Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji. 3. ročník oboru Mechanik strojů a zařízení

Transkript

1 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Název výstupu: Účel: Výukový materiál Výuka metodou CLIL Předmět: Technologie Cílová skupina: 3. ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Autor: Ing. Alexander Ratimorský

2 Seznam témat 1. Internal Structure of Metals Crystal Lattice, Alloys Imperfections of real crystal lattice lattice defects Metallography - Alloys, Crystallization Types of Structure Metallographic Test of Materials Basic Terms of Physical Chemistry One Component System (Homogeneous) Two-Component System Phase Rule Metals and Their Alloys Cooling and Heating of Pure Metal Crystallization of Pure Metal Iron Polymorphism Equilibrium Diagram of Binary Alloy Binary Alloys - Two Metals Completely Soluble Binary Alloys - Two Metals Insoluble in Solid State Two Metals with Solubility Change in Solid State Equilibrium Diagram Fe-C The Iron-Graphite System Effect of Alloying Elements on the diagram Fe Fe3C Metastable System Fe Fe3C Heat Treatment of Metals Structure of Steel in Slow Heating Review of Heat Treatment Methods Austenite Disintegration Diagrams Annealing Quenching

3 29. Thermochemical Treatment Fields of Annealing Temperature Heat Treatment of Tool Steel Process of Cementation Hardening - Surface Hardening Forming Theory Basic Terms Theory of Forming - Basic Principles and Variables Theory of Forming - Influence of Temperature on Plastic Deformation Theory of Forming - Heating of Material, Heating Furnaces Forming Technology - Classification Forming Technology Metal Rolling Rolled Half-finished Products Forming Technology Drawing Drawn Half-finished Products Rolled Half-finished Products Forming Technology Hammer Forging Forming Technology Die Forging Forging Machines Special Methods of Hot Forming Cold Forming Technology Cutting Bending Bending - Calculation Cold Forming Technology Tube Bending Drawing Extrusion Casting - Principles and Methods Permanent Mould Casting Patterns and Moulding Materials Permanent Pattern Moulding Casting Defects Cleaning and Finishing of Castings

4 60. Vacuum and Shell Moulding, Centrifugal Casting Moulding with Expendable Patterns Permanent-Mould Casting Casting Materials Technological Principles in Casting Design

5 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Metallography - Internal Structure of Metals and Alloys Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s vnitřní strukturou kovů. Vocabulary, reading PC, dataprojektor, interaktivní tabule

6 YEAR: WORKSHEET NO. 01 SUBJECT: 3 Metallography - Internal Technology Structure of Metals and Alloys 1. Internal Structure of Metals To the naked eye a metal surface looks monolithic without noticeable structure. In 10000xs magnification by electron microscope there is very ragged microstructure. Regular division of the tight-fitting polyhedrons can be recognized. These polyhedrons are called elementary cells or crystals. When you zoom in 10 million, it can be recognized ions forming periodic structure of metal. The centres of the atoms and their imaginary lines create the crystal lattice. Exercise 1 Write English words to the Czech terms below. Try to find them in the article above. 1. krystalová mřížka 2. ionty kovu 3. elementární buňka 4. elektronový mikroskop 5. povrch kovu 6. zvětšení

7 Exercise 2 Watch the video below and answer these questions. 1. What is the gear made from? 2. What protects the gear from corrosion? 3. What elements are added to increase steel s resistance? Watch the video: Exploring the atomic composition of steel (3.32)

8 Key 1 1 crystal lattice, 2 ions of metal, 3 elementary cells, 4 electron microscope, 5 metal surface, 6 magnification 2 1 Convectional steel, 2 Small quantity of carbon, 3 Nickel, manganese, chrome.

9 Dictionary English Pronunciation Czech alloy /ˈalɔɪ/ slitina atom /ˈatəm/ atom combine /kəmˈbʌɪn/ slučovat crystal lattice / ˈkrɪst(ə)l ˈlatɪs/ krystalická mřížka crystalline structure / ˈkrɪst(ə)lʌɪn ˈstrʌktʃə/ krystalická struktura electron microscope / ɪˈlɛktrɒn ˈmʌɪkrəskəʊp/ elektronový mikroskop free electron / friː ɪˈlɛktrɒn / volný elektron internal structure /ɪnˈtəːn(ə)l ˈstrʌktʃə/ vnitřní stuktura ion / ˈʌɪən/ iont magnification / ˌmagnɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ zvětšení metal / ˈmɛt(ə)l/ kov metallic bonding /mɪˈtalɪk bɒndɪŋ/ kovová vazba metallography /ˌmɛtəˈlɒɡrəfi/ metalografie microstructure /ˈmʌɪkrə(ʊ)ˌstrʌktʃə/ mikrostruktura molecule /ˈmɒlɪkjuːl/ molekula structure /ˈstrʌktʃə/ struktura unit cell / ˈjuːnɪt sɛl/ elementární buňka

10 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Crystal Lattice, Alloys Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s druhy krystalických mřížek. Developing reading skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

11 YEAR: WORKSHEET NO. 02 SUBJECT: 3 Crystal Lattice, Alloys Technology 2. Crystal Lattice, Alloys Exercise 1 Read the text below and match the title a-b to the correct paragraph 1-3. a) Hexagonal lattice b) Body-centred lattice c) Face-centred lattice ATOM protons, neutrons in the core electrons in the atomic shell in layers Individual atoms are combined into the molecules where they are bonded to each other by a chemical bond. CRYSTAL LATTICE All metals (except mercury) are crystalline substances at normal temperature. The arrangement of atoms (molecules) in substance is given by crystal lattice. 1 The basic shape is a cube where the atoms are in corners and one in the centre. 13 metals crystallize in this lattice. They are usually little cold-formed (for example iron α and δ, Cr, W, etc.).

12 2 It has closer arrangement of atoms than body-centred lattice. There crystallize metals very cold-formed like Ca α, Fe γ, Ni, Ag, Au, Pb. 3 It has a shape of hexagonal prism. There crystallize for example Zn, Mg.

13 Key 1 1 b, 2 c, 3 a

14 Dictionary English Pronunciation Czech alloy /ˈalɔɪ/ slitina arrangement /əˈreɪn(d)ʒm(ə)nt/ uspořádání atom /ˈatəm/ atom cube /ˈkjub/ krychle cubic /ˈkjuːbɪk/ krychlový body-centred cubic (BCC) lattice face-centred cubic (FCC) lattice /ˈbɒdi sɛntəd ˈkjuːbɪk ˈlatɪs/ /feɪs ˈsɛntəd ˈkjuːbɪk ˈlatɪs/ mřížka krychlová prostorově středěná mřížka krychlová plošně středěná hexagonal lattice /ˈhɛksəg(ə)nəl ˈlatɪs/ mřížka šesterečná crystal lattice /ˈkrɪst(ə)l ˈlatɪs/ krystalová mřížka crystallize /ˈkrɪst(ə)lʌɪz/ krystalizovat chemical bond /ˈkɛmɪk(ə)l ˈbɒnd/ chemická vazba combine /kəmˈbʌɪn/ slučovat se internal /ɪnˈtəːn(ə)l/ vnitřní formability /fɔːmə bɪlɪtɪ/ tvárnost cold formability /kəʊld fɔːmə bɪlɪtɪ/ tvárnost za studena molecule /ˈmɒlɪkjuːl/ molekula electron /ɪˈlɛktrɒn/ elektron neutron /ˈnjuːtrɒn/ neutron nucleus /ˈnjuːklɪəs/ jádro atomu proton /ˈprəʊtɒn/ proton prism /ˈprɪz(ə)m/ hranol metal /ˈmɛt(ə)l/ kov substance /ˈsʌbst(ə)ns/ látka

15 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Imperfections of Crystal Lattice Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s poruchami a nedokonalostmi krystalických mřížek. Word order, vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

16 YEAR: WORKSHEET NO. 03 SUBJECT: 3 Imperfections of Crystal Lattice Technology 3. Imperfections of real crystal lattice lattice defects Exercise 1 Rearrange the words to make sentences 1-5 then read the text. number Metal usually materials of consist crystals greater of 1. a The of such called structure polycrystalline substance is 2. In the crystallization crystals do not form perfect shape, but irregular crystals grain. differ grains primarily of in spatial Individual direction lattices diverse 3. are in lattice crystal Irregularities defects the lattice called 4. lattice of properties explains some of metals The defects existence 5.

17 For example changes in electrical and magnetic properties, lower real strength, brittleness... Exercise 2 Write Czech terms to the following English phrases 1-4. Defects: Point defects - some places in a crystal lattice are occupied by foreign atoms, in some places the atom is missing (vacancy). 1. Missing atoms 2. Small atom substituting for metal ion 3. Small additional atom 4. Large atom substituting for metal ion Line defects - redundant layer of atoms occurs in the lattice dislocation.

18 Key 1 1 Metal materials usually consist of greater number of crystals. 2 The structure of such a substance is called polycrystalline. 3 Individual grains differ primarily in diverse direction of spatial lattices. 4 Irregularities in the crystal lattice are called lattice defects. 5 The existence of lattice defects explains some properties of metals. 2 1 Chybějící atomy, 2 malý atom nahrazuje iont kovu, 3 malý dodatečný atom, 4 velký atom nahrazuje iont kovu

19 Dictionary English Pronunciation Czech crystal /ˈkrɪst(ə)l/ krystal crystal lattice /ˈkrɪst(ə)l ˈlatɪs/ krystalová mřížka crystallite /ˈkrɪst(ə)lʌɪt/ krystalit crystallization /ˈkrɪst(ə)lʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ krystalizace defect /ˈdiːfɛkt/ porucha dislocation /ˌdɪslə(ʊ)ˈkeɪʃ(ə)n/ dislokace extra atom /ˈɛkstrə ˈatəm/ nadbytečný atom grain /greɪn/ zrno imperfection /ɪmpəˈfɛkʃ(ə)n/ nedokonalost irregular /ɪˈrɛɡjʊlə/ nepravidelný lattice defect /ˈlatɪs ˈdiːfɛkt/ mřížková porucha layer /ˈleɪə/ vrstva line defect /lʌɪn ˈdiːfɛkt/ čárová porucha metal /ˈmɛt(ə)l/ kov, kovový missing atom /ˈmɪsɪŋ ˈatəm/ chybějící atom node /nəʊd/ uzlový bod point defect /pɔɪnt ˈdiːfɛkt/ bodová porucha polycrystalline /ˌpɒlɪˈkrɪstəlʌɪn/ polykrystalický position /pəˈzɪʃ(ə)n/ pozice, poloha, umístění property /ˈprɒpəti/ vlastnost slip plane /slɪp pleɪn/ rovina kluzu structure /ˈstrʌktʃə/ struktura vacancy /ˈveɪk(ə)nsi/ vakance

20 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Metallography - Alloys, Crystallization Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se slitinami a krystalizací. vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

21 YEAR: WORKSHEET NO. 04 SUBJECT: 3 Metallography - Alloys, Technology Crystallization 4. Metallography - Alloys, Crystallization Methods of originating alloys 1. Coalescence of two or more melted metals. 2. Dissolving of small pieces of rigid additive metal or nonmetal in large amount. 3. Diffusion. Types of alloys according to composition binary alloy ternary alloy quaternary alloy complex alloy All alloys crystallize.

22 Exercise 1 Complete the crossword below. Across Down 1. jemnozrnná 1. kov 2. vnitřní 2. struktura 3. čistý 3. velikost 4. hranice 4. zrno 5. hrubozrnná 6. ionty 7. slitina

23 Key 1 Cross: 1 fine-grained, 2 internal, 3 pure, 4 boundary, Down: 1 metal, 2 structure, 3 size, 4 grain, 5 grained, 6 ions, 7 alloy

24 Dictionary English Pronunciation Czech alloy /ˈalɔɪ/ slitina alloying metal /ˈalɔɪŋ ˈmɛt(ə)l/ legující kov binary alloy /ˈbʌɪnəri ˈalɔɪ / coarse-grained /kɔːs ɡreɪnd/ hrubozrnný podvojná slitina, binární slitina complex alloy /ˈkɒmplɛks ˈalɔɪ/ komplexní sliltina crystallization /ˈkrɪst(ə)lʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ krystalizace diffusion /dɪˈfjuːʒ(ə)n/ difúze distribution /dɪstrɪˈbjuːʃ(ə)n/ rozmístění fine-grained /fʌɪn greɪnd/ jemnozrnný grain /greɪn/ zrno grain boundary /greɪn ˈbaʊnd(ə)ri/ hranice zrna metallographic specimen /mɪˌtaləˈɡrafɪk ˈspɛsɪmɪn/ metalografický výbrus non-metal /nɒn ˈmɛt(ə)l/ nekov quaternary alloy /kwəˈtəːn(ə)ri ˈalɔɪ / počtverná slitina, kvaternární slitina structure /ˈstrʌktʃə/ struktura ternary alloy /ˈtəːnəri ˈalɔɪ / potrojná slitina, ternární slitina

25 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Metallography - Types of Structure Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s druhy struktur. Can, passives, word order PC, dataprojektor, interaktivní tabule

26 YEAR: WORKSHEET NO. 05 SUBJECT: 3 Metallography - Types of Technology Structure 5. Types of Structure Exercise 1 the box. Complete the text below with the words from a) different b) of c) can d) a e) structure f) seen The structure 1 be 2 in thin section sample 3 the material by metallographic microscope. Individual grains of the 4 are from 1 to 100 microns large. Various 5 types of metals and crystal lattice form 6 typical grain shape. Example of grain (particle) shape: GLOBULAR pure iron POLYHEDRAL austenite DENDRITIC martensite LAMELLAR STURCTURE grey alloy The grain shape of the structure can be changed for example by rolling. Material with fine grain structure has a higher strength and better ductility than coarse material.

27 Key 1 1 c, 2 f, 3 b, 4 e, 5 a, 6 d

28 Dictionary English Pronunciation Czech alloy /ˈalɔɪ/ slitina coarse-grained structure /kɔːs ɡreɪnt strʌktʃə/ hrubozrnná struktura crystal lattice / ˈkrɪst(ə)l ˈlatɪs/ krystalická mřížka dendritic structure / dɛnˈdrɪtɪk ˈstrʌktʃə / dendritická struktura fine-grained structure /fʌɪn ɡreɪnt strʌktʃə/ jemnozrnná struktura globular structure / ˈglɒbjʊlə ˈstrʌktʃə / globulární struktura grain / greɪn/ zrno grain boundary / greɪn ˈbaʊnd(ə)ri/ hranice zrna grain shape /greɪn ʃeɪp/ tvar zrna lamellar structure / ləˈmɛlə strʌktʃə/ lamelární struktura metallographic /ˌmɛtəˈlɒgrəfik/ metalografický metallographic specimen /mɪˌtaləˈɡrafɪk ˈspɛsɪmɪn/ metalografický výbrus metallography /ˌmɛtəˈlɒɡrəfi/ metalografie microscope /ˈmʌɪkrəskəʊp/ mikroskop polyedric structure / ˌpɒlɪedrɪkˈstrʌktʃə/ polyedrická struktura pure /pjʊə/ čistý structure /ˈstrʌktʃə/ struktura

29 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Metallography - Materials Testing Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s metalografickou kontrolou materiálů. Listening skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

30 YEAR: WORKSHEET NO. 06 SUBJECT: 3 Metallography - Materials Technology Testing 6. Metallographic Test of Materials For your metallographic analysis you need quality equipment. If you have to perform mechanical tests, metallography have to be part of quality control samples of your metal. Samples of metals are sent to the laboratory and after metallographic HMA samples are cut with a cut-off machine with a disc adapted to avoid problems of surfaces. Then comes the passage to the polishing is done with polishing cloths of several grain sizes. A material structure is made visible for metallographic analysis. Exercise 1 Click on the link below to watch the video CTP Metallography (2:06) and answer these questions. 1. What can be detected by metallography? 2. How many parts does this process have? 3. Why the chemical etching is used?

31 Exercise 2 Click on the link below to watch the video Metallography Part I - Macroscopic Techniques (8:33) and answer these questions. 1. What kind of technique does this video show? 2. What material is the first investigated sample made of? 3. Why is it important to keep the material as cool as possible when cutting? 4. How does material tester protect herself when etching? 5. What are the crystals called in the technical terminology?

32 Key 1 1 Internal defects of metal. 2 Three. 3 To attack the surface and reveal the microstructure. 2 1 Macroscopic. 2 Aluminium alloy. 3 To avoid changes in the material structure. 4 She wears a lab coat, special gloves and safety glasses. 5 Grains.

33 Dictionary English Pronunciation Czech Baumann print /ˈbauman prɪnt/ Baumannův otisk electron microscope /ɪˈlɛktrɒn ˈmʌɪkrəskəʊp/ elektronový mikroskop fibrous /ˈfʌɪbrəs/ vláknitý fracture surface /ˈfraktʃə ˈsəːfɪs/ lomová plocha magnification /ˌmaɡnɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ zvětšení make visible /meɪk ˈvɪzɪb(ə)l/ zviditelnit material structure /məˈtɪərɪəl ˈstrʌktʃə/ struktura materiálu materials testing /məˈtɪərɪəls ˈtɛstɪŋ/ zkoušení materiálů metallographic analysis /mɪˌtaləˈɡrafɪk əˈnalɪsɪs/ metalografický rozbor metallographic control /mɪˌtaləˈɡrafɪk kənˈtrəʊl/ metalografická kontrola metallographic specimen /mɪˌtaləˈɡrafɪk ˈspɛsɪmɪn/ výbrus metallography /ˌmɛtəˈlɒɡrəfi/ metalografie micrograph /ˈmʌɪkrə(ʊ)ɡrɑːf/ mikroskopický snímek optical microscope /ˈɒptɪk(ə)l ˈmʌɪkrəskəʊp/ optický mikroskop structure /ˈstrʌktʃə/ struktura

34 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Basic Terms of Physical Chemistry Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se základními pojmy fyzikální chemie. Reading, vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

35 YEAR: WORKSHEET NO. 07 SUBJECT: 3 Basic Terms of Physical Technology Chemistry 7. Basic Terms of Physical Chemistry All substances can occur in three different states. 1. Solid state elementary particles (atoms, ions) are in close contact. 2. Liquid state elementary particles are in permanent contact. 3. Gaseous state elementary particles are dispersed in space and filled it evenly relatively sparsely. Substances in any state form a system. It can be: 1. homogeneous consisting of one phase 2. heterogeneous consisting of several phases Exercise 1 Answer the following questions If you need any help, just click on the link below and find the answers in the text What is the only substance that is found in all three states in the atmosphere? 2. In which state is a substance the most dense? (solid / liquid / gas) 3. Which state of matter has the atoms very close together? (solid / liquid / gas)

36 4. The boiling point is the temperature at which a substance changes from a liquid to a: (solid / liquid / gas) 5. Condensation is when a substance becomes a liquid from a: (solid / liquid / gas) 6. Ice is water in this form. (solid / liquid / gas) 7. Which state of matter can change its volume? (solid / liquid / gas) 8. Sublimation is the process of a solid changing to a: (solid / liquid / gas) 9. Steam is water in this form: (solid / liquid / gas) 10. Which state of matter can't change shape? (solid / liquid / gas)

37 Key 1 1 water, 2 solid, 3 solid, 4 gas, 5 gas, 6 liquid, 7 gas, 8 gas, 9 gas, 10 solid

38 Dictionary English Pronunciation Czech anisotropic /ˌanʌɪsə(ʊ)ˈtrɒpɪk/ anizotropní basic term /ˈbeɪsɪk təːm/ základní pojem diffusion /dɪˈfjuːʒ(ə)n/ difúze gas /ɡas/ plyn gaseous /ˈɡasɪəs/ plynný heterogeneous /ˌhɛt(ə)rə(ʊ)ˈdʒiːnɪəs/ nestejnorodý homogeneous /ˌhɒmə(ʊ)ˈdʒiːnɪəs/ stejnorodý isotropic /ˌʌɪsə(ʊ)ˈtrɒpɪk/ izotropní liquid /ˈlɪkwɪd/ kapalina particle /ˈpɑːtɪk(ə)l/ částice phase /feɪz/ fáze physical chemistry /ˈfɪzɪk(ə)l ˈkɛmɪstri/ fyzikální chemie position /pəˈzɪʃ(ə)n/ poloha property /ˈprɒpəti/ vlastnost solid /ˈsɒlɪd/ pevná látka state of matter /steɪt ɒv ˈmatə/ skupenství substance /ˈsʌbst(ə)ns/ látka system /ˈsɪstəm/ soustava volume /ˈvɒljuːm/ objem

39 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: One Component System (Homogeneous) Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se soustavou o jedné složce. vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

40 YEAR: WORKSHEET NO. 08 SUBJECT: 3 One Component System Technology (Homogeneous) 8. One Component System (Homogeneous) One component system (homogeneous, consisting of one phase) Example of homogeneous chemical substance is pure water. Steady state can be represented by planar diagram water can exist in different state according to the temperature and the pressure (water ice - vapour). Exercise 1 Label the picture with the words from the box. a) water b) T ( C) c) p (Pa) d) water vapour e) ice Obrázek 1 One component system 1 1 Vlastní dílo

41 Exercise 2 Explain this lines. 1. OC 2. OB 3. OA

42 Key 1 1 T ( C), 2 water vapour, 3 ice, 4 water, 5 p (Pa) 2 1 coexistence of ice and water, 2 coexistence of ice and water vapour, 3 coexistence of water and water vapour

43 Dictionary English Pronunciation Czech boiling point /ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ bod varu co-existent phases /ˌkəʊɪgˈzɪstənt ˈfeɪzɪz/ koexistující fáze component /kəmˈpəʊnənt/ složka constant /ˈkɒnst(ə)nt/ konstantní curve /kəːv/ křivka equilibrium state /ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm ˈsteɪt / rovnovážný stav gaseous /ˈɡeɪsɪəs/ plynný homogeneous /ˌhɒmə(ʊ)ˈdʒiːnɪəs / homogenní ice /ʌɪs/ led liquid /ˈlɪkwɪd/ kapalný melting point /mɛltɪŋ pɔɪnt/ bod tání one-component system /wʌn kəmˈpəʊnənt ˈsɪstəm/ soustava o jedné složce phase diagram /ˈfeɪz ˈdʌɪəɡram/ fázový diagram pressure /ˈprɛʃə/ tlak solid /ˈsɒlɪd/ tuhý state of matter /steɪt ɒv ˈmatə/ skupenství substance /ˈsʌbst(ə)ns látka system /ˈsɪstəm/ soustava temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota triple point /ˈtrɪp(ə)l pɔɪnt/ trojný bod vapour /ˈveɪpə/ pára water /ˈwɔːtə/ voda water vapour /ˈwɔːtə ˈveɪpə/ vodní pára

44 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Two-Component System Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se soustavou o dvou složkách. Vocabulary, reading PC, dataprojektor, interaktivní tabule

45 YEAR: WORKSHEET NO. 09 SUBJECT: 3 Two-Component System Technology Exercise 1 questions. 9. Two-Component System Read the text below and answer these 1. What should be done to create the two-component system? 2. What is a phase? If we add other chemicals into one component system, we can create a system with two components. We get a solution that behaves differently than pure water. Such a solution is called a chemical system. Phase is a formation, which has stable chemical and physical properties and which can be separated from other similar structures. It may be formed of one, two or more components. Exercise 2 Match the English words to the correct Czech. 1. mother liquor a) fáze 2. saturated b) složka 3. phase c) matečný louh 4. component d) nasycený 5. cool e) rozpustit 6. dissolve f) ochladit 7. crystals g) roztok 8. solution h) krystalky

46 Experiment: If we dissolve 3.84% of NaCl in water, cool the solution to C and keep the temperature in the same level, crystals of ice appear. Then we can separate the ice from the solution. The solution enriched of NaCl (salt) is called mother liquer. Mother liquer is saturated whereas ice. The temperature C devided the chemical system H2O NaCl into two parts phases.

47 Key 1 student s answers 2 1 c, 2 d, 3 a, 4 b, 5 f, 6 e, 7 h, 8 g

48 Dictionary English Pronunciation Czech chemical property /ˈkɛmɪk(ə)l ˈprɒpəti/ chemická vlastnost chemical system /ˈkɛmɪk(ə)l ˈsɪstəm/ chemická soustava component /kəmˈpəʊnənt/ složka dissolve /dɪˈzɒlv/ rozpustit mother liquor /ˈmʌðə ˈlɪkə/ matečný louh phase /feɪz/ fáze physical property /ˈfɪzɪk(ə)l ˈprɒpəti/ fyzikální vlastnost precipitate /prɪˈsɪpɪteɪt/ vylučovat saturated solution /ˈsatʃəreɪtɪd səˈluːʃ(ə)n/ nasycený roztok separate /ˈsɛp(ə)rət/ oddělit solution /səˈluːʃ(ə)n/ roztok stable /ˈsteɪb(ə)l/ stabilní system /ˈsɪstəm/ soustava table salt /ˈteɪb(ə)l sɔːlt/ kuchyňská sůl two-component system /tuː kəmˈpəʊnənt ˈsɪstəm/ dvousložková soustava soustava o dvou složkách

49 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Phase Rule Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se zákonem fází. Reading, conjunctions PC, dataprojektor, interaktivní tabule

50 YEAR: WORKSHEET NO. 10 SUBJECT: 3 Phase Rule Technology 10. Phase Rule Exercise 1 Complete the text with the words from the box. and (2x) but which Chemically pure substances, 1 can pass a given set of phases, is called components of the system. For example the waterice system consists of two phases for one component water. The number of components can be changed variously in various systems. For example pure metal is one component system 2 an alloy of two metals is a system of two components. Each system is capable of specific changes (variations) 3 has a certain number of degrees of freedom. Number of degrees of freedom is number of external 4 internal factors (temperature, pressure, concentration, etc.) that may be varied independently without changing the number of phases. Gibbs Phase Rule The degrees of freedom of a system indicate the number of variables that can be arbitrarily specified without modifying the system, hence: DEGREES OF FREEDOM = NUMBER OF VARIABLES - NUMBER OF COSTRAINTS

51 For nonreacting systems, this relationship can be translated into the following equation, known as the Gibbs Phase Rule: F = C - P + 2 with F = degree of freedom; C = number of components; P = number of phases. 2 = number of independent variables (pressure and temperature) For a system with 2 components and 2 phases (e.g. vapour and liquid), the number of degrees of freedom is 2. The Invariant System has no degree of freedom. The Univariant System has one degree of freedom. The Bivariant System has two degrees of freedom. Exercise 2 The ice-water-vapour system is a system of one component water. Use Gibbs phase rule to answer this question. What is this system called like? (invariant / univariant / bivariant)

52 Key 1 1 which, 2 but, 3 and, 4 and 2 invariant.

53 Dictionary English Pronunciation Czech bivariant system /baɪˈvɛərɪənt ˈsɪstəm / bivariantní soustava chemical system /ˈkɛmɪk(ə)l ˈsɪstəm/ chemická soustava component /kəmˈpəʊnənt/ složka, komponenta concentration /kɒns(ə)nˈtreɪʃ(ə)n/ koncentrace constant /ˈkɒnst(ə)nt/ konstantní degree of freedom /dɪˈgriː ɒv ˈfriːdəm/ stupeň volnosti dependent variable /dɪˈpɛnd(ə)nt ˈvɛːrɪəb(ə)l/ závisle proměnná external conditions /ɪkˈstəːn(ə)l kənˈdɪʃ(ə)n/ vnější podmínky independent variable /ɪndɪˈpɛnd(ə)nt ˈvɛːrɪəb(ə)l/ nezávisle proměnná invariant system /ɪnˈvɛːrɪənt ˈsɪstəm/ phase rule /feɪz ruːl/ zákon fází pressure /ˈprɛʃə/ tlak system /ˈsɪstəm/ soustava temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota univariant system /ˈjuːnivɛːrɪənt ˈsɪstəm/ variable /ˈvɛːrɪəb(ə)l proměnná invariantní soustava nonvariantní soustava univariantní soustava monovariantní soustava

54 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Metals and Their Alloys Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s kovy a jejich slitinami. Present simple, passives, vocabulary, listening PC, dataprojektor, interaktivní tabule

55 YEAR: WORKSHEET NO. 11 SUBJECT: 3 Metals and Their Alloys Technology 11. Metals and Their Alloys Metal is element with these properties: 1. characteristic lustre, opaque 2. high ductility and forgeability 3. high thermal and electrical conductance 4. high electropositive basic character Metals belong to three groups: A alkaline metals (e.g. Na, K, Ca, Mg, Li, Be etc.) low melting point and poor mechanical properties T technically the most valuable (e.g. Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo,Ta, W, Ir, Pt etc.) high melting point, good mechanical properties B transition to non-metal (e.g. B, C, Si, Ge, As, Se etc.) Exercise 1 Complete the text with a correct form of the verbs in brackets. Pure metals 1 (have) low strength and high ductility. In engineering they 2 (be) are less useful. That 3 (be) is why we add other metals or non-metals into them to make alloys. Alloys 2 (have) have better strength, hardness, durability and toughness. All alloys 5 (crystallize). Homogeneous alloy 6 (contain) crystals of one kind only.

56 Heterogeneous alloy 7 (be) formed of crystals of two or more kinds. Alloy constituents 8 (be) called components. The properties of alloys 9 (be) absolutely different from properties of metals they 10 (be) made of. Exercise 2 Watch a video What is an Alloy? - Naked Science Scrapbook (6:44) and try to answer the questions below What is an alloy? 2. Is making alloys a new technology? 3. How old is this technology? 4. Which alloy doesn t corrode? 5. Why most jewellery is not pure gold? 6. Why do we make alloys? Exercise 3 Match the words. 1. Ductility a) neprůhledný 2. Properties b) tažnost 3. Forgeability c) slitina 4. thermal conductance d) čistý kov 5. crystal lattice e) kujnost 6. alloy f) krystalická mřížka 7. pure metal g) tepelná vodivost 8. hardness h) tvrdost 9. strength i) nízká teplota tání

57 10. durability j) lesk 11. low melting point k) pevnost 12. opaque l) vlastnosti 13. lustre m) trvanlivost

58 Key 1 1 have, 2 are, 3 is, 4 have, 5 crystallize, 6 contains, 7 is, 8 are, 9 are, 10 are 2 1 Mixture of base metal and additional elements. 2 No, it isn t. 3 It is known for 1000 s of years. 4 Stainless steel. 5 Pure gold is too soft. 6 To change the properties of metals. 3 1 c, 2 l, 3 e, 4 g, 5 f, 6 c, 7 d, 8 h, 9 k, 10 m, 11 i, 12 a, 13 j

59 Dictionary English Pronunciation Czech alkali /ˈalkəlʌɪ/ zásada alkali metal /ˈalkəlʌɪ ˈmɛt(ə)l/ alkalický kov alloy /ˈalɔɪ/ slitina alloying element /ˈalɔɪɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ přísadový prvek, legura alloying metal /ˈalɔɪɪŋ ˈmɛt(ə)l/ přísadový kov chemical element /ˈkɛmɪk(ə)l ˈɛlɪm(ə)nt/ chemický prvek component /kəmˈpəʊnənt/ složka slitiny electric conductivity /ɪˈlɛktrɪk kɒndʌkˈtɪvɪti/ elektrická vodivost ductility /dʌkˈtɪlɪtɪ/ tažnost formability /fɔːməˈbɪlɪti/ tvárnost hardness /ˈhɑːdnəs/ tvrdost malleability /ˈmalɪəˈbɪlɪti/ kujnost mechanical property /mɪˈkanɪk(ə)l ˈprɒpəti/ mechanická vlastnost melting point /ˈmɛltɪŋ pɔɪnt/ teplota tání, teplota tavení metal /ˈmɛt(ə)l/ kov non-metal /nɒnˈmɛt(ə)l / nekov pure metal /pjʊə ˈmɛt(ə)l/ čistý kov strength /strɛŋθ/ pevnost thermal conductivity /ˈθəːm(ə)l kɒndʌkˈtɪvɪti/ tepelná vodivost toughness /tʌfnɛs/ houževnatost transition metal /tranˈzɪʃ(ə)n ˈmɛt(ə)l/ tranzitní kov, přechodný kov

60 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Cooling and Heating of Pure Metal Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s chladnutím a ohřevem čistého kovu. Developing reading and listening skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

61 YEAR: WORKSHEET NO. 12 SUBJECT: 3 Cooling and Heating of Pure Technology Metal 12. Cooling and Heating of Pure Metal Exercise 1 questions. 1. What is polymorphism? Read the text below and answer these 2. What is univariant system? 3. What does arrest mean? Polymorphism is an ability of a substance to crystallize in various systems. Perfectly pure metal is one component system and one phase. According to phases law it is univariant system, which means, we can change temperature of melting and boiling without change of a character of the system. We observe cooling or heating of pure metal and measure temperature and time. During the time of cooling or heating there appears irregularity called arrest. The internal material conversion arises. While heating the temperature of conversion is higher than while cooling. It is a result of thermal hysteresis. Polymorphic metal has more arrests and there also occurs recrystallization. Each modification of polymorphic metal exists only in one temperature range.

62 Exercise 2 Click on the link below to watch the video Reading Heating and Cooling Curves (4:59) and answer these questions. 1. When the temperature remain constant in the heating curve diagram? 2. When the temperature remain constant in the cooling curve diagram?

63 Key 1 1 The ability of a substance to crystallize in various systems. 2 System with one component and one phase. 3 It is irregularity which appears during the time of cooling or heating. 2 1 During melting and boiling. 2 During condensation and freezing.

64 Dictionary English Pronunciation Czech allotropy, allotropism /əˈlɒtrəpɪ/, /əˈlɒtrəpɪz(ə)m/ alotropie allotropic change /əˈlɒtrəpɪk tʃeɪn(d)ʒ/ alotropická přeměna arrest /ərɛst/ prodleva na křivce cooling /kuːlɪŋ/ chladnutí cooling and heating curve /kuːlɪŋ ənd ˈhiːtɪŋ kəːv/ křivka chladnutí a ohřevu curve /kəːv/ křivka fall /fɔːl/ pokles graph /ɡrɑːf/ graf heating /ˈhiːtɪŋ/ ohřev horizontal axis (X-axis) /hɒrɪˈzɒnt(ə)l ˈaksɪs/ vodorovná osa (osa x) melting point /mɛltɪŋ pɔɪnt/ bod tání metastable /ˌmɛtəˈsteɪb(ə)l/ metastabilní modification /ˌmɒdɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ modifikace polymorphous /ˌpɒlɪˈmɔːfəs/ polymorfní polymorphism /ˌpɒlɪˈmɔːfɪz(ə)m/ polymorfie pure metal /pjʊə ˈmɛt(ə)l/ čistý kov recrystallization /riːˈkrɪst(ə)lʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ rekrystalizace rise /rʌɪz/ vzestup stable /ˈsteɪb(ə)l/ stabilní transformation /transfəˈmeɪʃ(ə)n/ přeměna univariant system /ˈjuːnivɛːrɪənt ˈsɪstəm/ univariantní soustava vertical axis (Y-axis) /ˈvəːtɪk(ə)l ˈaksɪs/ svislá osa (osa y) temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota temperature range /ˈtɛmp(ə)rətʃə reɪn(d)ʒ/ teplotní rozmezí thermal hysteresis /ˈθəːm(ə)l ˌhɪstəˈriːsɪs/ tepelná hystereze time /tʌɪm/ čas

65 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Crystallization of Pure Metals Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s krystalizací čistých kovů. Present simple, prepositions, vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

66 YEAR: WORKSHEET NO. 13 SUBJECT: 3 Crystallization of Pure Metals Technology 13. Crystallization of Pure Metal Exercise 1 Complete the text with the words from the box. a) begins b) is c) are d) in e) of When a metal 1 cooled below the temperature 2 solidification, the liquid metal changes phase, it crystallizes. Crystals 3 formed gradually 4 the cooling melt. Crystal growth 5 in the so-called crystal nucleus (center). In the course of crystallization two variables have a major influence: 1. speed of germs formation 2. speed of crystal growth Exercise 2 Match the English phrases with the Czech. 1. grain contact surface a) podchlazení 2. speed of crystal growth b) krystalizační zárodek 3. undercooling c) styčná plocha zrn 4. crystal nucleus d) rychlost růstu krystalů

67 Key 1 1 b, 2 e, 3 c, 4 d, 5 a 2 1 c, 2 d, 3 a, 4 b

68 Dictionary English Pronunciation Czech cooling /kuːlɪŋ/ ochlazování crystal growth /ˈkrɪst(ə)l grəʊθ/ růst krystalů crystal growth rate /ˈkrɪst(ə)l grəʊθ reɪt/ rychlost růstu krystalů crystallization /krɪst(ə)lʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ krystalizace grain /greɪn / zrno grain boundary /greɪn ˈbaʊnd(ə)ri/ hranice zrna melt /mɛlt/ tavenina nucleation /njuːklɪˈeɪʃ(ə)n/ tvorba zárodků nucleation rate /njuːklɪˈeɪʃ(ə)n reɪt/ rychlost tvorby zárodků nucleus /ˈnjuːklɪəs/ krystalizační zárodek primary structure /ˈprʌɪm(ə)ri ˈstrʌktʃə/ primární struktura pure metal /pjʊə ˈmɛt(ə)l/ čistý kov secondary structure /ˈsɛk(ə)nd(ə)ri ˈstrʌktʃə/ sekundární struktura solidification /səlɪdɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ tuhnutí solidification temperature /səlɪdɪfɪˈkeɪʃ(ə)n ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota tuhnutí solidified melt /səˈlɪdɪfʌɪd mɛlt/ ztuhlá tavenina undercooling / ʌndəkuːlɪŋ / podchlazení

69 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Polymorphism of Iron Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s polymorfií železa. Reading skills, vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

70 YEAR: WORKSHEET NO. 14 SUBJECT: 3 Polymorphism of Iron Technology 14. Iron Polymorphism Exercise 1 Click on the link to watch the video How allotropic forms of Iron work (3:02) then do the exercise 2. Obrázek 2 Curve of cooling and heating pure iron 2 Exercise 2 Read the text below then label the diagram above with the phrases from the box. a) Curie point b) temperature ( C) c) liquid alloy (2x) d) time (s) e) ferromagnetic iron f) paramagnetic iron 2 Upravený obrázek - Hluchý, Kolouch, Paňák: Strojírenská technologie 1, str.34

71 to 911 C stable modification α cubic lattice, space-centred 911 C to 1392 C metastable modification γ cubic lattice, face centred 1392 C to 1539 C metastable modification α (can be labelled also as δ, because it is metastable) above 1539 C liquid alloy (melt) 760 C Curie point iron loses its ferromagnetic properties and becomes paramagnetic (non-magnetic) 760 C 911 C can be labelled as β, because it is paramagnetic Exercise 3 Click on the link below to watch the video Allotropes of Iron (10:26) and answer these questions. 1. What is the demonstration about? 2. What are the paper clip designed to be like? 3. What is allotropes?

72 Key 2 1 b, 2 c, 3 a, 4 d, 5 e, 6 f, 7 c 3 1 It shows what happens inside of molecular structure. 2 To be springy and hold the bend very carefully. 3 Different arrangement of atoms in the same element.

73 Dictionary English Pronunciation Czech body-centred cubic (BCC) lattice /ˈbɒdi sɛntəd ˈkjuːbɪk ˈlatɪs/ mřížka krychlová prostorově středěná cooling curve /kuːlɪŋ kəːv/ křivka chladnutí Curie point /ˈkjʊəri pɔɪnt/ Curieho bod degree centigrade /dɪˈgriː ˈsɛntɪgreɪd/ stupeň Celsia face-centred cubic (FCC) lattice /feɪs ˈsɛntəd ˈkjuːbɪk ˈlatɪs/ mřížka krychlová plošně středěná ferromagnetic /ˌfɛrə(ʊ)magˈnɛtɪk/ feromagnetický graph /ɡrɑːf/ graf heating curve /ˈhiːtɪŋ kəːv/ křivka ohřevu iron /ˈʌɪən/ železo liquid /ˈlɪkwɪd/ tekutý melt /mɛlt/ tavenina metastable /ˌmɛtəˈsteɪb(ə)l / metastabilní modification /ˌmɒdɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ modifikace paramagnetic /parəmagˈnɛtɪk/ paramagnetický polymorphism /ˌpɒlɪˈmɔːfɪz(ə)m/ polymorfie property /ˈprɒpəti / vlastnost solid /ˈsɒlɪd/ pevná látka temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota temperature difference /ˈtɛmp(ə)rətʃə ˈdɪf(ə)r(ə)ns/ rozdíl teplot thermal hysteresis /ˈθəːm(ə)l ˌhɪstəˈriːsɪs/ tepelná hystereze time /tʌɪm/ čas

74 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Phase Diagrams of Binary Alloys Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový Seznámení s rovnovážným diagramem binární slitiny. jazykový Pomůcky: vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

75 YEAR: WORKSHEET NO. 15 SUBJECT: 3 Phase Diagrams of Binary Alloys Technology 15. Equilibrium Diagram of Binary Alloy Exercise 1 Label the paragraph 1-3 with the titles a-c. a) Partial (limited) solubility b) Complete (perfect) insolubility c) Complete (perfect) solubility Solubility in solid state ability to form solid solutions Types: 1. It is an ability to form a solid solution in the entire concentration range (for example Ni-Cu, Au-Ag, Au-Pt, Bi-Sb, MgO-FeO, MgO-NiO). 2. It is an ability to form a solid solution only at certain concentrations (for example Pb-Sn, Al-Si, Cu-Ag). 3. It is an inability to form a solid solution (for example Sn-Zn, Bi-C).

76 Exercise 2 Use the words from the box to match the Czech terms in the diagram. a) liquid alloy b) liquidus line c) temperature d) solidus line e) concentration Obrázek 3 Binary equilibrium diagram of ingredients completely soluble in solid state 3 3 Vlastní dílo

77 Key 1 1 c, 2 a, 3 b 2 1 c, 2 d, 3 e, 4 b, 5 a

78 Dictionary English Pronunciation Czech arrest /əˈrɛst/ prodleva binary alloy /ˈbʌɪnəri ˈalɔɪ/ binární slitina complete solubility /kəmˈpliːt ˈsɒljʊˈbɪlɪti/ úplná rozpustnost concentration /kɒns(ə)nˈtreɪʃ(ə)n/ koncentrace cooling curve / kuːlɪŋ kəːv / křivka chladnutí crystallization /krɪst(ə)lʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ krystalizace end of transformation /ɛnd ɒv transfəˈmeɪʃ(ə)n/ konec přeměny equilibrium diagram /ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm ˈdʌɪəɡram/ rovnovážný diagram insolubility /ɪnsɒljʊˈbɪlɪti/ nerozpustnost limited solubility /ˈlɪmɪtɪd sɒljʊˈbɪlɪti/ omezená rozpustnost partial solubility /ˈpɑːʃ(ə)l sɒljʊˈbɪlɪti/ částečná rozpustnost phase /feɪz/ fáze phase diagram /feɪz ˈdʌɪəɡram/ fázový diagram phase equilibrium /feɪz ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ rovnováha fází solid solubility, solubility in solid state /ˈsɒlɪd sɒljʊˈbɪlɪti/, /ˈsɒljʊˈbɪlɪti ɪn ˈsɒlɪd steɪt/ solubility /sɒljʊˈbɪlɪti/ rozpustnost rozpustnost v tuhém stavu start of transformation /stɑːt ɒv transfəˈmeɪʃ(ə)n/ začátek přeměny temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota temperature interval /ˈtɛmp(ə)rətʃə ˈɪntəv(ə)l/ teplotní interval

79 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Binary Alloys - Two Metals Completely Soluble Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s binárními slitinami úplně rozpustných dvou kovů. Word order PC, dataprojektor, interaktivní tabule

80 YEAR: WORKSHEET NO. 16 SUBJECT: 3 Binary Alloys - Two Metals Technology Completely Soluble 16. Binary Alloys - Two Metals Completely Soluble Exercise 1 Put the words in the correct order to make sentences 1-3. in Two metals solid and liquid state A and B completely soluble are 1. I 80% A, 20% B II 50% A, 50% B III 20% A, 80% B will arise LIQUIDUS from a line the start points of crystallization that is 2. from crystallization is will arise that of all points SOLIDUS a line 3.

81 Solid solution crystal that contains atoms of both components Substitutional solid solution additive metal atoms occupy randomly nodal sites in the lattice of basic metal. Interstitial solid solution additive metal atoms are deposited in the interstitial position. They occupy randomly nodal sites in the lattice of basic metal.

82 Key 1 1 Two metals A and B are completely soluble in solid and liquid state. 2 LIQUIDUS is a line that will arise from the start points of crystallization. 3 SOLIDUS is a line that will arise from all points of crystallization.

83 Dictionary English Pronunciation Czech binary alloy /ˈbʌɪnəri ˈalɔɪ/ binární slitina complete solubility /kəmˈpliːt ˈsɒljʊˈbɪlɪti/ úplná rozpustnost concentration /kɒns(ə)nˈtreɪʃ(ə)n/ koncentrace curve / kəːv/ křivka diffusion /dɪˈfjuːʒ(ə)n/ difúze interstitial solid solution /ˌɪntəˈstɪʃ(ə)l ˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ interstition / ɪntəːˈstɪʃ(ə)n / interstice intersticiální tuhý roztok limited solubility /ˈlɪmɪtɪd sɒljʊˈbɪlɪti/ omezená rozpustnost liquidus /ˈlikwidəs/ likvidus melt /mɛlt/ tavenina node /nəʊd/ uzlový bod mřížky occupy / ˈɒkjʊpʌɪ/ obsadit particle / ˈpɑːtɪk(ə)l/ částice solid solution / sɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ tuhý roztok solidus /ˈsɒlɪdəs/ solidus soluble /ˈsɒljʊb(ə)l/ rozpustný substitution /sʌbstɪˈtjuːʃn/ substituce substitutional solid solution /sʌbstɪˈtjuːʃn(ə)l sɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ substituční tuhý roztok unlimited solubility /ʌnˈlɪmɪtɪd sɒljʊˈbɪlɪti/ neomezená rozpustnost vacancy /ˈveɪk(ə)nsi/ vakance

84 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Binary Alloys - Two Components Completely Soluble in Liquid State and Insoluble in Solid State Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s dvěma složkami v tekutém stavu úplně rozpustnými a v tuhém stavu nerozpustnými. Making questions PC, dataprojektor, interaktivní tabule

85 YEAR: WORKSHEET NO. 17 SUBJECT: 3 Binary Alloys - Two Components Completely Soluble in Liquid State and Insoluble in Solid State Technology 17. Binary Alloys - Two Metals Insoluble in Solid State Exercise 1 Read the following text and make questions 1-3 to the sentences above. Two solutions A and B are completely soluble in liquid state and insoluble in solid state. 1? EUTECTICUM forms a structure in alloys, which can be recognizable under a microscope. 2? Lamellar eutecticum fine strips formed by crystals of both metals stored close together. Globular eutecticum one metal forms a matrix where crystals of another metal (in shape of fine grains) are saved. Eutecticum always crystallizes secondarily. 3?

86 Primarily the crystals, that form the frame, always crystallise. Then eutecticum fills the space among the crystals formed primarily.

87 Key 1 Sample answers: 1 Are the two solutions A and B completely soluble in liquid state and insoluble in solid state? 2 What a structure in alloys does eutecticum form? 3 How often does eutecticum crystallize secondarily?

88 Dictionary English Pronunciation Czech binary alloy /ˈbʌɪnəri ˈalɔɪ/ binární slitina binary diagram /ˈbʌɪnəri ˈdʌɪəɡram/ binární diagram complete solubility, total solubility /kəmˈpliːt ˌsɒljʊˈbɪləti/, /ˈtəʊt(ə)l ˌsɒljʊˈbɪləti/ component /kəmˈpəʊnənt/ složka úplná rozpustnost composition /kɒmpəˈzɪʃ(ə)n/ chemické složení cooling curve /ˈkuːlɪŋ kəːv/ křivka chladnutí crystal /ˈkrɪst(ə)l/ krystal eutectic /juːˈtɛktɪk/ eutektikum eutectic point /juːˈtɛktɪk pɔɪnt/ eutektický bod eutectic transformation /juːˈtɛktɪk transfəˈmeɪʃ(ə)n/ eutektická přeměna fine grain /fʌɪn greɪn/ jemné zrno globular eutectic /ˈglɒbjʊlə juːˈtɛktɪk/ globulární eutektikum, zrnité eutektikum insolubility / ɪnˌsɒljʊˈbɪləti/ nerozpustnost insoluble /ɪnˈsɒljʊb(ə)l/ nerozpustný lamellar eutectic /ləˈmɛlə juːˈtɛktɪk/ lamelární eutektikum, páskové eutektikum solid solution / ˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ tuhý roztok solidify /sɒˈlɪdɪfʌɪ/ tuhnout solubility /ˌsɒljʊˈbɪləti/ rozpustnost solubility in liquid state, liquid solubility solubility in solid state, solid solubility /ˌsɒljʊˈbɪləti ɪn ˈlɪkwɪd steɪt/, / ˈlɪkwɪd ˌsɒljʊˈbɪləti/ / ˌsɒljʊˈbɪləti ɪn ˈsɒlɪd steɪt/, / ˈsɒlɪd ˌsɒljʊˈbɪləti/ soluble /ˈsɒljʊb(ə)l/ rozpustný temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota time /tʌɪm/ čas rozpustnost v tekutém stavu rozpustnost v tuhém stavu

89 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: State Binary Alloys - Two Metals with Limited Solubility in Solid Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se dvěma kovy se změněnou rozpustností. Reading skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

90 YEAR: WORKSHEET NO. 18 SUBJECT: 3 Binary Alloys - Two Metals with Technology Limited Solubility in Solid State 18. Two Metals with Solubility Change in Solid State Exercise 1 Read the text below and label the paragraph 1-2 with the title a-b. a) PRECIPITATION b) SEGREGATION Solidus curves determinate the area of mutual solubility of both metals. Eutectic line determinates the area of mutual insolubility of both metals. 1 a new phase is excreted preferably at grain boundaries at sufficiently high temperatures of equilibrium saturation state. The amount of excluded segregate is very small so its liberation isn t related to any thermal phenomenon. Segregation usually produces an adverse effect on the quality of metal, since it leads to irregularity of its properties. 2 is excretation of fine particle of new phases from supersaturated solution inside of grains. Condition of precipitation is formation of a solid solution. It exhibits increased toughness and increase of the yield point.

91 Exercise 2 According to the text above answer these questions below. What is determinated by Solidus curves? a) The area of mutual solubility of both metals. b) The area of mutual insolubility of both metals. What is determinated by Eutectic line? a) The area of mutual solubility of both metals. b) The area of mutual insolubility of both metals.

92 Key 1 1 b, 2 a 2 1 a, 2 b

93 Dictionary English Pronunciation Czech binary diagram /ˈbʌɪnəri ˈdʌɪəgram/ binární diagram equilibrium diagram /ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm ˈdʌɪəgram/ rovnovážný diagram eutectic line /juːˈtɛktɪk lʌɪn/ eutektická přímka grain boundary /greɪn ˈbaʊnd(ə)ri/ hranice zrna insolubility /ɪnsɒljʊˈbɪlɪti/ nerozpustnost limited solubility /ˈlɪmɪtɪd ˌsɒljʊˈbɪləti/ omezená rozpustnost liquidus /ˈlikwidəs/ likvidus precipitate /prɪˈsɪpɪteɪt/ vylučovat se precipitation /prɪˌsɪpɪˈteɪʃ(ə)n/ precipitace saturation /satʃəˈreɪʃ(ə)n/ nasycení segregation /ˌsɛɡrɪˈɡeɪʃ(ə)n/ segregace solid solution / ˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ tuhý roztok solidus /ˈsɒlɪdəs/ solidus solubility curve /sɒljʊˈbɪlɪti kəːv/ křivka rozpustnosti solubility in solid state, solid solubility /sɒljʊˈbɪlɪti ɪn ˈsɒlɪd steɪt/, / ˈsɒlɪd ˌsɒljʊˈbɪləti/ soluble /ˈsɒljʊb(ə)l/ rozpustný supersaturated solid solution /suːpəˈsatʃəreɪtɪd ˈsɒlɪd /səˈluːʃ(ə)n/ rozpustnost v tuhém stavu přesycený tuhý roztok

94 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Iron-Carbon Equilibrium Diagram Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s významem a použitím rovnovážného diagramu Fe-C Reading skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

95 YEAR: WORKSHEET NO. 19 SUBJECT: 3 Iron-Carbon Equilibrium Technology Diagram Exercise Equilibrium Diagram Fe-C Read the text and answer the questions below. 1. What is the main additive of iron alloys? 2. What is the solid solution of carbon in α-fe called? 3. Which system is carbon eliminated as graphite in? Pure iron exists in two crystalline modifications: Iron with a body centred cubic lattice named α-fe is stable at temperatures below 911 C. Iron at temperatures C has face centred cubic lattice and is named γ-fe. At temperatures over 1392 C there is again stable modification with a body centred cubic lattice named δ-fe. The melting point of pure iron is at temperature 1539 C. Carbon is the main additive of iron alloys. It creates interstitial solid solution with iron. Solid solution of carbon in α-fe is called ferrite. Solubility of carbon in α-fe is very low (max. 0,018% at temperature 723 C). Solid solution of carbon in γ-fe is called austenite. Solubility of carbon in γ-fe is substantially higher (max. 2,11% at temperature 1147 C). Solid solution of carbon in δ-fe is called δ-ferrite.

96 At higher carbon content elimination of iron carbide Fe3C (cementite) occurs. The Iron - Carbon Equilibrium Phase Diagram is one of the most important diagrams of mankind. It shows the areas of stability of individual structural components under equilibrium conditions. We distinguish: 1. Binary system stable iron graphite in which carbon is eliminated as graphite) (Important for cast-iron) 2. Binary system metastable iron carbide in which carbon is bound as iron carbide. (Important for steel)

97 Key 1 1 Carbon, 2 ferrite, 3 Binary system stable iron

98 Dictionary English Pronunciation Czech alpha iron /ˈalfə ˈʌɪən/ železo alfa austenite /ˈɒstɪnʌɪt/ austenit binary system / ˈbʌɪnəri ˈsɪstəm/ binární soustava body-centred cubic (BCC) lattice /ˈbɒdi sɛntəd ˈkjuːbɪk ˈlatɪs/ carbon / ˈkɑːb(ə)n/ uhlík cast iron /kɑːst ˈʌɪən/ litina cementite / sɪˈmɛntʌɪt/ cementit mřížka krychlová prostorově středěná crystal modification / ˈkrɪst(ə)l ˌmɒdɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ krystalická modifikace delta iron /ˈdɛltə ˈʌɪən/ železo delta face-centred cubic (FCC) lattice /feɪs ˈsɛntəd ˈkjuːbɪk ˈlatɪs/ ferrite / ˈfɛrʌɪt/ ferit gamma iron /ˈɡamə ˈʌɪən/ železo gama graphite /ˈɡrafʌɪt/ grafit interstitial solid solution /ˌɪntəˈstɪʃ(ə)lˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ iron / ˈʌɪən/ železo mřížka krychlová plošně středěná intersticiální tuhý roztok iron carbide /ˈʌɪən ˈkɑːbʌɪd/ karbid železa iron-carbon equilibrium diagram /ˈʌɪən ˈkɑːb(ə)n equilibrium ˈdʌɪəɡram/ rovnovážný diagram železo-uhlík melting point / mɛltɪŋ pɔɪnt/ bod tání, bod tavení metastable / ˌmɛtəˈsteɪb(ə)l/ metastabilní solid solution / ˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ tuhý roztok stable / ˈsteɪb(ə)l/ stabilní steel /stiːl/ ocel

99 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Stable System Iron-Graphite Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení se stabilní soustavou železo - grafit Reading skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

100 YEAR: WORKSHEET NO. 20 SUBJECT: 3 Stable System Iron-Graphite Technology 20. The Iron-Graphite System Exercise 1 Complete the text with the words from the box. as the hand specifically therefore also during All of 1 carbon is precipitated 2 graphite during solidification. 3 further cooling, the secondary graphite precipitates out of the austenite. The austenite 4 undergoes eutectoid decomposition here, 5 into ferrite and graphite. In ferritic cast iron, the structure consists of a purely ferritic metal matrix with graphite embedded in it. Generally, a gray solidification of cast iron can be forced according to the stable system. A eutectoid transformation into purely ferrite and graphite, on the other 6, is more difficult, as with progressive cooling. 7, the eutectoid decomposition of the austenite rapidly changes in the meta-stable system. There pearlite is formed. Pearlite-stabilizing additives in cast iron enable the achievement of a purely pearlitic structure. 4 4 Iron-carbon phase diagram. Foundry lexicon [online] [cit ]. Dostupné z: D=3&cHash=d0c9b0c28d39dfa8c849cb266e500d23.

101 Exercise 1 Find seven words from the text above in the puzzle. The direction of the words can be down, up or forwards.

102 Key 1 1 the, 2 as, 3 during, 4 also, 5 specifically, 6 hand, 7 therefore

103 Dictionary English Pronunciation Czech austenite /ˈɒstɪnʌɪt/ austenit carbon /ˈkɑːb(ə)n/ uhlík cast iron /kɑːst ˈʌɪən/ litina cementite / sɪˈmɛntʌɪt/ cementit cooling /ˈkuːlɪŋ/ chladnutí constituent / kənˈstɪtjʊənt/ složka crystallization /ˌkrɪstələˈzeɪʃən/ krystalizace graphite /ˈɡrafʌɪt/ grafit graphite eutectic /ˈɡrafʌɪt juːˈtɛktɪk/ grafitové autektikum graphite eutectoid /ˈɡrafʌɪt juːˈtɛktɔɪd/ grafitový eutektoid grey cast iron /ɡreɪ kɑːst ˈʌɪən/ šedá litina grey pig iron /ɡreɪ pɪg ˈʌɪən/ šedé surové železo eutectic /juːˈtɛktɪk/ eutektikum eutectic point /juːˈtɛktɪk pɔɪnt/ eutektický bod eutectic transformation /juːˈtɛktɪk transfəˈmeɪʃ(ə)n/ eutektická přeměna eutectoid /juːˈtɛktɔɪd eutektoid eutectoid transformation /juːˈtɛktɔɪd transfəˈmeɪʃ(ə)n/ ferrite / ˈfɛrʌɪt/ ferit iron / ˈʌɪən/ železo ledeburite /ˈlɛdɛbʊrʌɪt/ ledeburit pearlite /ˈpəːlʌɪt/ perlit eutektoidní přeměna primary graphite /ˈprʌɪm(ə)ri ˈɡrafʌɪt/ primární grafit secondary graphite /ˈsɛk(ə)nd(ə)ri ˈɡrafʌɪt/ sekundární grafit solidification /səlɪdɪfɪˈkeɪʃ(ə)n/ tuhnutí stable /ˈsteɪb(ə)l/ stabilní stable system iron-graphite /ˈsteɪb(ə)l ˈsɪstəm ˈʌɪən ˈɡrafʌɪt/ system / ˈsɪstəm/ soustava stabilní soustava železografit

104 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Diagram Influence of Alloying Elements on Iron-Iron Carbide Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s vlivem legovacích prvků na diagram Fe - Fe3C. Vocabulary, reading PC, dataprojektor, interaktivní tabule

105 YEAR: WORKSHEET NO. 21 SUBJECT: 3 Influence of Alloying Elements Technology on Iron-Iron Carbide Diagram 21. Effect of Alloying Elements on the diagram Fe Fe3C Effect of alloying elements on the properties of steel and cast-iron: Nickel - unlimited solubility in iron γ, partial solubility in iron α, opens γ area. It increases strength, impact strength and toughness, impart corrosion resistance in combination with other elements. Manganese - unlimited solubility in iron γ, lower in iron α, opens γ area. It improves hardenability, ductility and wear resistance. Mn eliminates formation of harmful iron sulfides, increasing strength at high temperatures. Chrome - unlimited solubility in iron α, partial in iron γ, closes γ area. It improves hardenability, strength and wear resistance, sharply increases corrosion resistance at high concentrations (> 12%). Silicon - partial solubility in iron α and iron γ, closes γ area. It improves strength, elasticity, acid resistance and promotes large grain sizes, which cause increasing magnetic permeability. Molybdenum - partial solubility in iron α, lower in iron γ, closes γ area. It increases hardenability and strength particularly at high temperatures and under dynamic conditions. Tungsten - partial solubility in iron α and iron γ, closes γ area. It increases hardness particularly at elevated temperatures due to stable carbides, refines grain size.

106 Vanadium - unlimited solubility in iron α, partial in iron γ, closes γ area. It increases strength, hardness, creep resistance and impact resistance due to formation of hard vanadium carbides, limits grain size. Exercise 1 Find seven elements mentioned in the text above in this puzzle. The direction of the words can be down, up or forwards.

107 Key 1 Vanadium, Tungsten, Molybdenum, Silicon, Chrome, Manganese, Nickel

108 Dictionary English Pronunciation Czech accompanying element /əˈkʌmpəniɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ doprovodný prvek alloying element /ˈalɔɪɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ legující prvek austenite-forming element /ˈɒstɪnʌɪt fɔːmɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ austenitotvorný prvek carbide-forming element /ˈkɑːbʌɪd fɔːmɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ karbidotvorný prvek carbon /ˈkɑːb(ə)n/ uhlík cast steel /kɑːst stiːl/ ocelolitina chromium /ˈkrəʊmɪəm/ chrom corrosion resistance /kəˈrəʊʒ(ə)n rɪˈzɪst(ə)ns/ korozivzdornost, odolnost proti korozi creep resistance /kriːp rɪˈzɪst(ə)ns/ žárupevnost element / ˈɛlɪm(ə)nt/ prvek ferrite-forming element /ˈfɛrʌɪt fɔːmɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ feritotvorný prvek graphitizing element /ˈɡrafɪtʌɪzɪŋ ˈɛlɪm(ə)nt/ grafitizační prvek hardenability / ˈhɑːd(ə)nəˈbɪlɪti/ prokalitelnost hardness /ˈhɑːdnəs/ tvrdost heat resistance /hiːt rɪˈzɪst(ə)ns/ žáruvzdornost influence /ˈɪnflʊəns/ vliv iron-iron carbide diagram /ˈʌɪən ˈʌɪən ˈkɑːbʌɪd ˈdʌɪəɡram/ diagram železo-karbid železa iron /ˈʌɪən/ železo iron carbide /ˈʌɪən ˈkɑːbʌɪd/ karbid železa manganese /ˈmaŋɡəniːz/ mangan molybdenum /məˈlɪbdənəm/ molybden nickel /ˈnɪk(ə)l/ nikl non-carbide-forming /nɒn ˈkɑːbʌɪd fɔːmɪŋ element ˈɛlɪm(ə)nt/ nekarbidotvorný prvek property /ˈprɒpəti/ vlastnost silicon /ˈsɪlɪk(ə)n/ křemík strength /strɛŋθ/ pevnost toughness /ˈtʌfnəs/ houževnatost tungsten /ˈtʌŋst(ə)n/ wolfram vanadium /vəˈneɪdɪəm/ vanad wear resistance /wɛː rɪˈzɪst(ə)ns/ odolnost proti opotřebení

109 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Iron-Iron Carbide Metastable System Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s metastabilní soustavou železo - karbid železa. Reading skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

110 YEAR: WORKSHEET NO. 22 SUBJECT: 3 Iron-Iron Carbide Metastable Technology System 22. Metastable System Fe Fe3C Exercise 1 the box. Label the definitions 1-6 with the titles a-f from a) FERRITE b) PERLIT c) CEMENTITE d) EUTEKTOID e) LEDEBURITE f) AUSTENIT 1. heterogeneous structure formed by diffusive disintegration of solid solution into two chemically and crystallografically different phases. 2. solid solution C in iron α (max 0,02% C at the temperature 727 C) 3. solid solution C in iron γ (max 2,14% C at the temperature 1147 C) 4. eutectoid from lamellas of ferrite and cementite in the ratio 6:1. It arises by austenite decomposition at the temperature 727 C, contains 0,764% C. 5. iron carbide Fe3C, contains 6,67% C. It is brittle, hard and not malleable. It doesn t have allotropic transformation. It loses ferromagnetic properties at the temperature 217 C.

111 6. eutectic mixture of austenite and cementite lamellas in the ratio 1:1. It arises at the temperature 1147 C and contains 4,3% C.

112 Key 1 1 d, 2 a, 3 f, 4 b, 5 c, 6 e

113 Dictionary English Pronunciation Czech austenite /ˈɒstɪnʌɪt/ austenit cementite /sɪˈmɛntʌɪt/ cementit change in solubility limit /tʃeɪn(d)ʒ ɪn ˌsɑːljəˈbɪləti ˈlɪmɪt/ změna rozpustnosti concentration /kɒns(ə)nˈtreɪʃ(ə)n/ koncentrace eutectoid /juːˈtɛktɔɪd/ eutektoid eutectoid line /juːˈtɛktɔɪd lʌɪn/ eutektoidní přímka eutectoid point /juːˈtɛktɔɪd pɔɪnt/ eutektoidní bod eutectoid steel /juːˈtɛktɔɪd stiːl / ocel eutektoidní ferrite /ˈfɛrʌɪt/ ferit globular eutectoid /ˈɡlɒbjʊlə juːˈtɛktɔɪd/ globulární eutektoid hypereutectoid steel /ˈhʌɪpə juːˈtɛktɔɪd stiːl/ ocel nadeutektoidní hypoeutectoid steel /ˈhʌɪpəʊ juːˈtɛktɔɪd stiːl/ ocel podeutektoidní iron /ˈʌɪən/ železo iron carbide /ˈʌɪən ˈkɑːbʌɪd/ karbid železa lamellar eutectoid /ləˈmɛlə juːˈtɛktɔɪd/ lamelární eutektoid ledeburite /ˈlɛdɛbərʌɪt/ ledeburit liquid /ˈlɪkwɪd/ tavenina metastable iron-iron carbide system /ˌmɛtəˈsteɪb(ə)l ˈʌɪən ˈʌɪən ˈkɑːbʌɪd ˈsɪstəm/ pearlite /ˈpəːlʌɪt/ perlit metastabilní soustava železo-karbid železa pearlitic steel /ˈpəːlɪtɪk stiːl/ ocel perlitická primary cementite /ˈprʌɪm(ə)ri sɪˈmɛntʌɪt/ primární cementit secondary cementite /ˈsɛk(ə)nd(ə)ri sɪˈmɛntʌɪt/ sekundární cementit solid solution /ˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ tuhý roztok solidification /səˌlɪdəfəˈkeɪʃən/ tuhnutí solubility /ˌsɑːljəˈbɪləti/ rozpustnost temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota tertiary cementite /ˈtəːʃ(ə)ri sɪˈmɛntʌɪt/ terciární cementit transformation curve /transfəˈmeɪʃ(ə)n kəːv/ křivka přeměny

114 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Heat Treatment of Metals Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s tepelným zpracováním kovů. Listening skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

115 YEAR: WORKSHEET NO. 23 SUBJECT: 3 Heat Treatment of Metals Technology 23. Heat Treatment of Metals Exercise 1 Click on the link below to watch the video The Steel Heat Treatment Process (10:00) and answer these questions. 1. What happens when the object is heated? 2. What is steel? What does it consist of? 3. What is the critical temperature of steel when its crystalline structure changes from pearlite into austenite? 4. What tools do blacksmith use to make a knife? 5. Is it important for blacksmith to work quickly? Why/Why not? 6. What happens to the steel if you keep reheating it? 7. What test is used to find out if the crystal structure composition of the steel is in the critical temperature? 8. What is annealing? 9. What methods of annealing are presented? 10. What process must be done to recrystallize the steel to toughen it up? The video shows a general overview of the process in which a block of steel is transformed into a knife by literally reconfiguring the molecular and crystalline structure of the once rigid metal

116 Key 1 1 Its atoms expand and become less stable. 2 An alloy. Iron and carbon C. 4 A box tongs, a German style round faced hammer, a flat faced hammer. 5 Yes. The steel quickly cools down. 6 The steel weakens each time it is reheated. 7 Magnetic test. By touching it against the magnet. If it sticks, the steel has the pearlite crystalline structure because of its magnetic field. 8 A process to cool down the steel. 9 Cooling by sand, water, oil. 10 Tempering

117 Dictionary English Pronunciation Czech annealing /əˈniːlɪŋ/ žíhání annealing and tempering /əˈniːlɪŋ ənd ˈtɛmpərɪŋ/ zušlechťování (kalení a popouštění) carburizing /ˈkɑːbjʊrʌɪzɪŋ/ cementování change of structure /tʃeɪn(d)ʒ ɒf ˈstrʌktʃə/ změna struktury change of internal structure /tʃeɪn(d)ʒ ɒf ɪnˈtəːn(ə)l ˈstrʌktʃə/ změna vnitřní stavby cooling /ˈkuːlɪŋ/ ochlazování diagram /ˈdʌɪəɡram/ diagram diffusion /dɪˈfjuːʒ(ə)n/ difúze equilibrium state /ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm steɪt/ rovnovážný stav hardening, quenching /ˈhɑːrdnɪŋ/, /kwɛn(t)ʃɪŋ/ kalení heat treatment /hiːt ˈtriːtm(ə)nt/ tepelné zpracování heating /ˈhiːtɪŋ/ ohřev mechanical properties /mɪˈkanɪk(ə)l ˈprɒpətiːz/ mechanické vlastnosti nitriding /ˈnʌɪtrʌɪdɪŋ/ nitridování property /prɒpəti/ vlastnost required properties /rɪˈkwʌɪəd ˈprɒpətiːz/ požadované vlastnosti temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota thermal arrest /ˈθəːm(ə)l əˈrɛst/ výdrž (na teplotě) thermochemical treatment /ˌθɜːrməʊˈkemɪkəl ˈtriːtm(ə)nt/ chemicko-tepelné zpracování technological properties /tɛknəˈlɒdʒɪk(ə)l ˈprɒpətiːz/ technologické vlastnosti tempering /ˈtɛmpərɪŋ/ popouštění time /tʌɪm/ čas

118 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Structure of Steel in Slow Heating Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s tepelným zpracováním kovů. Vocabulary, listening skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

119 YEAR: WORKSHEET NO. 24 SUBJECT: 3 Structure of Steel in Slow Technology Heating 24. Structure of Steel in Slow Heating Exercise 1 Label the diagram with the words from the box. a) carbon content % b) temperature C c) ferrite d) austenite e) cementite f) perlite Obrázek 4 Iron-carbon phase diagram, (steel portion) 5 5 Vlastní dílo

120 If the temperature of the steel rises from the room temperature over 723 C, its structure changes. The reason is the change of internal energy and the change of the crystalline structure. Exercise 2 Click on the link below and watch the video Steel and America Donald Duck Makes Iron (4:19). Find out why steel is so special. 6D3D867

121 Key 1 1 b, 2 a, 3 c f, 4 f e, 5 f, 6 c, 7 d c, 8 d e, 9 d

122 Dictionary English Pronunciation Czech austenite /ˈɒstɪnʌɪt/ austenit boundary /ˈbaʊnd(ə)ri/ hranice (zrna) changes of crystal lattice /tʃeɪn(d)ʒɪz ɒf ˈkrɪst(ə)l ˈlatɪs/ změny krystalové mřížky cementite /sɪˈmɛntʌɪt/ cementit cementite decomposition /sɪˈmɛntʌɪt ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ rozpad cementitu crystal lattice /ˈkrɪst(ə)l ˈlatɪs/ krystalová mřížka decomposition / ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ rozpad ferrite /ˈfɛrʌɪt/ ferit grain /ɡreɪn/ zrno grain boundaries /ɡreɪn ˈbaʊnd(ə)riːz/ hranice zrn heating /ˈhiːtɪŋ/ ohřev pearlite /ˈpəːlʌɪt/ perlit pure /pjʊə/ čistý pure austenite /pjʊə ˈɒstɪnʌɪt/ čistý austenit slow heating /sləʊ ˈhiːtɪŋ/ pomalý ohřev steel /stiːl/ ocel structure /ˈstrʌktʃə/ struktura transformation /transfəˈmeɪʃ(ə)n/ přeměna

123 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Survey of Heat Treatment Methods Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s metodami tepelného zpracování. vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

124 YEAR: WORKSHEET NO. 25 SUBJECT: 3 Survey of Heat Treatment Technology Methods 25. Review of Heat Treatment Methods The purpose of heat treatment is mainly to achieve the desired mechanical and technological properties of metallic materials. Types of heat treatment: 1. Annealing (cooling is so slow that there is no hardening structure): a. without recrystallization - e.g. stress relief annealing, solft annealing, recrystallization annealing, anti-flaking annealing b. with recrystallization - e.g. homogenization annealing, normalizing, isometric, dissolving 2. Hardening (heating above recrystallization temperature and cooling is so rapid to form a hardening structure): a. martensitic hardening b. bainitic hardening 3. Tempering

125 Types of chemical heat treatment: 1. Cementation (a surface saturation of steel by carbon) 2. Nitriding (a surface saturation of steel by nitrogen) 3. Carbonitriding Exercise 1 Match the English terms to the Czech. 1. Hardening a) normalizace 2. Annealing b) kalení ve vodě 3. Oil c) bainit 4. Air hardening d) olej 5. Heat treatment e) napoutění 6. Oil hardening f) kalení na vzduchu 7. Water hardening g) kalení v oleji 8. Bainite h) ochlazování v peci 9. Soft annealing i) zušlechťování 10. Tempering j) kalení 11. Bainite hardening k) popouštění 12. Normalization l) bainitické kalení 13. Chilling in the furnace m) žíhání na měkko 14. Soaking n) žíhání

126 Key 1 1 j, 2 n, 3 d, 4 f, 5 i, 6 g, 7 b, 8 c, 9 m, 10 k, 11 l, 12 a, 13 h, 14 e

127 Dictionary English Pronunciation Czech annealing /əˈniːlɪŋ/ žíhání annealing and tempering /əˈniːlɪŋ ənd ˈtɛmpərɪŋ/ zušlechťování (kalení a popouštění) carbonitriding /ˈkɑːbəʊˈnʌɪtrʌɪdɪŋ/ nitrocementování carburizing /ˈkɑːbjʊrʌɪzɪŋ/ cementování cooling /ˈkuːlɪŋ/ ochlazování cooling rate /ˈkuːlɪŋ reɪt/ rychlost ochlazování diagram /ˈdʌɪəɡram/ diagram hardening /ˈhɑːrdnɪŋ/ kalení heat treatment / hiːt ˈtriːtm(ə)nt/ tepelné zpracování heating /ˈhiːtɪŋ/ ohřev heating rate /ˈhiːtɪŋ reɪt/ rychlost ohřevu mechanical properties /mɪˈkanɪk(ə)l ˈprɒpətiːz/ mechanické vlastnosti nitriding / ˈnʌɪtrʌɪdɪŋ/ nitridování property /ˈprɒpəti/ vlastnost rapid cooling /ˈrapɪd ˈkuːlɪŋ/ rychlé ochlazování recrystallization /riːˈkrɪst(ə)lʌɪzeɪʃ(ə)n/ rekrystalizace slow cooling /sləʊ ˈkuːlɪŋ/ pomalé ochlazování temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota thermal arrest /ˈθəːm(ə)l əˈrɛst/ výdrž (na teplotě) thermochemical treatment /ˌθɜːrməʊˈkemɪkəl ˈtriːtm(ə)nt/ chemicko-tepelné zpracování technological properties /tɛknəˈlɒdʒɪk(ə)l ˈprɒpətiːz/ technologické vlastnosti tempering / ˈtɛmpərɪŋ/ popouštění time /tʌɪm/ čas

128 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Diagrams of Austenite Decomposition Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s diagramy rozpadu austenitu. Making questions, reading PC, dataprojektor, interaktivní tabule

129 YEAR: WORKSHEET NO. 26 SUBJECT: 3 Diagrams of Austenite Technology Decomposition 26. Austenite Disintegration Diagrams Exercise 1 Put the words to the correct order to make questions 1-4. critical temperature for is ( C) austenite existence What of 1? origin austenite of is term What the the 2? austenite 1OOO F in exist temperature Does 3? have element alloying Does austenite an 4? Exercise 1 Read the text below and answer the questions in 1. Austenite, also known as gamma-phase iron (γ-fe), is a metallic, nonmagnetic allotrope of iron or a solid solution of iron, with an alloying element. In plain-carbon steel, austenite exists above the critical eutectoid temperature of 1,000 K (1,340 F; 730 C); other alloys of steel have different eutectoid temperatures. It is named after Sir William Chandler Roberts-Austen ( ). 6 6 Austenite. Wikipedia: The Free Encyklopedia [online] [cit ]. Dostupné z:

130 Key 1 1 What temperature ( C) is critical for existence of austenite? 2 What is the origin of the term austenite? 3 Does austenite exist in temperature 1OOO F? 4 Does austenite have an alloying element? 2 1 It is 730 C, 2 It is named after Roberts-Austen. 3 No, it doesn t. 4 Yes, it does.

131 Dictionary English Pronunciation Czech - isothermal transformation diagram - Time-Temperature- Transformation diagram - TTT diagram anisothermal decomposition of austenite -/ ˈʌɪsə(ʊ)θəːm(ə)l transfəˈmeɪʃ(ə)n ˈdʌɪəɡram/ - /tʌɪm ˈtɛmp(ə)rətʃə transfəˈmeɪʃ(ə)n ˈdʌɪəɡram/ - /tiː tiː tiː ˈdʌɪəɡram/ /ənʌɪsə(ʊ)θəːm(ə)l ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn əv ˈɒstɪnʌɪt/ diagram IRA austenite / ˈɒstɪnʌɪt/ austenit bainite /ˈbeiːnʌɪt/ bainit anizotermický rozpad austenitu C curve nose /siː kəːv nəʊz/ nos křivky (diagramu IRA) continuous cooling /kənˈtɪnjʊəs ˈkuːlɪŋ/ plynulé ochlazování CTT diagram (Continuous Cooling Transformation diagram) /siː tiː tiː ˈdʌɪəɡram/ /kənˈtɪnjʊəs ˈkuːlɪŋ transfəˈmeɪʃ(ə)n ˈdʌɪəɡram/ curve /kəːv/ křivka diagram ARA decomposition / ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ rozpad decomposition curve / ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn kəːv/ křivka rozpadu eutectoid /juːˈtɛktɔɪd/ eutektoid isothermal decomposition of austenite / ˈʌɪsə(ʊ)θəːm(ə)l ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn əv ˈɒstɪnʌɪt/ izotermický rozpad austenitu logarithmic scale /ˌlɒɡəˈrɪðmɪk skeɪl/ logaritmická stupnice martensite /ˈmɑːtɪnzʌɪt/ martenzit pearlite /ˈpəːlʌɪt/ perlit solid solution /ˈsɒlɪd səˈluːʃ(ə)n/ tuhý roztok structure /ˈstrʌktʃə/ struktura transformation / transfəˈmeɪʃ(ə)n/ přeměna transformation finish / transfəˈmeɪʃ(ə)n ˈfɪnɪʃ/ konec přeměny transformation start / transfəˈmeɪʃ(ə)n stɑːt/ počátek přeměny

132 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Annealing Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s žíháním. Verb forms PC, dataprojektor, interaktivní tabule

133 YEAR: WORKSHEET NO. 27 SUBJECT: 3 Annealing Technology 27. Annealing Exercise 1 Complete the text with the correct form of the verbs in the brackets. Annealing 1 (be) a heat process whereby a metal is 2 (heat) to a specific temperature or colour and then allowed to 3 (cool) slowly. This 4 (soften) the metal which 5 (mean) it can 6 (be) cut and shaped more easily. Mild steel, is heated to a red heat and allowed to cool slowly. However, metals such as aluminium will 7 (melt) if heated for too long. Annealed metals 8 (be) relatively soft and can be cut and shaped more easily. They 9 (bend) easily when pressure is applied. As a rule they 10 (be) heated and allowed to cool slowly. 7 7 Annealing metals. Technologystudent [online] [cit ]. Dostupné z:

134 Key 1 1 is, 2 heated, 3 cool, 4 softens, 5 means, 6 be, 7 melt, 8 are, 9 bend, 10 are

135 Dictionary English Pronunciation Czech annealing /əˈniːlɪŋ/ žíhání annealing temperature /əˈniːlɪŋ ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota žíhání bend /bɛnd/ ohýbat cooling /ˈkuːlɪŋ/ ochlazování cooling rate /ˈkuːlɪŋ reɪt/ rychlost ochlazování heating / ˈhiːtɪŋ/ ohřev heating rate / ˈhiːtɪŋ reɪt/ rychlost ohřevu homogenization /həmɒdʒənʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ homogenizační žíhání isothermal annealing /ˈʌɪsə(ʊ)θəːməl əˈniːlɪŋ/ izotermické žíhání melt /mɛlt/ tavit normalizing /ˈnɔːm(ə)lʌɪzɪŋ/ normalizační žíhání recrystallization /riːˈkrɪst(ə)lʌɪzeɪʃ(ə)n/ rekrystalizace recrystallization annealing /riːˈkrɪst(ə)lʌɪzeɪʃ(ə)n əˈniːlɪŋ/ rekrystalizační žíhání slow cooling /sləʊ ˈkuːlɪŋ/ pomalé ochlazování soft annealing /sɒft əˈniːlɪŋ/ žíhání na měkko spheroidise annealing /ˈsfɪərɔɪdʌɪz əˈniːlɪŋ/ sferoidizační žíhání stress relief annealing /strɛs rɪˈliːf əˈniːlɪŋ/ žíhání na odstranění pnutí temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota temperature range /ˈtɛmp(ə)rətʃə reɪn(d)ʒ/ rozsah teplot thermal arrest /ˈθəːm(ə)l əˈrɛst/ výdrž (na teplotě) time /tʌɪm/ čas

136 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Quenching Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s kalením. Listening skills PC, dataprojektor, interaktivní tabule

137 YEAR: WORKSHEET NO. 28 SUBJECT: 3 Quenching Technology 28. Quenching Exercise 1 Click no the link below to watch the video Water Quenching (2:03). Circle T for true statement and F for false. T F The large piece of stainless steel is heated in the high heat furnace. 1. T F In this example the temperature in the furnace is at 1950 C. 2. T F When the part is removed from the furnace, the quenching can proceed slowly. 3. T F Finally the part is dropped into the quenching tank.

138 Key 1 1 T, 2 No. At F, 3 No. Quickly. 4 T

139 Dictionary English Pronunciation Czech air hardening /ɛː ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ kalení na vzduchu bainitic hardening /ˈbeiːnɪtɪk ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ bainitické kalení bainite /ˈbeiːnʌɪt/ bainit cooling /ˈkuːlɪŋ/ ochlazování cooling rate /ˈkuːlɪŋ reɪt/ rychlost ochlazování furnace /ˈfəːnɪs/ pec hardening / ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ kalení hardenability /hɑːd(ə)nəˈbɪlɪti/ prokalitelnost heating / ˈhiːtɪŋ/ ohřev heating rate / ˈhiːtɪŋ reɪt/ rychlost ohřevu heating time / ˈhiːtɪŋ tʌɪm/ doba ohřevu hardening structure / ˈhɑːd(ə)nɪŋ ˈstrʌktʃə/ zákalná struktura isothermal hardening, austempering martempering, marquenching, stepped quenching / ˈʌɪsə(ʊ)θəːməlˈ ˈhɑːd(ə)nɪŋ /, /ˈɒstɛmpərɪŋ/ /ˈmɑːtɛmpərɪŋ/, /ˈmɑː kwɛn(t)ʃɪŋ/, /stɛpt kwɛn(t)ʃɪŋ/ izotermické kalení přerušované kalení martensite / ˈmɑːtɪnzʌɪt/ martenzit martensitic transformation /ˈmɑːtɪnzɪtɪk transfəˈmeɪʃ(ə)n martenzitická přeměna oil hardening /ɔɪl ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ kalení do oleje quenching /kwɛn(t)ʃɪŋ/ rychlé ochlazení (při kalení) quenching medium /kwɛn(t)ʃɪŋ ˈmiːdɪəm/ kalicí médium rapid cooling /ˈrapɪd ˈkuːlɪŋ/ rychlé ochlazování soaking /ˈsəʊkɪŋ/ prohřátí, vyrovnání teplot thermal arrest /ˈθəːm(ə)l əˈrɛst/ výdrž (na teplotě) time /tʌɪm/ čas water hardening ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ kalení do vody

140 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Thermochemical Treatment Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s chemicko-tepelným zpracováním. Adjectives, comparatives, reading PC, dataprojektor, interaktivní tabule

141 YEAR: WORKSHEET NO. 29 SUBJECT: 3 Thermochemical Treatment Technology 29. Thermochemical Treatment Exercise 1 Complete the text with the words from the box. hard tough longer harder soft higher Carburizing is a heat treatment process in which iron or steel absorbs carbon liberated when the metal is heated. The intent is to make the metal 1. 2 carburizing times and 3 temperatures typically increase the depth of carbon diffusion. When the iron or steel is cooled rapidly by quenching, the higher carbon content on the outer surface becomes 4 via the transformation from austenite to martensite, while the core remains 5 and 6 as a ferritic and pearlite microstructure. 8 8 Carburizing. Wikipedia: The Free Encyklopedia [online] [cit ]. Dostupné z:

142 Nitriding is a heat treating process that diffuses nitrogen into the surface of a metal to create a case-hardened surface. These processes are most commonly used on low-carbon, low-alloy steels. However, they are also used on medium and high-carbon steels, titanium, aluminium and molybdenum. Typical applications include gears, valve parts, extruder screws, die-casting tools, forging dies, extrusion dies, firearm components, injectors and plastic-mold tools. 9 Key 1 1 harder, 2 longer, 3 higher, 4 hard, 5 soft, 6 tough 9 Nitriding. Wikipedia: The Free Encyklopedia [online] [cit ]. Dostupné z:

143 Dictionary English Pronunciation Czech carbon /ˈkɑːb(ə)n/ uhlík carbonitriding /ˈkɑːb(ə)ˈnʌɪtrʌɪdɪŋ/ nitrocementování carburizing / ˈkɑːbjʊrʌɪzɪŋ/ cementování hardness /ˈhɑːdnəs/ tvrdost iron /ˈʌɪən/ železo nitriding / ˈnʌɪtrʌɪdɪŋ/ nitridování nitrogen / ˈnʌɪtrədʒ(ə)n/ dusík quenching /kwɛn(t)ʃɪŋ/ steel /stiːl/ ocel thermochemical treatment /ˌθɜːrməʊˈkemɪkəl ˈtriːtm(ə)nt/ rychlé ochlazení (při kalení) chemicko-tepelné zpracování wear resistance / wɛː rɪˈzɪst(ə)ns/ odolnost proti opotřebení

144 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Regions of Annealing Temperatures Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s oblastmi žíhacích teplot. Vocabulary, reading PC, dataprojektor, interaktivní tabule

145 YEAR: WORKSHEET NO. 30 SUBJECT: 3 Regions of Annealing Technology Temperatures 30. Fields of Annealing Temperature Exercise 1 Label the diagram with the words from the box. carbon (%) temperature ( C) Obrázek 5 Fields of annealing temperature in equilibrium diagram Fe-Fe3C Vlastní dílo

146 Annealing: a - to reduce stress b - recrystallization e - normalizing d - homogenization c - softened Exercise 2 Label the diagram with the words from the box. 1. Where the steel should be cooled? 2. Is annealing fast process? Annealing process consists of heating the steel to the proper temperature and then slowly cooling it through the transformation range preferably in the furnace or in any good heat-insulating material. The slow cooling is generally continued to low temperatures. The annealing is a very slow cooling process and therefore comes closest to following the iron-iron carbide equilibrium diagram. Annealing is carried out to refine grains, induce softness, improve electrical/magnetic properties and improve machinability Heat Treatment of Steel. Practical Maintenance [online] [cit ]. Dostupné z:

147 Key 1 1 temperature ( C), 2 carbon (%) 2 1 In the furnace. 2 No, it isn t.

148 Dictionary English Pronunciation Czech annealing /əˈniːlɪŋ/ žíhání annealing temperature /əˈniːlɪŋ ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota žíhání heating / ˈhiːtɪŋ/ ohřev homogenization /həmɒdʒənʌɪˈzeɪʃ(ə)n/ homogenizační žíhání iron-iron carbide equilibrium diagram /ˈʌɪən ˈʌɪən ˈkɑːbʌɪd equilibrium ˈdʌɪəɡram/ rovnovážný diagram železo-karbid železa isothermal annealing /ˈʌɪsə(ʊ)θəːməl əˈniːlɪŋ/ izotermické žíhání normalizing /ˈnɔːm(ə)lʌɪzɪŋ/ normalizační žíhání recrystallization annealing /riːˈkrɪst(ə)lʌɪzeɪʃ(ə)n əˈniːlɪŋ/ rekrystalizační žíhání soft annealing /sɒft əˈniːlɪŋ/ žíhání na měkko spheroidise annealing /ˈsfɪərɔɪdʌɪz əˈniːlɪŋ sferoidizační žíhání stress relief annealing /strɛs rɪˈliːf əˈniːlɪŋ/ žíhání na odstranění pnutí temperature /ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota temperature range / ˈtɛmp(ə)rətʃə reɪn(d)ʒ/ rozsah teplot

149 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Heat Treatment of Tool Steels Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s tepelným zpracováním nástrojových ocelí. Vocabulary PC, dataprojektor, interaktivní tabule

150 YEAR: WORKSHEET NO. 31 SUBJECT: 3 Heat Treatment of Tool Steels Technology 31. Heat Treatment of Tool Steel Exercise 1 Label the diagram with the words below. Use word list. Obrázek 6 The heat treatment timing diagram of tool steel 12 Heating Finishing machining Warm bath Temperature Rough machining Oil Time Water Tempering Hardening Air Quenching Stress relief annealing Stamina to hardening temperature Preheating temperature Equalizing 12 Vlastní dílo

151 Key 1 1 Temperature, 2 Time, 3 Rough machining, 4 Stress relief annealing, 5 Finishing machining, 6 Heating, 7 Hardening, 8 Quenching, 9 Tempering, 10 Preheating temperature, 11 Stamina to hardening temperature, 12 Air, 13 Water, 14 Oil, 15 Equalizing

152 Dictionary English Pronunciation Czech air /ɛː/ vzduch annealing /əˈniːlɪŋ/ žíhání hardening /ˈhɑːrdnɪŋ/ kalení heat treatment / hiːt ˈtriːtm(ə)nt/ tepelné zpracování heating /ˈhiːtɪŋ/ ohřev oil /ɔɪl/ olej preheating /priːˈhiːtɪŋ/ předehřev preheating temperature /priːˈhiːtɪŋ ˈtɛmp(ə)rətʃə/ předehřívací teplota soaking /ˈsəʊkɪŋ/ prohřátí, vyrovnání teplot stress relief annealing /strɛs rɪˈliːf əˈniːlɪŋ/ žíhání na odstranění pnutí temperature / ˈtɛmp(ə)rətʃə/ teplota warm bath /wɔːm bɑːθ/ teplá lázeň water /ˈwɔːtə/ voda tempering / ˈtɛmpərɪŋ/ popouštění thermal arrest at hardening temperature /ˈθəːm(ə)l əˈrɛst ət ˈhɑːrdnɪŋ ˈtɛmp(ə)rətʃə/ time /tʌɪm/ čas výdrž na kalicí teplotě tool steel /tuːl stiːl/ nástrojová ocel

153 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Process of Carburizing Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s postupem cementování. Vocabulary, present continuous PC, dataprojektor, interaktivní tabule

154 YEAR: WORKSHEET NO. 32 SUBJECT: 3 Process of Carburizing Technology 32. Process of Cementation Cementation is a surface saturation of steel (with low carbon content) by carbon for subsequent hardening.in this way it is possible to create hardened surface at the components of structural tough steel. Heat treatment of steels for cementation (with a carbon content of 0,1 to 0,2%) consists of several steps: normalizing cementation surface carburizing hardening and tempering It is necessary to increase the carbon content in the surface layer to 0,6 to 0,8% by cementation, to allow hardening to martensite. Process of cementation At the beginning there is an unhardened steel product ready for cementation. First the method of carburization must be chosen: pack carburizing, fluid case-hardening, gas case-hardening, Then we use hardening and tempering:

155 after heating to hardening temperature, box quenching, quenching, The product with hardened surface has carburized hardened skin and unhardened core. Exercise 1 Find 12 words from the text above in this puzzle. The direction of the words can be up, down or forward.

156 Key 1 quenching, hardening, tempering, carburizing, cementation, normalizing, heat treatment, saturation, carbon, component, surface, martensite.

157 Dictionary English Pronunciation Czech carbon /ˈkɑːbən/ uhlík carburized depth, case depth carburizing, case-hardening /ˈkɑːbjʊrʌɪzd dɛpθ/, /keɪs dɛpθ/ /ˈkɑːbjʊrʌɪzɪŋ/, /keɪs ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ diffusion /dɪˈfjuːʒ(ə)n/ difúze fluid case-hardening /ˈfluːɪd keɪs ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ hloubka cementování cementování cementování v kapalném prostředí gas case-hardening /gas keɪs ˈhɑːd(ə)nɪŋ/ cementování v plynu hard surface /hɑːd ˈsəːfɪs/ tvrdý povrch hardening /ˈhɑːd(ə)nɪŋ / kalení hardness /ˈhɑːdnəs/ tvrdost low-carbon steel /ləʊ ˈkɑːbən stiːl/ nízkouhlíková ocel pack carburizing /pak ˈkɑːbjʊrʌɪzɪŋ/ cementování v prášku saturation /satʃəˈreɪʃ(ə)n/ nasycování tempering /ˈtɛmpərɪŋ/ popouštění thermochemical treatment /ˌθɜːrməʊˈkemɪkəl ˈtriːtm(ə)nt/ chemicko-tepelné zpracování wear resistance /wɛː rɪˈzɪst(ə)ns/ odolnost proti opotřebení

158 Název projektu: Číslo projektu: Podpora přírodovědného a technického vzdělávání v Moravskoslezském kraji CZ.1.07/1.1.00/ Téma: Hardening - Surface Hardening Účel: materiál pro výuku metodou CLIL Předmět: TECHNOLOGIE Cílová skupina: 3.ročník oboru Mechanik strojů a zařízení Jazyková úroveň: A2-B1 Časová dotace: část vyučovací hodiny Cíle aktivity: obsahový jazykový Pomůcky: Seznámení s vytvrzováním povrchovým kalením. Vocabulary, present continuous PC, dataprojektor, interaktivní tabule

159 YEAR: WORKSHEET NO. 33 SUBJECT: 3 Hardening - Surface Hardening Technology 33. Hardening - Surface Hardening Exercise 1 Label the diagram with the words from the box. a) Burner flames b) Cooling water inlet c) Hardened surface d) Flammable gas inlet e) Red hot layer f) Water spray FLAME g) Hardened HARDENING layer surface h) Feed hardening of individual areas by intense flame and water spray. Obrázek 7 Flame hardening Vlastní dílo