Ф. 7.03 – 03

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М.ӘУЕЗОВ АТЫНДАҒЫ ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

«Металлургия» кафедрасы

Полатова Қ.М.

«Болаттарды және қорытпаларды пештен тыс өңдеу, қайта балқыту процестері»

пәнінен зертханалық сабақтарды орындауға арналған

Әдістемелік нұсқау

5В070900-«Металлургия»

Оқу түрі: күндізгі және қашықтықтан оқу

Шымкент-2017

ӘОЖ 621.365

Құрастырған: Полатова Қ.М.- аға оқытушы

«Болаттарды және қорытпаларды пештен тыс өңдеу» пәнінен зертханалық сабақтарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау. - Шымкент: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2016. - бет

Әдістемелік нұсқау 5В070900-«Металлургия» мамандығының мемлекеттік стандарты, оқу жоспары және «» пәнінің бағдарламасы бойынша құрастырылған және барлық қажетті мәліметтер зертханалық сабақтарды орындауға енгізілген.

Әдістемелік нұсқау 5В070900-«Металлургия» мамандығының студенттеріне арналған. Әдістемелік нұсқауда «Болаттарды және қорытпаларды пештен тыс өңдеу» курсы бойынша зертханалық сабақтарды орындау арқылы меңгеруге арналған. Әдістемелік нұсқау есептерді шығару, бақылау сұрақтарынан, өзіндік жұмысқа арналған сұрақтар мен тапсырмалардан тұрады.

Пікір жазушылар:

Абжанова А.С. - «Металлургия» кафедрасының доценті, т.ғ.к.

Джункабаев К. - ЖШС «Ferrum vtor» бас технолог

Кафедра мәжілісінде (хаттама №1, «29»_09._2017 ж) және «Химиялық инженерия және биотехнология» жоғары мектебінің инновациялық технологияларды оқыту және әдістемелік қамтамасыз ету комитеті мақұлдаған (хаттама № 1, « » _09.__ 2017ж.).

©М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті, 2017ж.

М азмұны

Кіріспе	4
№ 1,2 зертханалық жұмыс. Теориялық және қолданбалы зерттеулерді жүргізудегі әдістемелерді жоспарлап жазу және таңдау. № 2 зертханалық жұмыс. Зерттеуді жүргізу әдістері.	5
№ 3,4 зертханалық жұмыс. Бір фазалы пештің реакционды аймағын анықтау мақсатында электрлі алаңның конфигурациясын анықтау	8
№ 5,6 зертханалық жұмыс. Айнымалы ток доғасының жану тұрақтылығына активті және реактивті қарсыласуының әсері және ток және кернеудің үзіліс ұзақтығы, ток осциллограмма формасына активті реактивті қарсыласу әсерін анықтау	11
№ 7,8 зертханалық жұмыс. Тиеу жүйесіне байланысты домна пешіндегі колошникте материалдардың таралуы № 9, 10 зертханалық жұмыс. Отынның реакциялық қабілеттілігі шамасын анықтау әдістемесімен тәжірибелік танысу № 11,12 зертханалық жұмыс. Легірленген болаттардың құрылысы мен қасиеттерін зерттеу № 13,14,15 зертханалық жұмыс. Көміртекті болаттарды термиялық өңдеудегі микроқұрылымы мен қаттылығын суыту жылдамдығының тигізетін әсерін зерттеу.	16 21 28
Ұсынылған әдебиеттер тізімі	41

Кіріспе

Қазіргі кезде металлургия дегеніміз ол ғылыми зерттеу мекемелерінде немесе өнеркәсіп саласында металдарды және олардың құймалары мен қосылыстарын өндіру деп түсінуге болады. Қазіргі таңда өнеркәсіпте металдарды өндіру үшін пирометаллургия, гидрометаллургия, және электрометаллургия процестері қолданылады.

- «Болаттарды және қорытпаларды пештен тыс өңдеу, қайта балқыту процестері» оқу металлург-бакалавр мамандығына арналған, ол металлургия саласында қортпаларды пештен тыс өндеу технологиясы, теориясы, қортпаларды өңдеу жолдары, олардың тиімділігі, технологиялық ерекшеліктері, даму бағыттары жайлы білім беру, кәзіргі замандағы металлургия саласындағы проблемаларын шешу жолдары қарастырылған. Болат пен ферроқорытпапардың электр металлургиясы доғалы пештерде болат балқытудың бұрыннан келе жатқан тәсілін жетілдіру. Болат балқыту процестерінің өзіне тән ерекшелігі болатты құйма қалыптарға үздіксіз құюдың анағұрлым жетілдірілген әдістерін кеңінен пайдалану және металл өнімдерінің сапасына қойылатын талаптарды арттыру болып табылады.

«Болаттарды және қорытпаларды пештен тыс өңдеу, қайта балқыту процестері» зертханалық сабағы 5В070900 – Металлургия мамандығы бойынша оқу жұмыс жоспарына сәйкес және семестр бойына 15 сағатты құрайды.

Студенттер бұл пәнді тереңдете оқу барысында өндіріс орындарында кездесетін, процесс барысында түзілетін технологиялық өзгерістерді есептеу жолдарымен оларды ұйымдастырумен жалпылай танысып, оқып-үйренеді.

Зертханалық жұмыс 1,2. Теориялық және қолданбалы зерттеулерді жүргізудегі әдістемелерді жоспарлап жазу және талдау. ( 2 сағат)

Жұмыс мақсаты: Ғылыми зерттеуді классификациялау.Ғылыми зерттеу жұмыстарының негізгі сатылары.

Теориялық бөлімі.

Кез-келген зерттеу жұмыстары алдын-ала жоспарланған бағдарламалар бойынша жүргiзiледi. Мұндай бағдарламалар ғылыми зерттеу ұйымын деңгейiне байланысты өндiрiс орындары ғылыми кеңесiнде, салалық ғылыми кеңестерде, жергiлiктi ғылыми зерттеу жұмыстарын басқару, ұйымдастыру орталықтарында, мемлекеттiк, мемлекетаралық, халықаралық және т.б. комитеттер мен арнаулы ұйымдарда алдын-ала жоспарланып, қабылданады. Олар әдетте белгiлi бiр уақыт бiрлiгiне қатысты жоспарланады да, қысқа мерзiмдi, ұзақ мерзiмдi, қазiргi уақыттық, келешекке арналған болып бөлiнедi.

Ғылыми зерттеулерге шешiлмеген мәселе негiз болады. Шешiлмеген мәселе тақырыптарға бөлшектенедi. Тақырыптар өз алдына зерттеу сатыларына бөлiнедi.

Сатылық деєгейдегi жұмыстар тапсырмалар түрiнде орындаушыларға берiледi. Олар нақты ғылыми жұмыс ретiнде орындалады. Тапсырмалық ғылыми зерттеулермен ғылыми топ айналысады.

Сатылық деңгейдегi зерттеулердi орындау ғылыми бөлiмдерге тапсырылады.

Бiрнеше ғылыми бөлiмдер тақырыпты орындаумен айналысады.

Шешiлмеген мәселемен ғылыми ұйым айналысады. Шешiлмеген мәселе кейде бiрнеше ғылыми ұйымдардың қатысуымен де жүргiзiледi.

Мемлекет деңгейiнде ғылыми зерттеу жұмыстарын мемлекеттiк ғылыми зерттеу ұйымдастырып бағдарлап отырады. Бұл деңгейде орындалатын зерттеулер жеке мемлекетке қатысты шешiлмеген мәселелердi, халықаралық деңгейдегi шешiлмеген мәселелердiң бөлiмдерiн қамтиды.

Халықаралық деңгейдегi зерттеу жұмыстарын халықаралық ғылыми ұйымдар, комитеттер, академиялар, БҰҰ және т.б. ұйымдастырып отырады. Аталған зерттеулер халықаралық деңгейдегi шешiлмеген мәселелердi қамтиды.

Салалық деңгейдегi ғылыми зерттеулердi салалық министрлiктер ұйымдастырады. Олар мемлекеттiк ғылыми зерттеу жұмыстары жоспары көлемiндегi аталған сала, оған жақын салаларға қатысты шешiлмеген мәселелердi қамтиды.

Өндiрiстiк, өндiрiстер бiрлестiгi деңгейiндегi зерттеулер мемлекеттiк, салалық, салааралық ғылыми зерттеулер көлемiнде жүргiзiлiп аталған өндiрiстер мен өндiрiс бiрлестiктерiнiң технологиясын, техникасын, экономикасын, экономиясын және т.б. жетiлдiру масаттарында жүргiзiледi.

Ғылыми зерттеу жұмыстары оларды жүргiзу деңгейiне байланысты жоғарғы деңгейдегi ұйымдар жұмыстары жоспарымен сәйкестендiрiлiп отырылады.

Жоғарғы оқу орындарындағы зерттеу жұмыстарын жүргiзудiң арнаулы ғылыми ұйымдардағы жұмыстарға қарағанда өз ерекшелiктерi бар. Жоғарғы оқу орындары белгiлi бiр салаларға қатысты мамандар дайындаумен айналысады. Ондағы негiзгi мақсат мамандандыру бағытына қатысты бiлiм мен тәжiрибе беру. Алайда кез-келген маманға салалық өндiрiстер мен ұйымдарда қызмет ету кезiнде әртүрлi шешiлмеген, толық шешiмiн таппаған мәселелермен айналысуға тура келедi. Сондықтан жоғарғы оқу орындарында студенттер мiндеттi түрде ғылыми зерттеулермен айналысады. Ол үшiн әр жоғарғы оқу орнында ғылыми зерттеу жұмыстарын басқару, ұйымдастыру бөлiмдерi құрылады. Олар оқытушы мамандарды және студентердi ғылыми зерттеумен қамтиды.

Жоғарғы оқу орындарындағы ғылыми зерттеулер салалығ бағдарлмалар шеңберiнде жүргiзiлiп пәндер мен мамандықтар бағдарламасы көлемiндегi шешiмiн таппаған мәселелер мен тақырыптарды қарастырады. Бұл жұмыстар жоғарғы оқу орны құрамындағы ғылыми зерттеу ұйымдарында және оқу бөлiмдерiнде ұйымдастырылады. Онда арнаулы ғылыми қызметкерлер мен қоса педагог кадрлар, студенттер қатысады. Әдетте мұндай зерттеулер мемлекеттiк бюджеттiк жұмыстар қатарына жатқызылады. Сондықтан олар үшiн арнаулы ақы-төлем, айлық төленбейдi. Егер осындай жұмыстар жеке-дара кәсiпорындар мен ұйымдар және жоғарғы оқу орны арасындағы арнаулы келiсiм шарт арқылы жүргiзiлсе, онда зерттеулердi орындаушылар - педагогтар, студенттер, ғылыми қызметкерлер қосымша ақы-төлем алып отырады.

Студенттiк ғылыми зерттеулердi жоғарғы оқу орны ғылыми зерттеу бөлiмi құрамындағы студенттiк ғылыми қоғам мен оқу бөлiмi жалпы және арнаулы бiлiм беру кафедралары арқылы ұйымдастырады.

Оқу бөлiмi студенттiк ғылыми жұмыстарға жеке-дара пән немесе мамандандыру бағдарламалары көлемiнде арнайы уақыт бөледi. Олар сабақ кестесi бойынша студенттiк оқу ғылыми зерттеу жұмыстары түрiнде және сабақтан тыс уақытта студенттiк ғылыми зерттеу жұмыстары түрiнде өткiзiледi.

Ғылыми зерттеу жұмыстарының негізгі сатылары.

Барлық ғылыми жұмыстар теориялық және экспериментальдық болып бөлінеді.

Теориялық зерттеудің негізгі мақсаты-зерттеу қорытындыларын кеңейту,өңдеу арқылы жалпы заңдылықты табу,экспериментальді зерттеу обьектісін жоғарылату. Теориялық зерттеуде негізінен талдау мен синтездің жалпы ғылымдық зерттелетін элемент жүйесі мен ойлауды қажет етеді.

Теориялық зерттеуге кіретіндер:

1. Процесстің мақсатына физикалық талдау.

2. Физикалық модельді құру.

3. Математикалық талдау жасау.

4. Теориялық шешуге талдау.

5. Қорытындылау.

Теориялық зерттеудің есебіне мыналар жатады:

1. Зерттеу қорытындысын түсіну.

2. Тәжірибе мәліметтерін өңдеу.

3. Обьектіні үйрену.

4. Экспериментальдік обьектінің қажеттілігін жоғарылату.

Теориялық зерттеуде зерттелетін жүйе элементтерін ойлау және қосу әдістері кеңінен қолданылады.Ойлау әдісінде әр элемент жеке қарастырылып,оның басқа жүйемен байланыстылығын қарайды.Біріктіру әдісінде осы қарастырылған әрбір элементтер жүйенің жалпы теориясы немесе жүйелендіру жүйесіне біріктіріледі.

Ғылыми зерттеудің негізгі бөлігі-эксперимент болып табылады. «Эксперимент» сөзі латын тілінен аударғанда «опыт, дорба» дегенді білдіреді. Эксперимент өз түсіндірмесінде қозғалысты білдіреді. Экспериментті қою және ұйымдастыру оның бақылауымен анықталады. Эксперименттер ғылымның әртүрлі саласында бірнеше түрге бөлінеді: химиялық, психологиялық, социологиялық, биологиялық, физикалық, математикалық т.б. Олар өз әдісіне қарай жаратылыстану және жасанды болады. Зерттеулердің мақсатына қарай түзу,бақылаушы,ізденісті шешуші болады. Ұйымдастыруына қарай: лабораториялық, натуралық ,өндірістік т. б.болады. Обьектінің құрылысына қарай: заттық, энер-қ, ақпараттық болып бөлінеді. Зерттелетін эксперимент ортасы мен зерттелетін обьектінің ара-қатынасының мінездемесіне қарай: кәдімгі және модельді болып бөлінеді.Модельдің типіне қарай: пассивті және активті болады.

Шынайы экспериментте зерттелетін обьектіге жүргізілетін тәжірибе шынайы жағдайда болады.Оған биологиялық, социологиялық, психологиялық, педогогикалық ғылымдар кіреді. Жасанды эксперимент техникалық ғылымда кеңінен қолданылады.Бақылаушы эксперимент сыртқы әсердің зерттелетін обьектіге әсер ететін жағдайды және күтілетін тиімділікті бақылйды. Ізденісті эксперимент эксперименттің жіктелуі қиындаған жағдайда жүргізіледі. Шешуші эксперимент негізгі тексеру кезінде бір немесе бірнеше тәжірибе жүргізуді қамтамассыз етеді. Лабораториялық эксперимент лаборатория жағдайында арнайы қондырғыларды, стенттерді, құрал-жабдықтарды пайдалану арқылы жүргізіледі. Натуралық эксперимент шынайы жағдайда реалды обьектіде жүргізіледі. Натуралық эксперимент барлық уақытта зерттелетін әдістің рационалды, жақсы ұйымдастыруды қажет етеді. Эксперимент ашық жәнә жабық болуы мүмкін. Олар педагогика, психология, социология ғылымдарында кеңінен қолданылады. Ашық экспериментте зерттелетін зат ашық түрде түсіндіріледі, ал жабық экспериментте алынған мәлемет зерттелетін заттан жасалынады. Жай экспериментте зерттелетін обьектідегі элементтердің арақатынасы мен әсерлесуі көп болмайды,ал күрделі экспериментте керсінше болады. Ақпараттық эксперимент көбінесе психология, соцология, биология, кибернетикада т.б. қолданылады. Заттық эксперимент зерттелетін обьектіге кеткен энергия түрін көрсетеді.

Зертханадық жұмыс 2. Зерттеуді жүргізу әдістері. (2 сағат)

Жұмыстың мақсаты: Ақпарат іздеу құралдары. Ақпаратты талдау және жинақтау. Ғылыми зерттеулердiң әдiстемелiк негiздерi.Зерттеулер бағыты, актуальдiгi (өзектiлiгi).

Теориялық бөлім.

Ғылыми зерттеулер бағыты нақты да айқын болу керек. Әдетте зерттеу бағыттары iзденушiнiң өз жұмысы нәтижесiнде анықталып қабылданады. Кей кезде зерттеу бағытын сол салада қызмет ететiн тәжiрибелi маман ұсынады. қай жағдайда болмасын бағыт анық болса, зерттеу шешiмiн табу ең қысқа мерзiмде және де нәтижелi аяқталады.

Зерттеу бағытына қойылатын негiзгi талап - ол өзектi болу керек. Ол дегенiмiз бағыт бойынша жасалған зерттеу нәтижелерi ғылым саласы үшiн, өндiрiс үшiн, экономика үшiн және т.б. бағыттар үшiн аса қажеттi болуы керек. Сондықтан әр кезде қабылдамақ ғылыми бағыттың актуальдiлiгiн (өзектiлiгiн) анықтап алу қажет. Ол үшiн көп жағдайда логикалық қисыұ деген график құрылады.

Ғылыми зерттеулер бағыты алдын-ала шамалануы қажет. Мәселен, химиялық технологиядағы жаңа бағыт алдын-ала термодинамикалық талдануы қажет. Ол үшiн арнайы есептеулер жұргiзiледi. Егер лабораториялық жұмыстар нәтижесi өндiрiске ендiрiлетiн болса, онда өндiрiстiк аппараттар өлшемдерi, материалдық және жылулық баланстар жасалуы қажет, аппараттар саны анықталуы қажет, оларды дайындау немесе басқа да алу жолдары мен мұмкiндiктерi қарастырылуы керек.

Келесi маңызды қадам қабылдаған бағытта жұмыс iстеп жатқан ұйымдар мен мамандар белгiлi болу керек. Олармен тығыз байланыс жасалуы керек.

Ғылыми зерттеулердiң бағытын алдын-ала шамалауда өндiрiс саласы мен оның ерекшелiктерi де ескерiлуi керек.

Көп жағдайда технология саласындағы жұмыстар өнiм сапасын жоғарылатуға, өнiмнiң жаңа тұрiн алуға, технологиялық процестердi жетiлдiруге, ұтымдыландыруна бағытталады. Бұл кезде жеке аппараттарды жетiлдiру, өндiрiс қауiпсiздiгi, экологиялық мәселелер де қойылады. Осы кезде зерттеу бағытына керi әсер ететiн жағдайлар кұнi бұрын айқындалып, шешiлiп алынуы керек. Ол үшiн жоспарланған жұмысты бастамай тұрып жұмыс бағытын, оның идеясын, болжамды нәтижелерiн және т.б. саладағы мамандармен, өндiрiс қызметкерлерiмен, ғылыми қызметкерлермен талқылап алу керек.

Ғылыми зерттеулер бағытын алдын ала шамалауда арнаулы ғылыми әдебиеттердегi мәлiметтердiң мәнi өте ұлкен. Кез-келген мәселе алдыңғы қол жеткен жетiстiктерден ары қарай жалғасуы керек. Ол үшiн белгiлi мәлiметтер толықтама ескерiлуi керек. Аталған мәлiметтер төмендегiдей жолдармен жинақталуы мұмкiн:

• ғылыми конференцияларға қатысу;

• ғылыми семинарларға қатысу;

• ғылыми симпозиумдарға қатысу;

• ғалымдармен кездесу.

Көп жағдайда ең көп ғылыми мәлiметтер арнаулы және реферативтiк журналдарда, ғылыми жұмыстар нәтижесi туралы есептер мен жинақтарда, аудармаларда болады.

Ғылыми қызметкерлер әдебиеттермен жұмыс iстеуге бар уаұыттың кем дегенде 25% жұмсауы керек. Әдетте ғылыми әдебиеттермен жұмыс iстеу төрт сатыдан тұрады:

1. Белгiлi ғылыми әдебиеттер арасынан қажеттi мәлiметтер көздерiн анықтау;

2. Мәлiммет көздерiмен жұмыс iстеу;

3. Танысқан мәлiметтердi жинақтап алу;

4. Жинақталған мәлiметтердi сақтау.

Әдебиеттермен жұмыс жұйелі тұрде жұргiзiлуi керек. Бұл кезде ғылыми жұмыс бағытына жақын басқа салалардағы мәлiметтердi де қамту керек. Ол iзденiс жұмысының нәтижесiн, келешегiне көп әсер етедi.

Ғылыми мәлiметтермен танысқанда қай мәлiметтер тек оқып танысу үшiн, қайсысы терең зерттеп, тұжырымдауды қажет ететiндiгiн ажырата бiлу керек.

Ескерер жағдай! Ғылыми әдебиеттермен құныға айналысуға болмайды. Ол шығармашылық жемiс бермейтiн маман болып шығуға әкелiп соғады.

Көп жағдайда әдеби мәлiметтердi өте терең, бастамасынан қарастыру қажет емес. Себебi уақыт өткен сайын көп мәлiметтер өз құнын жояды. Сол үшiн ғылымда пайдалы мәлiметтердiң жарты өмiрлiк уақыты деген шама қолданылады. Аталған шама әр ғылым бағыты, саласы үшiн әртұрлi. Мысалы:

Физика үшiн 4,6 жыл

Химия үшiн 8,2 жыл

Математика үшiн 10,5 жыл

Зерттеушi ғылыми жұмыстың жеке-дара бөлiмдерiн және олардың арасындағы қатынастар мен байланыстарды нақты бiлуi керек.

Кез келген ғыыми зерттеу төмендегiдей сатылардан тұрады:

1. Әдебиеттермен жұмыс iстеу

2. Жұмыс әдiстемелiгiн дайындау және меңгеру

3. Эксперименталдық жұмыстар жүргiзу

4. Эксперимент нәтижелерiн қорытындылау

5. Экспериментке қатысты басқа ұйымдармен, ғылыми орталықтармен байланысты жұмыстар жүргiзу.

Жұмыс сатылары, яғни бөлiнетiн уақыт мөлшерiне, қиындығына байланысты оңай және қиын сатыларға бөлiнедi. Ең қиын, ең көп уақыт алатын, ең таныс емес зерттеу сатысын ең алдымен, алғашқы ретте бастаған жөн.

Ғылыми зерттеулердiң кез-келген сатысын зерттеушi қиналмай, қажымай, денсаулығына зиян келтiрмей жасауы керек.

Зерттеудiң кез-келген сатысы нәтижесi мiндеттi тұрде жазбаланып отырылуы керек. Олар жеке-дара парақтарда, болмаса қалта кiтапшаларына тұспеуi керек. Жұмыс нәтижелерiн жазбалау үшiн арнайы жазба дәптерi арналуы керек. Онда жұмыс жұргiзiлген уақыт, жұмыс нөмiрi, мақсаты және т.б.мәлiметтер болу керек. Егер есептеулер жұргiзiлген болса, онда есептеу әдiстемелiгi, оның қайдан алынғандығы және т.б. мәлiметтер келтiрiлуi керек. Есептеулер кем дегенде екi қайтара жасалуы керек. Эксперименталдық нәтижелердi бiрнеше рет әртұрлi тәсiлдермен алуға тырысу керек. Егер есептеулер, эксперименттер белгiлi бiр шартты жағдайға қатысты жасалса, олар жазбада айқын келтiрiлуi керек. Жұмыс жазбаларын парақтың тек бiр бетiнде ғана жұргiзу керек. Екiншi бет қосымша жазбалар мен тҰжырымдар үшiн пайдаланылуы керек. Қажет кездерде жұмыс жазбалары арасында бос орындар қалдырылуы керек. Олар алдағы уақытта толықтау үшiн пайдаланылады.