MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Wojciech J. Klimasara
Badanie materiałów konstrukcyjnych 315[01].O2.02
Poradnik dla nauczyciela
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr in\
. Wanda Bukała
mgr in\
. Ryszard Krzeszkowski
Opracowanie redakcyjne:
mgr in\
. Wanda Bukała
Konsultacja:
dr in\
. Anna Kordowicz-Sot
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 315[01].O2.02
 Badanie materiałów konstrukcyjnych , zawartego w programie nauczania dla zawodu
technik bezpieczeństwa i higieny pracy.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Przykładowe scenariusze zajęć 7
5. Ćwiczenia 11
5.1. Podstawowe właściwości materiałów konstrukcyjnych 11
5.1.1. Ćwiczenia 11
5.2. Statyczna próba rozciągania i ściskania 13
5.2.1. Ćwiczenia 13
5.3. Badanie twardości 16
5.3.1. Ćwiczenia 16
5.4. Próba udarności 19
5.4.1. Ćwiczenia 19
5.5. Właściwości technologiczne metali i stopów 20
5.5.1. Ćwiczenia 20
5.6. Badania makroskopowe oraz badania nieniszczÄ…ce 22
5.6.1. Ćwiczenia 22
6. Ewaluacja osiągnięć ucznia 24
7. Literatura 36
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny w prowadzeniu
zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie technik bezpieczeństwa i higieny
pracy. W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien mieć ju\
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,
- literaturÄ™.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone ró\
nymi metodami ze
szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zró\
nicowane, poczÄ…wszy 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 mo\
liwości uczniowie powinni przeanalizować
samodzielnie. Obserwuje siÄ™ niedocenianie przez nauczycieli niezwykle wa\
nej
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 zale\
ności od tematu mo\
na zalecić
uczniom samodzielne odpowiedzenie na pytania lub wspólne z całą grupą uczniów,
w formie dyskusji opracowanie odpowiedzi na pytania. Druga forma jest korzystniejsza,
poniewa\
nauczyciel sterujÄ…c dyskusjÄ… mo\
e uaktywniać wszystkich uczniów oraz
w trakcie dyskusji usuwać wszelkie wątpliwości,
- dominującą rolę w kształtowaniu umiejętności oraz opanowaniu materiału spełniają
ćwiczenia. W trakcie wykonywania ćwiczeń uczeń powinien zweryfikować wiedzę
teoretyczną oraz opanować nowe umiejętności. Przedstawiono dosyć obszerną
propozycję ćwiczeń wraz ze wskazówkami o sposobie ich przeprowadzenia,
uwzględniając ró\
ne mo\
liwości ich realizacji w szkole. Nauczyciel decyduje, które
z zaproponowanych ćwiczeń jest w stanie zrealizować przy określonym zapleczu
technodydaktycznym szkoły. Prowadzący mo\
e równie\
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. Je\
eli 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.
W tym miejscu jest szczególnie wa\
na rola nauczyciela, gdy\
od postawy nauczyciela,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
sposobu prowadzenia zajęć zale\
y między innymi zainteresowanie ucznia. Uczeń nie
zainteresowany materiałem nauczania, wykonywaniem ćwiczeń nie nabędzie w pełni
umiejętności zało\
onych w jednostce modułowej. Nale\
y rozbudzić wśród uczniów tak
zwaną  ciekawość wiedzy . Potwierdzenie przez ucznia opanowania materiału nauczania
rozdziału mo\
e 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 mo\
e lepiej radzi sobie z rozwiązywaniem problemów teoretycznych,
- testy zamieszczone w rozdziale Ewaluacja osiągnięć ucznia zawierają zadania z zakresu
całej jednostki modułowej i nale\
y je wykorzystać do oceny uczniów, a wyniki
osiągnięte przez uczniów powinny stanowić podstawę do oceny pracy własnej
nauczyciela realizującego tę jednostkę modułową. Ka\
demu zadaniu testu przypisano
określoną liczbę mo\
liwych do uzyskania punktów (0 lub 1 punkt). Ocena końcowa
uzale\
niona jest od ilości uzyskanych punktów. Nauczyciel mo\
e zastosować test według
własnego projektu oraz zaproponować własną skalę ocen. Nale\
y pamiętać, \
eby tak
przeprowadzić proces oceniania ucznia, aby umo\
liwić mu jak najpełniejsze wykazanie
swoich umiejętności.
Metody polecane do stosowania podczas kształcenia modułowego to:
- pokaz,
- ćwiczenie (laboratoryjne lub inne),
- projektów,
- przewodniego tekstu.
315[01].O2
Podstawy konstrukcji
mechanicznych
315[01].O2.01 315[01].O2.03 315[01].O2.02
Wyznaczanie obciÄ…\
eń Dobieranie materiałów Badanie materiałów
w układach statycznych, konstrukcyjnych konstrukcyjnych
kinematycznych
i dynamicznych
315[01].O2.05
Wykonywanie rysunków
315[01].O2.04
z wykorzystaniem
Odwzorowywanie
komputerowego
elementów maszyn
wspomagania projektowania
315[01].O2.06
Stosowanie maszyn
i urządzeń energetycznych
oraz transportu
wewnątrzzakładowego
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:
 stosować jednostki układu SI,
 przeliczać jednostki,
 posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu statyki, kinematyki i dynamiki, takimi
jak na przykład: siła, masa, prędkość, energia potencjalna, energia kinetyczna,
 zastosować prawa fizyki i zale\
ności matematyczne opisujące związki między
wielkościami fizycznymi,
 interpretować wykresy,
 korzystać z instrukcji urządzeń,
 dobierać i obsługiwać przyrządy pomiarowe,
 charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych,
 korzystać z ró\
nych z
ródeł informacji,
 obsługiwać komputer,
 współpracować w grupie,
 przestrzegać zasad BHP, ochrony przeciwpo\
arowej i ochrony środowiska podczas
wykonywanych ćwiczeń, pomiarów i obserwacji.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:
- sklasyfikować właściwości materiałów technicznych,
- wykonać statyczną próbę rozciągania i ściskania,
- zinterpretować wykres rozciągania,
- wykonać pomiar twardości metodą Brinella, Rockwella, Vickersa,
- wykonać próbę udarności,
- wykonać próbę zginania, tłoczności,
- scharakteryzować badania makroskopowe,
- rozró\
nić metody badań nieniszczących,
- zanalizować uzyskane wyniki badań oraz sformułować wnioski,
- przygotować stanowisko do badań,
- zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej
i ochrony środowiska podczas wykonywania badań.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. PRZYKA
ADOWE SCENARIUSZE ZAJ
Ć
Scenariusz zajęć 1
Osoba prowadzÄ…ca & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .
Modułowy program nauczania: Technik bezpieczeństwa i higieny pracy 315[01]
Moduł: Podstawy konstrukcji mechanicznych 315[01].O2
Jednostka modułowa: Badanie materiałów konstrukcyjnych 315[01].O2.02
Temat: Statyczna próba rozciągania.
Cel ogólny: Opanowanie umiejętności wykonywania badań właściwości mechanicznych
metali.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- dobrać próbki do badań wytrzymałościowych,
- zmierzyć średnicę i długość pomiarową próbki,
- zamocować próbkę w szczękach maszyny,
- uruchomić zrywarkę,
- wykonać statyczną próbę wytrzymałości na rozciąganie,
- wyznaczyć wydłu\
enia i przewÄ™\
enia próbki,
- wyznaczyć na wykresie granicę sprę\
ystości, proporcjonalności, plastyczności,
wytrzymałości na zrywanie,
- zastosować przepisy bhp podczas wykonywania prób.
W czasie zajęć będą kształtowane następujące umiejętności ponad zawodowe:
- współpraca w grupie,
-
-
-
- poszukiwanie specjalistycznych informacji w ogólnodostępnych z
ródłach informacji.
-
-
-
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- wykład,
-
-
-
- pokaz,
-
-
-
- ćwiczenia praktyczne,
-
-
-
- dyskusja w grupie.
-
-
-
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- praca w zespołach 2 3 osobowych.
-
-
-
Czas: 2 godziny dydaktyczne.
Åšrodki dydaktyczne:
- maszyna wytrzymałościowa,
-
-
-
- instrukcja obsługi maszyny wytrzymałościowej,
-
-
-
- próbki do badań wykonane wg PN-91/H-04310,
-
-
-
- suwmiarka,
-
-
-
- przyrzÄ…dy do rysowania,
-
-
-
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.
-
-
-
Przebieg zajęć:
1. Wprowadzenie.
2. Uświadomienie celów zajęć.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
3. Realizacja ćwiczenia:
- wstęp  nauczyciel objaśnia obsługę maszyny wytrzymałościowej ze szczególnym
-
-
-
zwróceniem uwagi na obowiązujące przepisy bhp, omawia kolejne czynności, które
będą wykonywane podczas pomiaru
- wykonanie ćwiczenia:
-
-
-
- uczniowie mocują próbkę w maszynie  nauczyciel sprawdza zamocowanie,
-
-
-
- uczniowie odczytujÄ… obciÄ…\
enie, wykonują pomiar próbki,
-
-
-
- uczniowie zwiększają obcią\
enie, a\
do zerwania,
-
-
-
- obliczajÄ… przewÄ™\
enie i wydłu\
enie,
-
-
-
- wykonują wykres odkształcenia próbki podczas pomiarów,
-
-
-
- interpretujÄ… otrzymany wykres, odczytujÄ… granicÄ™ sprÄ™\
ystości, proporcjonalności,
-
-
-
plastyczności.
Zakończenie ćwiczenia  uczniowie podsumowują otrzymane wyniki, prezentują
interpretację wykresu, określają właściwości plastyczne na podstawie uzyskanych wyników.
4. Podsumowanie zajęć:
- nauczyciel zwraca uwagę na ró\
ne fazy wykonywania pomiaru,
-
-
-
- uczniowie podczas dyskusji zwracajÄ… uwagÄ™ na trudniejsze fazy wykonywania
-
-
-
ćwiczenia.
Zakończenie zajęć
Uczniowie porzÄ…dkujÄ… stanowiska pracy.
Praca domowa
Uczniowie otrzymane wyniki mają porównać z wartościami z tablic
wytrzymałościowych. Ewentualne ró\
nice w otrzymanych wartościach zinterpretować.
Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:
Nauczyciel na podstawie obserwacji aktywności uczniów, poprawności wykonania
zadania oraz wypowiedzi uczniów podczas podsumowania zajęć, uzyskuje informacje i mo\
e
ocenić, czy cele zajęć zostały zrealizowane.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Scenariusz zajęć 2
Osoba prowadzÄ…ca & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Modułowy program nauczania: Technik bezpieczeństwa i higieny pracy 315[01]
Moduł: Podstawy konstrukcji mechanicznych 315[01].O2
Jednostka modułowa: Badanie materiałów konstrukcyjnych 315[01].O2.02
Temat: Przygotowanie próbek do badań makroskopowych 315[01].O2.02
Cel ogólny: Opanowanie umiejętności przygotowania próbek do badań.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- zaplanować kolejność czynności,
- dobrać elementy do badań,
- wyciąć próbkę z wybranego elementu,
- przygotować próbkę do badań,
- dobrać odczynnik chemiczny,
- zastosować przepisy bhp podczas wykonywanych prac.
W czasie zajęć będą kształtowane następujące umiejętności ponad zawodowe:
- organizowanie i planowanie zajęć,
- pracy w zespole,
- oceny pracy zespołu.
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- tekstu przewodniego.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- uczniowie pracują w zespołach 2 4 osobowych.
Czas: 3 godziny dydaktyczne.
Åšrodki dydaktyczne:
- detale konstrukcyjne do pobrania próbek,
- szlifierka,
- polerka,
- piłka do metali,
- komplet papierów ściernych,
- płyty szklane o wymiarach 200x300x 5 mm,
- sto\
ek z watÄ…,
- pręcik szklany,
- papier formatu A4, pisaki,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika.
Zadanie dla ucznia:
Przygotowanie i wykonanie próbki do badania rozmieszczenia siarczków.
Przebieg zajęć:
Etap wstępny
1. Wyjaśnienie uczniom tematu zajęć.
2. Zapoznanie uczniów z pracą metodą tekstu przewodniego.
3. Podział uczniów na zespoły.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Etap właściwy
Praca metodÄ… tekstu przewodniego.
Faza I. Informacje
Pytania przewodnie:
1) Jakie zadanie spełnia próbka do badań makroskopowych?
2) Skąd pobiera się próbkę?
3) Jakie są sposoby cięcia metali?
4) Jaką funkcję spełnia trawienie próbki?
5) W jaki sposób usuwa się zadziory i wyrównuje powierzchnię próbki?
6) W jaki sposób szlifuje się próbkę na szlifierce tarczowej?
7) Dlaczego obraca siÄ™ próbkÄ™ o 90º podczas szlifowania?
8) Dlaczego przemywa się próbkę wodą po szlifowaniu?
9) W jakiej kolejności u\
ywa się papieru ściernego do szlifowania próbki?
10) Dlaczego po szlifowaniu i opłukaniu wodą próbkę nale\
y osuszyć?
11) Dlaczego nie nale\
y polerować próbek przeznaczonych do obserwacji makroskopowych?
12) Jakie zasady bhp obowiązują na stanowisku do obróbki ręcznej?
Faza II. Planowanie
Uczniowie pracujÄ…c w grupach ustalajÄ…:
- rodzaj materiału do pobrania,
- wymiary próbki,
- kolejność czynności obróbki ręcznej próbki,
- stanowiska, na których wykonają obróbkę,
- narzędzia niezbędne do wykonania zadania,
- sposób mocowania materiału,
- zasady bezpiecznego wykonania poszczególnych operacji.
Faza III. Ustalenie
Uczniowie konsultują z nauczycielem poprawność proponowanych rozwiązań.
Faza IV. Wykonanie
Uczniowie pobierają niezbędne narzędzia i materiały. Samodzielnie przygotowują próbkę
do badań makroskopowych zgodnie z ustalonym procesem.
Faza V. Sprawdzanie
Uczniowie po wykonaniu próbki do badań makroskopowych sprawdzają jakość zgładu,
zabezpieczają próbkę przed szkodliwym wpływem warunków atmosferycznych.
Faza VI. Analiza końcowa
Uczniowie wraz z nauczycielem wskazują, które etapy wykonania ćwiczenia sprawiły im
trudności. Nauczyciel powinien podsumować całe ćwiczenie, wskazać, jakie umiejętności
były ćwiczone, jakie wystąpiły nieprawidłowości i jak ich unikać na przyszłość.
Zakończenie zajęć
Uczniowie porzÄ…dkujÄ… stanowiska pracy.
Praca domowa
Wyjaśnij, w jakim celu przeprowadza się trawienie próbki.
Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:
Nauczyciel na podstawie obserwacji aktywności uczniów, poprawności wykonania
zadania oraz wypowiedzi uczniów podczas podsumowania zajęć, uzyskuje informacje i mo\
e
ocenić, czy cele zajęć zostały zrealizowane.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
5. ĆWICZENIA
5.1. Podstawowe właściwości materiałów konstrukcyjnych
5.1.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wyznacz naprÄ™\
enia dopuszczalne na rozciąganie oraz na skręcanie dla stali
konstrukcyjnej niskowęglowej określonej przez nauczyciela.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na oznaczenia naprę\
eń
dopuszczalnych na rozciąganie oraz na skręcanie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) znalez
ć w tablicach wytrzymałościowych wartość kg oraz ks,
2) wartości kg oraz ks przedstawić w Pa, kPa, MPa,
3) zapisać wyniki.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
 kalkulator,
 papier formatu A4, ołówki, flamastry,
 tablice wytrzymałościowe,
 Mały Poradnik Mechanika,
 literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą właściwości materiałów
konstrukcyjnych.
Ćwiczenie 2
Sprawdz
, czy przedstawiona na rysunku zginana belka mo\
e przenosić zaczepione na jej
końcu obcią\
enie.
Rysunek do ćwiczenia 2
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
Dane: a = 50 mm, h = 30 mm, l = 0,5 m, m = 100 kg, wskaz
nik wytrzymałości przekroju belki
na zginanie wyra\
a siÄ™ wzorem W = a/6 · h2 , naprÄ™\
enie dopuszczalne kg = 80 MPa. Wyznacz
naprÄ™\
enia Å›cinajÄ…ce Ä [MPa]. Porównaj ze sobÄ… naprÄ™\
enia Å›cinajÄ…ce Ä oraz Ãmax.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinny przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na wzory do wyznaczania naprę\
eń
dopuszczalnych na zginanie oraz na ścinanie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyznaczyć przekrój belki w którym moment jest maksymalny,
2) wyznaczyć wartość wskaz
nika wytrzymałości W,
3) obliczyć wartość naprę\
eÅ„ maksymalnych Ãmax,
4) porównać wartość naprę\
enia maksymalnego Ãmax z wartoÅ›ciÄ… naprÄ™\
eń dopuszczalnych
kg,
5) zapisać wyniki:
Mmax = ...............................Nm,
W = ....................................m3,
Ãmax = .................................................N/m2, MPa,
Ä =.....................................MPa,
6) porównać wartoÅ›ci Ãmax oraz Ä i odpowiedzieć na pytanie, które z tych naprÄ™\
eń ma
bardziej znaczący wpływ na wytrzymałość belki.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
 kalkulator,
 papier formatu A4, ołówki, flamastry,
 tablice wytrzymałościowe,
 Mały Poradnik Mechanika,
 literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą właściwości materiałów
konstrukcyjnych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
5.2. Statyczna próba rozciągania i ściskania
5.2.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ rodzaj próbki przygotowanej do wykonania próby wytrzymałościowej.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na wymiary i kształty próbek do
wykonywania próby wytrzymałościowej.
Sposób wykonania ćwiczenia.
Uczeń powinien:
1) rozpoznać części próbek słu\
ące do mocowania w maszynie wytrzymałościowej,
2) określić przekrój poprzeczny próbki,
3) zmierzyć średnicę próbki i jej długość pomiarową,
4) nazwać mierzoną próbkę.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
 próbki materiałów,
 suwmiarka,
 papier formatu A4, ołówki, flamastry,
 literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą prób rozciągania.
Ćwiczenie 2
Przeprowadz
statyczną próbę wytrzymałości na rozciąganie materiału sprę\
ysto-
plastycznego.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na wykres rozciągania próbki
z materiału sprę\
ysto-plastycznego w tym na punkty charakterystyczne tego wykresu.
Podczas wykonania ćwiczenia przestrzegaj przepisów BHP, ochrony przeciwpo\
arowej oraz
ochrony środowiska.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować regulamin pracowni i z instrukcję BHP,
2) przeanalizować instrukcję obsługi maszyny wytrzymałościowej,
3) dobrać próbkę wytrzymałościową do zamocowanych w maszynie szczęk chwytowych,
4) zamontować próbkę w uchwytach maszyny,
5) dobrać właściwą skalę obcią\
enia maszyny,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
6) włączyć maszynę,
7) wyłączyć maszynę po zerwaniu próbki,
8) wyjąć próbkę z uchwytów maszyny i dokonaj potrzebnych pomiarów,
9) obejrzeć dokładnie przełom próbki,
10) wyjąć narysowany przez maszynę wykres,
11) wykonać sprawozdanie z przeprowadzonej próby.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
 uniwersalna maszyna wytrzymałościowa wraz z instrukcją obsługi,
 próbka wytrzymałościowa do badań,
 instrukcja obsługi maszyny,
 lupa do obserwacji makroskopowych przełomu próbki.
Ćwiczenie 3
Na podstawie wykresu rozciągania uzyskanego w wyniku wykonania ćwiczenia 2
wyznacz: wytrzymałość na rozciąganie, granicę proporcjonalności, granicę sprę\
ystości oraz
granicę plastyczności zbadanego materiału.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na definicje i wzory dotyczące
wyznaczanych parametrów materiału.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zmierzyć przy pomocy suwmiarki średnicę do próbki przed wykonaniem badania,
2) przerysować wydrukowany przez maszynę wykres na papier milimetrowy, zachowując
odpowiednią podziałkę,
3) odczytać z wykresu wartości sił odpowiadających punktom H, E, M,
4) obliczyć wartość przekroju poprzecznego próbki So,
5) skorzystać z podanych wzorów na obliczenie Rm, RH, R0,05, Re,
6) wykonać obliczenia z uwzględnieniem układu SI,
7) porównać otrzymane wyniki z tabelami wytrzymałościowymi Małego Poradnika
Mechanika.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
 próbka wytrzymałościowa,
 papier milimetrowy,
 suwmiarka,
 Mały Poradnik Mechanika,
 kalkulator.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Ćwiczenie 4
Na podstawie wymiarów próbki po zerwaniu określ właściwości badanego materiału.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na wzory do wyznaczania wydłu\
enia
względnego i przewę\
enia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zło\
yć zerwaną próbkę,
2) zmierzyć długość próbki po zerwaniu Lu,
3) zmierzyć średnicę próbki w miejscu rozerwania,
4) obliczyć przekroje próbki So i Su,
5) obliczyć wydłu\
enie względne A [%],
6) obliczyć przewę\
enie próbki Z [%],
7) porównać wyniki z tabelami własności plastycznych w Małym Poradniku Mechanika.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
 zerwana próbka,
 suwmiarka,
 przymiar,
 kalkulator,
 Mały Poradnik Mechanika,
 papier formatu A4, ołówki, flamastry.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
5.3. Badanie twardości
5.3.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przy pomocy twardościomierza Brinella wykonaj pomiar twardości próbki wykonanej
z aluminium PA6.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na sposób wykonania próby twardości
za pomocą twardościomierza Brinella.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować normę PN-EN ISO 6506-1:2002,
2) przeanalizować instrukcję obsługi twardościomierza Brinella,
3) przeanalizować instrukcję BHP na stanowisku pomiarowym,
4) nało\
yć na talerzyk jarzma cię\
arki odpowiadajÄ…ce wymaganemu obciÄ…\
eniu,
5) zamocować odpowiednią kulkę,
6) poło\
yć badaną próbkę na stoliku,
7) podnieść stolik z próbką do zetknięcia się z kulką,
8) pompować olej zwiększając nacisk do momentu uzyskania właściwego nacisku
wskazanego na manometrze,
9) utrzymać ciśnienie przez wymagany dla próby czas,
10) zmierzyć średnicę odcisku w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach z dokładnością
do 0,01 mm,
11) obliczyć twardość wg zamieszczonego w normie wzoru.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- instrukcja stanowiskowa twadościomierza Brinella,
- twardościomierz Brinella,
- instrukcja obsługi urządzenia,
- mikroskop lub lupa odczytowa,
- kalkulator,
- próbki,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotycząca badania twardości materiału.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiar twardości materiału twardościomierzem Rockwella przy u\
yciu sto\
ka
diamentowego.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na przebieg próby twardościomierzem
Rockwella.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować normę PN-EN ISO 6508-1:2002,
2) przeanalizować instrukcję stanowiskową twardościomierza Rockwella,
3) zamocować w trzpieniu twardościomierza sto\
ek diamentowy i zało\
yć odpowiednie
obciÄ…\
niki,
4) wykonać kilka pomiarów na płytkach kontrolnych,
5) sprawdzić czas osiągnięcia przez obcią\
enie \
ądanej wartości (4 5 s) przy obcią\
eniu
980 N),
6) ustawić badany przedmiot na stoliku urządzenia,
7) obciÄ…\
ać próbkę i wyzerować skalę C,
8) wyłączyć obcią\
enie po 2 3 sekundach,
9) odczytać twardość na czujniku.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- norma PN-EN ISO 6508-1:2002,
- instrukcja obsługi twardościomierza Rockwella,
- twardościomierz Rockwella,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotycząca badania twardości materiału,
- płytki kontrolne,
- badany przedmiot.
Ćwiczenie 3
Wykonaj pomiar twardości metodą Vickersa.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na przebieg próby twardościomierzem
Vickersa.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować normę PN-EN-ISO 6507 1:1999,
2) przeanalizować instrukcję stanowiskową obsługi twardościomierza Vickersa,
3) odchylić obiektyw zabezpieczając go zapadką,
4) nało\
yć na trzpień pomiarowy końcówkę z diamentowym ostrosłupem,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
5) przedmiot badany umieścić na stoliku przyrządu,
6) zwalniając zapadkę spowodować powolne zagłębianie się penetratora w badany materiał,
7) opuścić stół, przesunąć obiektyw w poło\
enie pomiarowe,
8) nastawić ostrość ekranu,
9) śrubą mikrometryczną dokonać pomiaru długości przekątnych odcisku,
10) obliczyć twardość w skali Vickersa ze wzoru:
HV = 0,189 · F/D², zachować przy tym podany w normie ukÅ‚ad jednostek F i D.
Åšrodki dydaktyczne:
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika, dotycząca badania twardości materiału,
- norma PN-EN-ISO 6507 1:1999,
- instrukcja stanowiskowa twardościomierza Vickersa,
- twardościomierz Vickersa,
- przedmiot badany.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
5.4. Próba udarności
5.4.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj próbę udarności przygotowanych próbek.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na opis próby udarności wykonanej za
pomocą młota Charpy ego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować normę PN-EN 10045 1:1994
2) przeanalizować instrukcję stanowiskową młota Charpy'ego,
3) sprawdzić wymiary próbki w miejscu karbu z dokładnością 0,05 mm,
4) sprawdzić temperaturÄ™ w pomieszczeniu. Temperatura próby powinna wynosić 15 30ºC,
5) sprawdzić młot. Po swobodnym opuszczeniu wahadła młotka z poło\
enia wyjściowego
i wykonaniu przez wahadło jednego wahnięcia wskazówka młota powinna wskazywać na
podziałce zero z dokładnością do 1 J,
6) próbkę uło\
yć na podporach młota w taki sposób, aby:
- płaszczyzna symetrii karbu próbki le\
ała w płaszczyz
nie pionowej, w połowie
odległości pomiędzy podporami,
- uderzenie młota nastąpiło w płaszczyz
nie symetrii karbu próbki,
7) po uderzeniu i złamaniu próbki:
- odczytać i zapisać wartość pracy uderzenia zu\
ytej na złamanie próbki,
- obliczyć wskaz
nik udarności K.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą prób udarności,
- norma PN-EN 10045 1:1994,
- młot Charpy ego,
- instrukcja stanowiskowa młota,
- zestaw próbek do badań,
- termometr do pomiaru temperatury w pomieszczeniu,
- mikromierz lub inny przyrzÄ…d umo\
liwiający pomiar z dokładnością do 0,05 mm.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
5.5. Właściwości technologiczne metali i stopów
5.5.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj próbę tłoczności blach metodą Erichsena.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na cel oraz przebieg próby tłoczności blach.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować normę PN-EN ISO 20482:2004,
2) przeanalizować instrukcję obsługi aparatu Erichsena,
3) próbę tłoczności przeprowadzić w temp. wy\
szej ni\
10ºC,
4) dokonać oględzin próbki i jej pomiaru,
5) docisnąć próbkę pierścieniem dociskowym w urządzeniu,
6) dociskać pierścień siłą równą ok. 10 kN,
7) ustalić na podziałce początkowe zero,
8) wtłaczać stempel równomiernie i bardzo powoli do chwili wystąpienia pierwszych oznak
pęknięcia,
9) zmierzyć głębokość wtłoczenia z dokładnością 0,1 mm,
10) porównać powierzchnię próbki po próbie z powierzchnią przed próbą.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- norma PN-EN ISO 20482:2004,
- instrukcja stanowiskowa przyrzÄ…du Erichsena,
- instrukcja BHP,
- przyrzÄ…d Erichsena,
- próbki blach wykonanych z ró\
nych materiałów,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą właściwości technologicznych metali
i stopów.
Ćwiczenie 2
Wykonaj próbę przeginania drutu
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na cel i na przebieg próby.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować instrukcję stanowiskową,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
2) przeanalizować normę PN-EN ISO 7799:2002,
3) zamocować próbkę w szczękach przyrządu do próby wielokrotnego przeginania
w poło\
eniu pionowym,
4) zginać próbkÄ™ na przemian w jednÄ… i w drugÄ… stronÄ™ o kÄ…t 90º z prÄ™dkoÅ›ciÄ… jednego
przegięcia na sekundę,
5) w czasie próby obserwować powierzchnię próbki w miejscu zgięcia; zginanie przerwać
w chwili pojawienia się pęknięcia, jako jedno przegięcie uwa\
a siÄ™ zgiÄ™cie o kÄ…t 90º
i powrót do poło\
enia wyjściowego.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- norma PN-EN ISO 7777:2002,
- instrukcja BHP,
- instrukcja stanowiskowa urzÄ…dzenia do przeginania drutu,
- urzÄ…dzenie do przeginania drutu,
- próbki drutu,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą właściwości technologicznych metali
i stopów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
5.6. Badania makroskopowe oraz badania nieniszczÄ…ce
5.6.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ wielkości ziaren na przełomie.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać fragment
rozdziału Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na cel i przebieg próby określania
wielkości ziaren
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować:
- instrukcję obsługi BHP,
- instrukcję obsługi stanowiska do hartowania,
- instrukcję obsługi pieca hartowniczego,
- instrukcję obsługi młota Charpyego,
2) zahartować próbkę w czterech ró\
nych temperaturach stopniowanych co 40ºC, zaczynajÄ…c
od temp. 760ºC wzwy\
, hartować w wodzie lub oleju,
3) określić wielkości ziaren na przełomie warstwy zahartowanej porównując z wzorcami
wielkości ziaren w atlasie, wg skali Jernkontoreta,
4) określić głębokość warstwy zahartowanej.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- instrukcja obsługi stanowiska do hartowania,
- instrukcja obsługi pieca hartowniczego,
- instrukcja obsługi młota Charpyego,
- piec do nagrzewania próbek,
- młot Charpy ego,
- skala wzorców z atlasu ziaren wg skali Jernkontoreta,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą badań makroskopowych.
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie magnetyczne niewielkich elementów stalowych: np. śruby M10 lub
M12 lub sworznia.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji uczniowie powinni przeczytać fragment rozdziału
Materiału nauczania. Nale\
y zwrócić uwagę na cel i przebieg badania magnetycznego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przeanalizować instrukcję obsługi stanowiska do badań magnetycznych,
2) wybrać próbki do badań,
3) posypać badane próbki drobnym proszkiem magnetycznym lub polać je zawiesiną tego
proszku w nafcie lub oleju,
4) umieścić badane próbki w polu magnetycznym,
5) naszkicować zaobserwowany rozkład linii sił pola magnetycznego,
6) wykonać ponownÄ… próbÄ™, obracajÄ…c te same próbki o 90º w polu magnetycznym,
7) naszkicować ponownie zaobserwowany rozkład linii sił pola magnetycznego,
8) zinterpretować i porównaj otrzymane obrazy z obu poło\
eń próbek,
9) opisać rodzaj zaobserwowanych wad.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
 ćwiczenie,
 tekstu przewodniego.
Åšrodki dydaktyczne:
- papier formatu A4,
- literatura zgodna z punktem 7 poradnika, dotyczącą badań makroskopowych,
- instrukcja obsługi stanowiska do badań magnetycznych,
- defektoskop magnetyczny,
- próbki z materiałów ferromagnetycznych,
- proszek magnetyczny lub jego zawiesina w nafcie lub oleju,
- foliogramy dotyczące wad materiałowych, wzorce wad.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
6. EWALUACJA OSI
GNI
Ć UCZNIA
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
TEST 1
Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Badanie materiałów
konstrukcyjnych
Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 15, 16, 17, 19, 20 sÄ… z poziomu podstawowego,
-
-
-
- zadanie 12, 14, 18 sÄ… z poziomu ponadpodstawowego.
-
-
-
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za ka\
dą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
- dopuszczający  za rozwiązanie co najmniej 9 zadań z poziomu podstawowego,
-
-
-
- dostateczny  za rozwiązanie co najmniej 12 zadań z poziomu podstawowego,
-
-
-
- dobry  za rozwiązanie 16 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu ponadpodstawowego,
-
-
-
- bardzo dobry  za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu
-
-
-
ponadpodstawowego.
Klucz odpowiedzi: 1. a, 2. b 3. b, 4. b, 5. c, 6. d, 7. a, 8. d, 9. a 10. b, 11. a,
12. b, 13. c, 14. b, 15. b, 16. c, 17. b, 18. c, 19. a, 20. a
Plan testu
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom Poprawna
zad. (mierzone osiągnięcia ucznia) celu wymagań odpowiedz

1 Określić właściwości mechanicznych B P a
2 Określić zachowanie się materiału po przekroczeniu
B P b
obciÄ…\
enia granicznego
3 Określić sprę\
ystość materiału B P b
4 Określić naprę\
enia dopuszczalne B P b
5 Określić wzór do obliczenia elementów ścinanych B P c
6 Określić wzór do obliczenia elementów skręcanych B P d
7 Określić właściwość materiału izotropowego B P a
8 Określić urządzenie do rozciągania próbki B P d
9 Zdefiniować pomiar twardości metodą Brinella A P a
10 Zdefiniować pomiar twardości metodą Rockwella A P b
11 Zdefiniować pomiar twardości metodą Vickersa A P a
12 Dobrać urządzenie do próby udarowej C PP b
13 Określić spawalność B P c
14 Scharakteryzować właściwość materiału na
C PP b
podstawie przełomu próbki
15 Określić przeznaczenie aparatu Erichsena B P b
16 Określić miarę tłoczności w próbie Erichsena B P c
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
17 Określić właściwości plastyczne materiału przy
B P b
zginaniu
18 Scharakteryzować metodę badania
C PP c
makroskopowego
19 Określić przeznaczenie próby Baumanna A P a
20 Określić rodzaj promieniowania B P a
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 testów.
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. Kilka minut przed zakończeniem testu przypomnij uczniom o zbli\
ajÄ…cym siÄ™ czasie
zakończenia udzielania odpowiedzi.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do ka\
dego zadania dołączone są 4 mo\
liwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiÄ…zanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 30 minut.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
-
-
-
- zestaw zadań testowych,
-
-
-
- karta odpowiedzi.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Właściwości mechaniczne  są to cechy materiału, które decydują o jego odporności na
a) działanie ró\
nego rodzaju obciÄ…\
eń.
b) działanie wysokich temperatur.
c) wpływ środowiska morskiego.
d) działanie \
rÄ…cych substancji chemicznych.
2. Po przekroczenia obciÄ…\
enia granicznego materiał
a) ulega umocnieniu.
b) ulega niedopuszczalnemu odkształceniu lub zniszczeniu.
c) ulega pełzaniu.
d) przekracza granicÄ™ sprÄ™\
ystości.
3. SprÄ™\
ystość to
a) cecha materiału, która określa jego elastyczność.
b) właściwość materiału, która polega na powracaniu do pierwotnego kształtu
i wymiarów po zdjęciu obcią\
enia wywołującego odkształcenie.
c) właściwość materiału polegającą na jego plastyczności pod wpływem obcią\
eń.
d) cecha materiału, która określa jego ciągliwość pod wpływem sił rozciągających.
4. NaprÄ™\
enia dopuszczalne k [MPa] w elementach konstrukcyjnych
a) muszą być większe od granicy plastyczności Re [MPa].
b) muszą być mniejsze od granicy plastyczności Re [MPa].
c) mogą być większe od granicy wytrzymałości Rm [MPa].
d) mogą przekraczać naprę\
enia rozrywajÄ…ce Ru [MPa].
5. NaprÄ™\
enia w elemencie nara\
onym na ścinanie obliczamy ze wzoru
a) Ãr = Fr/S d" kr.
b) Ã max = Ä… M/W d" kg.
c) Ä = F/S d" kt.
d) Ä = Ms/Wo d" ks.
6. NaprÄ™\
enia w elemencie nara\
onym na skręcanie obliczamy ze wzoru
a) Ãr = Fr/S d" kr.
b) Ã max = Ä… M/W d" kg.
c) Ä = F/S d" kt.
d) Ä = Ms/Wo d" ks.
7. Materiał izotropowy to taki, w którym właściwości wytrzymałościowe
a) są takie same w ró\
nych kierunkach.
b) sÄ… inne w zale\
ności od kierunku.
c) ulegajÄ… pogorszeniu w wysokich temperaturach.
d) nie zale\
Ä… od temperatury.
8. Statyczną próbę rozciągania próbki wykonuje się na
a) rozciÄ…garce.
b) przeciÄ…garce.
c) prasie hydraulicznej.
d) maszynie wytrzymałościowej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
9. Pomiar twardości metodą Brinella polega na wgniataniu w powierzchnię materiału
a) twardej hartowanej kulki stalowej.
b) sto\
ka wykonanego z diamentu.
c) szafirowej piramidki.
d) graniastosłupa o podstawie trójkąta równobocznego.
10. W metodzie Rockwella miarą twardości jest
a) pole powierzchni odcisku sto\
ka diamentowego.
b) głębokości odcisku sto\
ka diamentowego.
c) średnica odcisku sto\
ka diamentowego.
d) pole powierzchni odcisku piramidki diamentowej o podstawie kwadratowej.
11. W metodzie Vickersa miarą twardości jest
a) głębokość odcisku piramidki diamentowej.
b) pole powierzchni odcisku sto\
ka.
c) stosunek siły obcią\
ajÄ…cej do pola powierzchni odcisku piramidki diamentowej.
d) pole powierzchni odcisku piramidki diamentowej.
12. Próbę udarową wykonuje się za pomocą
a) młota sprę\
ynowego.
b) młota Charpy ego.
c) kowadła i młotka ślusarskiego.
d) aparatu Erichsena.
13. Spawalność jest to
a) wydajność aparaty spawalniczej do tworzenia spoin.
b) zdolność materiałów do operacji zgrzewania punktowego.
c) miara przydatności materiału do wykonania połączeń spawanych i stopnia trudności
wykonania spoiny.
d) wydajność stanowiska spawalniczego.
14. Pokazany na rysunku przełom próbki po próbie udarności wskazuje na to, \
e
a) materiał jest kruchy.
b) próbka najpierw została zgięta, zaś pęknięcie nastąpiło po przekroczeniu granicy
plastyczności, tj. przy znacznym odkształceniu trwałym.
c) materiał zawiera pasma zanieczyszczeń lub został poddany obróbce plastycznej.
d) wystąpił złom zmęczeniowy.
15. Aparat Erichsena słu\
y do prób
a) twardości grubych blach.
b) tłoczności blach.
c) wielokrotnego przeginania.
d) skrawalności.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
16. Miarą tłoczności w próbie Erichsena jest
a) pole powierzchni wgłębienia, do chwili wystąpienia w blasze pierwszych oznak
pęknięcia.
b) stosunek siły do głębokości wtłoczonego wgłębienia.
c) głębokość wtłoczonego w blasze wgłębienia, do chwili wystąpienia w niej pierwszych
oznak pęknięcia.
d) stosunek siły do pola powierzchni wtłoczonego wgłębienia.
17. Próbę wielokrotnego przeginania stosuje się w celu sprawdzenia
a) właściwości wytrzymałościowych blachy.
b) zdolności materiału do odkształceń plastycznych przy zginaniu.
c) zdolności blachy do operacji tłoczenia.
d) udarności materiału.
18. Badanie makroskopowe polega na badaniu powierzchni próbki
a) za pomocÄ… mikroskopu.
b) za pomocÄ… mikroskopu warsztatowego.
c) okiem nieuzbrojonym, ewentualnie przy u\
yciu lupy o maksymalnie 20 krotnym
powiększeniu.
d) za pomocÄ… mikroskopu elektronowego.
19. Próba Baumana słu\
y do
a) wykrycia zanieczyszczeń próbki siarką i fosforem.
b) badania udarności.
c) badania twardości.
d) badania wytrzymałości na zginanie.
20. Badania radiologiczne polegają na badaniu próbki
a) promieniami gamma.
b) promieniami alfa.
c) promieniami beta.
d) promieniowaniem radiowym.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko ...............................................................................
Badanie materiałów konstrukcyjnych
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
TEST 2
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Badanie materiałów
konstrukcyjnych
Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, sÄ… z poziomu podstawowego,
-
-
-
- zadania 1, 7, 14, 19, 20 sÄ… z poziomu ponadpodstawowego.
-
-
-
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za ka\
dą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
- dopuszczający  za rozwiązanie co najmniej 9 zadań z poziomu podstawowego,
-
-
-
- dostateczny  za rozwiązanie co najmniej 12 zadań z poziomu podstawowego,
-
-
-
- dobry  za rozwiązanie 16 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,
-
-
-
- bardzo dobry  za rozwiązanie 18 zadań, w tym 4 z poziomu ponadpodstawowego.
-
-
-
Klucz odpowiedzi: 1. c, 2. b, 3. b, 4. d, 5. b, 6. b, 7. b, 8. c, 9. b, 10. b, 11. b,
12. a, 13. a, 14. c, 15. b, 16. a, 17. a, 18. d, 19. b, 20. d
Plan testu
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom Poprawna
zad. (mierzone osiągnięcia ucznia) celu wymagań odpowiedz

1 Scharakteryzować przydatność materiałów do
C PP c
procesów technologicznych
2 Określić rodzaj obcią\
eń przy próbie zmęczeniowej B P b
3 Określić pojęcie plastyczności B P b
4 Określić naprę\
enia w elemencie rozciÄ…ganym B P d
5 Określić wzór do obliczenia elementów zginanych B P b
6 Określić wzór do obliczenia elementów
B P b
rozciÄ…ganych
7 Scharakteryzować materiał anizotropowy C PP b
8 Określić urządzenie do próby ściskania B P c
9 Wyjaśnić sposób pomiaru w metodzie Rockwella B P b
10 Wyjaśnić zastosowanie metody Vickersa B P b
11 Zdefiniować pojęcie skrawalności A P b
12 Określić przeznaczenie próby wielokrotnego
B P a
przeginania
13 Zdefiniować pojęcie właściwości odlewniczych A P a
14 Scharakteryzować właściwości materiału na
C PP c
podstawie przełomu próbki
15 Rozpoznać urządzenie do prób tłoczności A P b
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
16 Zdefiniować pojęcie tłoczności blachy A P a
17 Sklasyfikować badania niszczące B P a
18 Sklasyfikować badania nieniszczące B P d
19 Dobrać metodę badania zanieczyszczeń C PP b
20 Scharakteryzować metodę badań ultradz
więkami C PP d
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 testów.
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. Kilka minut przed zakończeniem testu przypomnij uczniom o zbli\
ajÄ…cym siÄ™ czasie
zakończenia udzielania odpowiedzi.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do ka\
dego zadania dołączone są 4 mo\
liwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiÄ…zanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 30 min.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
-
-
-
- zestaw zadań testowych,
-
-
-
- karta odpowiedzi.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Właściwości technologiczne określają przydatność materiału do
a) budowy urządzeń technologicznych.
b) procesów eksploatacyjnych.
c) procesów technologicznych.
d) budowy aparatury u\
ywanej w nanotechnologiach.
2. Podczas próby zmęczeniowej badana próbka jest poddana
a) obciÄ…\
eniom statycznym.
b) zmiennym obciÄ…\
eniom o określonym przebiegu np. obcią\
eniom tętniącym
rozciągającym i ściskającym.
c) obciÄ…\
eniom granicznym na rozciÄ…ganie.
d) obciÄ…\
eniom rozrywajÄ…cym.
3. Plastyczność to
a) właściwość materiału, która polega na przyjmowaniu nieodwracalnych trwałych
zmian kształtu pod wpływem obcią\
eń.
b) cecha materiału polegająca na przyjmowaniu odwracalnych zmian pod wpływem
obciÄ…\
eń.
c) cecha materiału polegająca na zachowaniu naprę\
eń wewnętrznych po zdjęciu
obciÄ…\
enia.
d) właściwość materiału, która polega na jego sprę\
ystości pod wpływem obcią\
eń.
4. NaprÄ™\
enia Ãr w elemencie konstrukcyjnym rozciÄ…ganym powinny być
a) nie większe od naprę\
eń dopuszczalnych kg.
b) nie mniejsze od naprÄ™\
eń dopuszczalnych kr.
c) nie mniejsze od naprÄ™\
eń dopuszczalnych kt.
d) nie większe od naprę\
eń dopuszczalnych kr.
5. NaprÄ™\
enia w elemencie nara\
onym na zginanie obliczamy ze wzoru
a) Ãr = Fr/S d" kr.
b) Ã max = Ä… M/W d" kg.
c) Ä = F/S d" kt.
d) Ä = Ms/Wo d" ks.
6. NaprÄ™\
enia w elemencie nara\
onym na rozciÄ…ganie obliczamy ze wzoru
a) Ä = F/S d" kt.
b) Ãr = Fr/S d" kr.
c) Ä = Ms/Wo d" ks.
d) Ã max = Ä… M/W d" kg.
7. Materiał anizotropowy to taki, w którym właściwości wytrzymałościowe
a) są takie same w ró\
nych kierunkach.
b) nie są takie same w ró\
nych kierunkach.
c) ulegajÄ… pogorszeniu w wysokich temperaturach.
d) nie zale\
Ä… od temperatury.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
8. Statyczną próbę ściskania wykonuje się na
a) rozciÄ…garce.
b) prasie hydraulicznej.
c) prasie wytrzymałościowej.
d) prasie mimośrodowej.
9. Pomiar twardości metodą Rockwella polega na wciskaniu w badany materiał
a) piramidki diamentowej o kÄ…cie miÄ™dzy przeciwlegÅ‚ymi Å›cianami równym 136º.
b) sto\
ka diamentowego o kÄ…cie wierzchoÅ‚kowym 120º.
c) kulki stalowej o średnicy 10 mm.
d) ostrosłupa o podstawie trójkąta równobocznego.
10. Metoda Vickersa jest stosowana do pomiaru twardości
a) materiałów miękkich i ciągliwych.
b) metali i stopów, przedmiotów o małej grubości i cienkich warstw.
c) skóry, gumy i tworzyw sztucznych.
d) materiałów budowlanych.
11. Skrawalność jest to
a) cecha materiału, która określa jego przydatność do wyrobu narzędzi skrawających.
b) podatność materiału do obróbki narzędziami skrawającymi.
c) zdolność narzędzia do tworzenia gładkiej obrobionej powierzchni.
d) podatność materiału do obróbki plastycznej na gorąco.
12. Próbę wielokrotnego przeginania stosuje się do
a) blach, taśm o grubości do 3 mm oraz do drutów.
b) płaskowników stalowych.
c) rur bez szwu.
d) ceowników.
13. Właściwości odlewnicze
a) charakteryzują przydatność materiału do wykonywania z nich odlewów.
b) to zestaw cech formy odlewniczej określających jej przydatność do wytwarzania
gładkich odlewów.
c) to zdolność maszyny ciśnieniowej do wytwarzania odlewów o określonych
gabarytach.
d) charakteryzują wydajność formy we wtryskarce.
14. Pokazany na rysunku przełom próbki po próbie udarności wskazuje na to, \
e
a) materiał jest kruchy.
b) wystąpił przełom rozdzielczy.
c) materiał zawiera pasma zanieczyszczeń lub został poddany obróbce plastycznej na
zimno.
d) wystąpił przełom zmęczeniowy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
15. Przedstawione na rysunku urzÄ…dzenie to
a) praska do wtłaczania ło\
ysk.
b) aparat Erichsena do prób tłoczności blach.
c) aparat Erichsena do prób zmęczeniowych.
d) prasa do wytłaczania pojemników blaszanych.
16. Tłoczność blachy
a) to cecha określająca przydatność blachy do procesu technologicznego tłoczenia.
b) jest oceniana na podstawie próby udarności.
c) jest oceniana na podstawie próby wielokrotnego przeginania.
d) to cecha blachy określająca jej przydatność do budowy tłoczników.
17. Próba tłoczności blachy jest badaniem
a) niszczÄ…cym.
b) nieniszczÄ…cym.
c) nieniszczÄ…cym, ale tylko pod warunkiem, \
e nie wystąpiło pęknięcie blachy.
d) niszczÄ…cym, ale tylko pod warunkiem, \
e podczas próby wystąpiło pęknięcie blachy.
18. Badaniem nieniszczÄ…cym jest
a) próba wielokrotnego zginania.
b) statyczna próba rozciągania próbki.
c) próba udarności.
d) badanie ultradz
więkowe.
19. Zanieczyszczenia próbki siarką i fosforem bada się przez zastosowanie
a) próby udarności.
b) próby Baumanna.
c) młota Scharpy ego.
d) aparatu Erichsena.
20. Badania ultradz
więkowe polegają na wykorzystaniu fal ultradz
więkowych
przechodzących przez badane materiały metodami
a) załamania.
b) pochłaniania.
c) odbicia.
d) przenikania lub echa.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko ...............................................................................
Badanie materiałów konstrukcyjnych
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
7. LITERATURA
1. Dretkiewicz-Więch J.: Materiałoznawstwo. OBRPNiSS, Warszawa 1993
2. Katalog Polskich Norm
3. Katarzyński S., Kocańda S., Zakrzewski M.: Badania właściwości materiałów
mechanicznych metali. Wyd. III. WNT, Warszawa 1969
4. Lewicki J., Linderman Z. R., Linke W., Misiak J., Orsetti W. M., Puciłowski K.:
Mechanika techniczna Laboratorium. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej,
Warszawa 2000
5. Mały poradnik mechanika. WNT, Warszawa 1999
6. Rutkowski A.: Części maszyn. WSiP, Warszawa 1990
7. Strona internetowa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego http://www.pkn.pl
8. Struzik C.: Pracownia techniczna. WSiP, Warszawa 1990
9. Wojtun F., Bukała W.: Materiałoznawstwo. Część 1 i 2. WSiP, Warszawa 1999
Czasopisma:
 Mechanik
 PrzeglÄ…d Mechaniczny
 Nowa Edukacja Zawodowa
 Edukator Zawodowy  www.koweziu.edu.pl/edukator/index.php
Literatura metodyczna
1. Dretkiewicz-Więch J.: ABC nauczyciela przedmiotów zawodowych. Operacyjne cele
kształcenia. Zeszyt 32. CODN, Warszawa 1994
2. Ornatowski T., Figurski J.: Praktyczna nauka zawodu. ITeE, Radom 2000
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36