiany strukturalne zachodzą w stanie

a)  stałym.
b)  ciekłym.
c)  gazowym.
d)  przejściowym.

6. Przed przystąpieniem do kucia wlewków staliwnych naleŜy je poddać wyŜarzaniu

a)  rekrystalizującemu.
b)  normalizującemu.
c)  odpręŜającemu.
d)  ujednorodniającemu.

7. W wyniku hartowania stali uzyskuje się zwiększenie jej

a)  twardości.
b)  plastyczności.
c)  ciągliwości.
d)  spręŜystości.

8. Aby usunąć w stali napręŜenia spowodowane przeróbką plastyczną zastosujemy

wyŜarzanie
a)  rekrystalizujące.
b)  sferoidyzujące.
c)  odpręŜające.
d)  normalizujące.

9. Martenzyt odpuszczony (sorbit) to podstawowa struktura, jaką otrzymuje się po

a)  hartowaniu.
b)  odpuszczaniu.
c)  nawęglaniu.
d)  azotowaniu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10. Hartowanie polegające na miejscowym nagrzaniu powierzchni za pomocą palnika

gazowego i intensywnym oziębieniu strumieniem wody nazywamy
a)  powierzchniowym.
b)  płomieniowym.
c)  stopniowym.
d)  zwykłym.

11. Efekt polepszenie obrabialności skrawaniem dla stali o większej zawartości węgla

uzyskujemy poprzez wyŜarzanie
a)  sferoidyzujące.
b)  grafityzujące.
c)  rekrystalizujące.
d)  odpręŜające

12. Strukturę bainityczną stali obrabianej cieplnie osiągniemy poprzez hartowanie

a)  powierzchniowe.
b)  objętościowe.
c)  izotermiczne.
d)  indukcyjne.

13. W celu zwiększenia plastyczności i ciągliwości stali stosuje się

a)  hartowanie.
b)  odpuszczanie.
c)  wyŜarzanie normalizujące.
d)  wyŜarzanie objętościowe.

14. Obróbka cieplna, która występuje bezpośrednio po hartowaniu i ma na celu usunięcie

napręŜeń hartowniczych to
a)  odpuszczanie.
b)  ulepszanie cieplne.
c)  odpręŜanie.
d)  normalizowanie.

15. Osadzanie się wolnych atomów, z fazy gazowej lub ciekłej, na granicy fazy stałej

w postaci warstewki o grubości jednego atomu to mechanizm
a)  dyfuzji.
b)  adsorpcji.
c)  mechanizm wakansowy.
d)  mechanizm międzywęzłowy.

16. Podstawowe parametry występujące podczas obróbki cieplnej

a)  temperatura nagrzewu, czas nagrzewania i chłodzenia.
b)  temperatura nagrzewania i chłodzenia.
c)  szybkość nagrzewania i chłodzenia.
d)  ciśnienie, temperatura i czas.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Wykonywanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Numer

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

TEST 2
Test dwustopniowy do jednostki modułowej

„Wykonywanie operacji

obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej”

Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:

−

zadania 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, są z poziomu podstawowego,

−

zadania 3, 8, 10, 14, 15, są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za kaŜdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań – uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

−

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 8 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 12 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 19 zadań, w tym 4 z poziomu ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi: 1. a, 2. b, 3. a, 4. a, 5. b, 6. c, 7. d, 8. c, 9. c, 10. d, 11. d,

12. d, 13. b, 14. b, 15. d, 16. a, 17. c, 18. a, 19. b, 20. a.

Plan testu

Nr
zad.

Cel operacyjny

(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

Wskazać struktury stali po obróbce cieplnej

Opisać znaczenie obróbki cieplnej stali

Określić znaczenie wyŜarzania rekrystalizującego

RozróŜnić zabiegi obróbki cieplnej

Zdefiniować zabiegi obróbki cieplnej

Zdefiniować operację hartowania

Zdefiniować pojęcie hartowności stali

Dobrać substancje chłodzące

RozróŜnić rodzaje hartowania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10 Określić stosowanie wyŜarzania grafityzującego

11 Określić zastosowanie odpuszczania średniego

12 Określić wpływ nawęglania na właściwości stali

13 RozróŜnić procesy obróbki cieplnej

14 Scharakteryzować zastosowanie nawęglania

15 Określić zastosowanie azotowania

16 Opisać cele obróbki cieplnej

17 Wskazać przyczyny pęknięć hartowniczych

Dobrać piece do procesów obróbki cieplno-
chemicznej

Zidentyfikować niebezpieczne czynniki
chemiczne na stanowisku obróbki cieplnej
i cieplno-chemicznej

Rozpoznać elementarne procesy zachodzące
podczas obróbki cieplno-chemicznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej

jednotygodniowym.

zakończenia udzielania odpowiedzi.

Instrukcja dla ucznia

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia:

–

instrukcja,

–

zestaw zadań testowych,

–

karta odpowiedzi.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Typowe struktury stali otrzymywane po obróbce cieplnej to

a)  martenzyt, bainit,ferryt i perlit.
b)  austenit, cementyt i ledeburyt.
c)  perlit, ledeburyt i bainit.
d)  perlit, ferryt i cementyt.

2. Dzięki obróbce cieplnej stali moŜemy

a)  dowolnie zmieniać kształt obrabianego przedmiotu.
b)  nadać jej określone własności wytrzymałościowe.
c)  spowodować zmianę kształtu i struktury materiału.
d)  zachować jej właściwości chemiczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. WyŜarzanie rekrystalizujące stosowane jest dla materiałów uprzednio poddanych obróbce

a)  plastycznej na zimno.
b)  plastycznej na gorąco
c)  skrawaniem.
d)  cieplnej.

4. Obróbka cieplna, która występuje bezpośrednio po hartowaniu i ma na celu usunięcie

napręŜeń hartowniczych to
a)  odpuszczanie.
b)  ulepszanie cieplne.
c)  odpręŜanie.
d)  normalizowanie.

5. Zabieg obróbki cieplnej polegający na utrzymaniu stopów metali w stałej temperaturze

przez określony czas nazywa się
a)  nagrzewaniem.
b)  wygrzewaniem.
c)  studzeniem.
d)  chłodzeniem.

6. Hartowanie polega na

a) nagrzaniu materiału do określonej temperatury i chłodzeniu z odpowiednią

szybkością.

b) nagrzaniu stali do temperatury powyŜej 600°C, wygrzaniu oraz chłodzeniu wolnym

lub przyspieszonym.

c) nagrzaniu stali do temperatury austenityzacji, wygrzaniu w tej temperaturze

i oziębianiu celem otrzymania struktury martenzytycznej lub bainitycznej

d) schłodzeniu wygrzanego przedmiotu do temperatury -15°C do -20°C.

7. Hartowność stali wyraŜana jest głębokością hartowania się na martenzyt, aŜ do miejsca,

w którym jest go przynajmniej
a)  10%.
b)  25%.
c)  40%.
d)  50%.

8. Stale średniowęglowe i stopowe w procesie hartowania chłodzi się najczęściej w

a)  wodzie.
b)  roztworach soli.
c)  oleju.
d)  powietrzu.

9. Hartowanie, ze względu na zasięg austenityzowania obrabianego cieplnie przedmiotu,

dzielimy na
a)  zwykłe i stopniowe.
b)  izotermiczne i stopniowe.
c)  powierzchniowe i objętościowe.
d)  zwykłe i na wskroś.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10. WyŜarzanie grafityzujące stosujemy w celu

a)  polepszenie obrabialności skrawaniem dla stali o większej zawartości węgla.
b)  usunięcie wewnętrznych napręŜeń skutków zgniotu w stali walcowanej.
c)  zmniejszenie niejednorodności składu chemicznego duŜych odlewów staliwnych.
d)  wytworzenia z Ŝeliwa białego Ŝeliwa ciągliwego czarnego.

11. Aby uzyskać stal o duŜej wytrzymałości i spręŜystości, np. przy produkcji spręŜyn

i resorów, przeprowadza się
a)  hartowanie.
b)  ulepszanie.
c)  odpuszczanie niskie.
d)  odpuszczanie średnie.

12. Aby zapewnić stali duŜą twardość powierzchni obrobionych elementów, duŜą odporność

na  ścieranie  i  wytrzymałość  zmęczeniową  przy  duŜej  ciągliwości  i  spręŜystości  rdzenia
stosuje się
a)  azotowanie.
b)  węgloazotowanie.
c)  borowanie.
d)  nawęglanie.

13. Numerem 2 na rysunku oznaczono

a)  nawęglanie.
b)  normalizowanie.
c)  odpuszczanie.
d)  hartowanie.

14. Nawęglanie ma zastosowanie w procesach technologicznych

a)  wyrobu urządzeń do obróbki plastycznej.
b)  kół zębatych, wałków rozrządu, pierścieni i wałków łoŜysk.
c)  narzędzi tnących, skrawających i pomiarowych.
d)  nie znalazło szerszego zastosowania.

15. Przy produkcji elementów naraŜonych na korozję w środowisku wodnym wykorzystuje

się obróbkę cieplno-chemiczną
a)  nawęglania.
b)  borowania.
c)  chlorowania dyfuzyjnego.
d)  azotowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16. Obróbka cieplna metali i stopów ma na celu zmianę właściwości

a)  mechanicznych, fizycznych , chemicznych, technologicznych.
b)  mechanicznych, chemicznych, plastycznych.
c)  plastycznych, chemicznych, wytrzymałościowych.
d)  plastycznych, fizycznych, wytrzymałościowych.

17. Przyczyną powstawania pęknięć hartowniczych nie jest

a) zbyt mała szybkość chłodzenia lub mała ilość ośrodka chłodzącego.
b) nieprawidłowe

przygotowanie

przedmiotów

obrabianych

cieplnie

przez

pozostawienie powierzchni skorodowanych, zaolejonych lub zamalowanych.

c) nieprawidłowe zanurzenie obrabianych przedmiotów w kąpieli chłodzącej

i w związku z tym róŜna szybkość chłodzenia róŜnych powierzchni tych
przedmiotów.

d) zbyt niska temperatura lub za krótki czas nagrzewania, co uniemoŜliwia otrzymanie

struktury martenzytycznej i w związku z tym zbyt niską twardość zahartowanej stali.

18. Do nagrzewania metali w procesie obróbki cieplnej stosuje się piece

a)  elektryczne komorowe i oczkowe.
b)  szybowe.
c)  konwertorowe.
d)  martenowskie.

19. Do niebezpiecznych czynników chemicznych na stanowisku pracy do obróbki cieplej

i cieplno-chemicznej naleŜą
a)  brud i smary.
b)  tlenki węgla i azotu oraz amoniak.
c)  roztwory kwasów.
d)  soda kaustyczna.

20. Podczas obróbki cieplno-chemicznej zachodzą elementarne procesy

a)  dyfuzji.
b)  adhezji.
c)  promieniowania.
d)  absorpcji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Wykonywanie operacji obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. LITERATURA

1. Bernaciak A.: Przedsiębiorstwo wobec wymagań ochrony środowiska. PTOP

Salamandra, Poznań 2000

2. Dobrzański L. A.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna. WSiP, Warszawa 1997
3. Fabijańczyk J.:

Urządzenia do obróbki cieplnej. WSiP, Warszawa 1975

4. Hansen A.: Bezpieczeństwo i higiena pracy. WSiP, Warszawa 1998
5. Famuła J., Mrowiec S., Nikiel J., Szumański T.: Tablice stali jakościowych.

Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1963

6.  Kwiatkowski R.: Obróbka cieplna. WSiP, Warszawa 1975
7.  Legutko S.: Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń. WSiP, Warszawa 2004
8.  Lisica  A.,  Ostrowski  B.,  Ziewie  W.:  Laboratorium  Materiałoznawstwa.  Wydawnictwo

Politechnika Radomska, Radom 2006

9. Mac S., Leowski J.: Bezpieczeństwo i higiena pracy. WSiP, Warszawa 1999
10. Marciniak J. (red.): Ćwiczenia laboratoryjne z metaloznawstwa. Wydawnictwo

Politechniki Gliwickiej, Gliwice 2001

11.  Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. WNT, Warszawa 1996
12.  Wesołowski K.: Metaloznawstwo i obróbka cieplna z ćwiczeniami. WSiP, Kraków 1976
13.  Wyrzykowski  J.  W.,  Pleszakow  E.,  Sieniawski  J.:  Odkształcanie  i  pękanie  metali.

Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1999

14.  Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2001

Internet
15.  home.agh.edu.pl
16.  keypi.republika.pl

Literatura metodyczna

1. Niemierko B.: Pomiar wyników kształcenia. WSiP, Warszawa 2004