MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE"

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2010 Ing. PETR DOUBEK

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Abrazivní a erozivní opotřebení Diplomová práce Vedoucí práce: doc. Ing. Josef Filípek, CSc. Vypracoval: Ing. Petr Doubek Brno

3 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy 2009/2010 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autor práce: Studijní program: Obor: Ing. Petr Doubek Zemědělská specializace Management technika Název tématu: Abrazivní a erozivní opotřebení Rozsah práce: s. Zásady pro vypracování: 1. Druhy poškození strojních součástí. 2. Erozivní opotřebení jako technickoekonomický problém. 3. Zjistěte vzájemné vztahy mezi strukturou, tvrdostí, odolností proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení vybraných materiálů. 4. Proveďte laboratorní a provozní zkoušky abrazivního a erozivního opotřebení konkrétních materiálů. 5. Technicko ekonomické zhodnocení. Seznam odborné literatury: 1. JOZEF, B. -- MARIAN, D. -- PAVEL, B. Tribológia. Bratislava: ALFA, s. ISBN KUKLÍK, V. -- ZDRAVECKÁ, E. -- SUCHÁNEK, J. Abrazivní opotřebení materiálu. Praha: ČVUT, s. ISBN SUCHÁNEK, J. Mechanizmy erozívního opotřebení a jejich význam pro optimální volbu kovových materiálů v praxi. Praha: ČVUT, s. ISBN X. Datum zadání diplomové práce: říjen 2008 Termín odevzdání diplomové práce: duben 2010 Ing. Petr Doubek řešitel diplomové práce doc. Ing. Miroslav Havlíček, CSc. vedoucí ústavu doc. Ing. Josef Filípek, CSc. vedoucí diplomové práce prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc. děkan AF MZLU v Brně 2

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma ABRAZIVNÍ A EROZIVNÍ OPOTŘEBENÍ vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF Mendelovy univerzity v Brně. dne... podpis diplomanta... 3

5 Poděkování Těmito slovy chci srdečně poděkovat vedoucímu diplomové práce panu doc. Ing. Josefu Filípkovi, CSc. za odborné vedení, metodickou pomoc poskytnutou v průběhu zpracování diplomové práce. Dále chci poděkovat Ing. Jiřímu Votavovi, PhD. za pomoc při úpravě zkušebních vzorků pro přístroj s brusným plátnem a za pomoc s metalografickou zkouškou. Dále chci poděkovat firmě Kovo Staněk, s.r.o., za umožnění vykonání provozní zkoušky. Také chci poděkovat panu Josefu Hiclovi a Jiřímu Horákovi z firmy Kovo Staněk, s.r.o., kteří mi poskytly cenné rady při provozní zkoušce. Dále Ing. Pavlu Doležalovi, PhD. za rady v průběhu měření tvrdosti zkušebních vzorků. A také Monice Ondráčkové. 4

6 ABSTRAKT Cílem této diplomové práce je sledování a porovnání velikosti abrazivního a erozivního opotřebení tří materiálů pro vnitřní obložení pracovní komory (Ocel , Creusabro 4800, Creusabro M) a pěti materiálů pro lopatky metacího kola (Sedur 204, AG 202, SiSiC ROCAR SiG, K10, K20) tryskacího zařízení. Opotřebení je vyhodnoceno na základě objemových úbytků a objemové odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení při laboratorní a provozní zkoušce. První část práce je věnována problematice poškození strojních součástí se zaměřením na abrazivní a erozivní opotřebení. Druhá část práce je zaměřena na jednotlivé provedené zkoušky. Nejprve se uskutečnila zkouška tvrdosti. Dále následovala laboratorní zkouška s vázanými částicemi na brusném plátně. Provozní zkouška se konala ve firmě Kovo Staněk, s.r.o., ve zkušebním tryskacím zařízení, které simulovalo provozní podmínky tryskání. Použitým abrazivem pro provozní zkoušku bylo AMASTEEL S 230 kuličky a AMASTEEL LG 40 ostrohran. Výsledky obou zkoušek jsou vyhodnoceny a graficky interpretovány. Výsledky zkoušek nepotvrdily velkou závislost mezi tvrdostí a odolností proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení zkoušených materiálů. Ze získaných poznatků lze vyvodit důležitost správné volby materiálů, které odolávají degradačním procesům. Toto rozhodnutí může mít výrazný vliv nejen na životnost součástí a celého zařízení, ale i na ekonomiku provozu. KLÍČOVÁ SLOVA Abrazivní opotřebení, erozivní opotřebení, zkouška tvrdosti, laboratorní zkouška, provozní zkouška, brusné plátno, tryskací zařízení, metací kolo, lopatka. 5

7 ABSTRACT The object of this thesis is to observe and compare the extent of the abrasive and erosive deterioration of three materials for the inside working chamber casing (Steel , Creusabro 4800, Creusabro M) and of five materials for the throwing wheel vanes (Sedur 204, AG 202, SiSiC ROCAR SiG, K10, K20) of the air-blast equipment. The deterioration is assessed according to the volume loss and the volume resistance against the abrasive and erosive deterioration during the laboratory a and operation test. The first part of the thesis is focused on the problems of the machinery components especially of the abrasive and erosive deterioration. The second part is concentrated on separate tests. Firstly a test on hardness was carries out. Next a laboratory test with bound particles on the abrasive cloth. The operation test took place in the Kovo Staněk Ltd. in a testing air-blast equipment simulating the operating conditions of air-blasting. The abrasive used for the operating were AMASTEEL S 230 little balls and AMASTEL LG 40 sharp angular particles. The test of both results are evalated and interpreted graphically. The test results did not affirmed any dependency between the hardness and the resistence against the abrasive and erosive deterioration of tested materials. From the obtained information the importance of the right choice of material can be deduced of materials that resist the processes of degradation. This decision can have a distinctive influence not only on the operating life of the whole equipment, but also on the operation economy. KEY WORDS Abrasive deterioration, erosive deterioration, hardness test, laboratory test, operation test, abrasive cloth, air-blasting equipment, throwing wheel, vane. 6

8 OBSAH 1. Úvod Cíl práce Literární přehled Druhy poškození strojních součástí Koroze Otlačení Deformace Trhliny a lomy Opotřebení Druhy opotřebení Abrazivní opotřebení Vliv abrazivních částic na intenzitu abrazivního opotřebení Vliv množství abrazívních částic Vliv tvaru abrazívních částic Vliv velikosti abrazívních částic Vliv pevnosti abrazívních částic Vliv tvrdosti abrazívních částic Materiály odolné proti abrazivnímu opotřebení Příklady abrazivního opotřebení Erozivní opotřebení Vliv jednotlivých faktorů na intenzitu erozivního opotřebení Úhel nárazu částic Dopadová rychlost částic Velikost částic Tvar erozivních částic Tvrdost erozivních částic Množství dopadajících částic Tvrdé strukturní složky Matrice Materiály odolné proti erozivnímu opotřebení Příklady erozivního opotřebení Zkoušky odolnosti materiálu proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení 36 7

9 3.4.1 Laboratorní zkoušky Přístroj pro laboratorní zkoušku abrazivního opotřebení s 37 vázanými částicemi Přístroj pro laboratorní zkoušku erozivního opotřebení Provozní zkoušky Experimentální část Zkoušené materiály Hustota a cena zkoušených materiálů Měření tvrdosti jednotlivých zkušebních vzorků Metalografická zkouška Použité přístroje a zařízení Abrazivo AMASTEEL S 23O kuličky AMASTEEL LG 40 ostrohran Laboratorní zkouška opotřebení Metodika laboratorní zkoušky Zkušební přístroj s brusným plátnem Provozní zkouška opotřebení Metodika provozní zkoušky Tryskací zařízení Parametry provozní zkoušky Harmonogram provozní zkoušky Metodika statistického zpracování Výsledky práce a diskuse Výsledky měření tvrdosti Výsledky laboratorní zkoušky Výsledky z přístroje s brusným plátnem Výsledky provozní zkoušky Výsledky z kuliček Výsledky z ostrohranu Porovnání použitých abrazivních materiálů kuliček a ostrohranu Porovnání laboratorní a provozní zkoušky Závěr 82 8

10 7. Seznam literatury Seznam obrázků Seznam tabulek 88 Přílohy 9

11 1. ÚVOD Práce strojů (nástrojů) strojírenské techniky v různých podmínkách přináší mnohé komplikace a tedy i spoustu různých řešení vedoucích k dosažení ideálního stavu. Používají se stále lépe zušlechtěné materiály s vyšší odolností proti opotřebení, automatizace usnadňuje práci ve všech odvětvích strojírenství. Při provozu strojů (nástrojů) působí celá řada vlivů a procesů. To má za následek změny funkčních ploch strojních součástí, které následně vedou k prvotním příčinám poruch. Změny vlastností funkčních ploch jsou způsobeny opotřebením, které se významně podílí na životnosti, spolehlivosti, na ztrátách energie a materiálu strojních součástí. Má též výrazný vliv i na náklady spojené s údržbou, opravami a renovací strojních součástí. Zkoumáním procesů opotřebení a doprovodných jevů se zabývá vědní obor nazvaný TRIBOLOGIE. Tribologie je nauka o vědeckém výzkumu a technickém použití zákonitostí a poznatků pro vědní obory opotřebení, tření a mazání (Blaškovič, 1990). Opotřebení má na svědomí až 80 % poruch strojů a jejich součástí. Převládá nad jinými příčinami poškození, jako jsou poruchy způsobené lomy, trhlinami, deformacemi či přetížením součásti. Zpravidla způsobuje zhoršení funkce zařízení, což může vést k jeho předčasnému vyřazení nebo úplnému porušení. Takto způsobené škody jsou příčinou velkých ztrát a dají se přirovnat snad jen ke škodám vzniklých následky koroze. Zvyšování spolehlivosti a prodlužování technické životnosti strojů (nástrojů) je jedním z požadavků moderní techniky. K nim se zařazuje požadavek na jednoduchou údržbu, jednoduché, časově nenáročné opravy při odstranění náhodných poruch nebo provozních havárií. Ekonomická otázka těchto požadavků je samozřejmá. Náklady spojené s opotřebením je třeba snižovat nebo usilovat o jejich snížení. Ke způsobům vedoucím k úsporám nákladů způsobených opotřebením patří správná volba materiálu, správná obsluha stroje, účelná renovace prodlužující životnost součásti a včasná výměna součásti na konci jejího životního cyklu, aby nedošlo k závažnějším poruchám. 10

12 2. CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce je sledování a vyhodnocení velikosti abrazivního a erozivního opotřebení tří materiálů pro vnitřní obložení pracovní komory (Ocel , Creusabro 4800, Creusabro M) a pěti materiálů pro lopatky metacího kola (Sedur 204, AG 202, SiSiC ROCAR SiG, K10, K20) tryskacího zařízení v laboratorních a provozních podmínkách. Použitým abrazivem pro provozní zkoušku bylo AMASTEEL S 230 kuličky a AMASTEEL LG 40 ostrohran. Odolnost proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení zkušebních vzorků je vztažena k nízkouhlíkové oceli. Opotřebení bude vyhodnoceno na základě objemových úbytků a poměrné objemové odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení při laboratorní a provozní zkoušce. Získané výsledky z laboratorní zkoušky na přístroji s brusným plátnem a z provozní zkoušky na zkušebním zařízení, které simuluje provozní podmínky tryskacího zařízení budou vyhodnoceny a porovnány. Ze získaných výsledků budou stanoveny vlivy na velikost abrazivního a erozivního opotřebení. 11

13 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Druhy poškození strojních součástí Jestliže se k sobě přibližují povrchy dvou součástí, např. působením vnějšího zatížení nebo vlastní hmotnosti dojde k prvnímu dotyku povrchových ploch teoreticky ve třech bodech. V těchto bodech je skutečný měrný tlak tak veliký, že dochází k plastické deformaci a k odlamování částí povrchu (to vše samozřejmě v mikroskopických rozměrech). V důsledku toho přicházejí do kontaktu další místa povrchu. Na nich probíhají stejné děje a to tak dlouho, než skutečná plocha dotyku dosáhne takové velikosti, že skutečný měrný tlak už nevyvolává další plastické deformace. Je zřejmé, že dosažení tohoto rovnovážného stavu závisí na více činitelích, zejména na vnějším zatížení a vlastnostech povrchových vrstev součástí. Při přibližování povrchů se porušuje celistvost adsorpční vrstvy i oxidové vrstvy a povrchy součástí přicházejí do přímého kovového kontaktu. To má za následek tvorbu mikrospojů. Při jejich následném rozrušování v důsledku relativního pohybu povrchů může docházet k oddělování kovových částic a přemísťování materiálu povrchů. Intenzita tohoto procesu závisí na řadě činitelů, z nichž nejvýznamnější jsou: druh a vlastnosti vzájemně působících povrchů těles, přítomnost a vlastnosti média mezi povrchy, charakteristiky relativního pohybu povrchů (směr, rychlost, jejich časové změny), zatížení (Pošta, 2002). Různé kombinace vlastností strojních součástí, jejich provozního namáhání a dalších vlivů a procesů mají za následek vznik a rozvoj různých druhů degradace strojních součástí: koroze, otlačení, deformace, trhliny a lomy, opotřebení. 12

14 3.1.1 Koroze Koroze je nežádoucí trvalá změna povrchu materiálu, způsobená elektrochemickými a chemickými vlivy okolního prostředí. Podle mechanismu korozních procesů se koroze dělí na: chemickou, elektrochemickou. Chemická koroze se vyskytuje poměrně zřídka. Jsou to případy, kdy dochází k chemickým reakcím v nevodivém prostředí, například tvorba okují při tváření oceli za tepla. Elektrochemická koroze je nejčastější. Změny působené touto korozí si lze představovat jako procesy probíhající v galvanickém článku. Elektrochemická koroze může probíhat všude tam, kde se stýkají různé kovy a je přítomen elektrolyt; stačí vzdušná nebo kondenzační vlhkost. Korozi velmi podporuje, je-li elektrolyt dobře vodivý, např. v důsledku přítomnosti iontů SO 2. Podle vzhledu se koroze dělí na: rovnoměrnou, nerovnoměrnou. Rovnoměrná koroze probíhá přibližně stejně rychle po celém napadeném povrchu, lze poměrně přesně předvídat její postup. Nerovnoměrná koroze napadá jen některé části povrchu nebo některé strukturní složky materiálu. Napadená místa při tom navenek nemusí jevit zřetelné známky napadení. Bodová koroze proniká přednostně do hloubky materiálů a vede až k jejich proděravění. Laminární koroze postupuje přednostně po hranicích jednotlivých vrstev, např. u válcovaných nebo vrstvených materiálů, které se pak oddělují v šupinách. Mezikrystalická koroze postupuje po hranicích krystalových zrn do hloubky, často vede k úplné destrukci materiálu. Transkrystalická koroze postupuje do hloubky nejen po hranicích krystalových zrn, ale i napříč zrny. 13

15 Podle prostředí se koroze dělí na: atmosférickou, půdní, ve vodě, v plynech. Nejčastěji se vyskytuje koroze atmosférická. Činitelé, kteří ji podporují jsou zejména: vlhkost, přítomnost iontů minerálních solí, přítomnost vzdušného kyslíku a jiných plynů (SO 2, H 2 S, Cl), sluneční záření a prachový spad (střídání teploty, vlhkost) Otlačení Otlačení je trvalá nežádoucí změna povrchu, způsobená vnějšími silami. K otlačení dojde tehdy, jestliže skutečný kontaktní tlak překročí mez kluzu materiálu povrchové vrstvy. Protože technické kovy lze považovat za objemově nestlačitelné má při otlačení působení kontaktního tlaku za následek tok materiálu z místa působení tlaku. Objem materiálu se nemění, materiál neubývá, ale přemísťuje se a vytváří valy okolo místa působení tlaku. To má v technické praxi zpravidla za následek změnu vůlí v daném spojení, čímž může být vyvoláno např. zvýšené opotřebení nebo lomy v důsledku rázů. Otlačení v uvedeném smyslu je možno považovat za místní (povrchovou) deformaci. Pozn.: O otlačení jako samostatném poškození lze mluvit tehdy, je-li zasažená (deformovaná) oblast makroskopických rozměrů. Z pohledu mikroskopického dochází k otlačení vždy a vlastně se jedná o první fázi opotřebení, ve které dochází k přibližování povrchů. 14

16 3.1.3 Deformace Deformace je trvalá nežádoucí změna geometrického tvaru součásti. K deformaci součásti dojde tehdy, překročí-li napětí v některém průřezu součásti mez kluzu materiálu. Při tom záleží též na vlastnostech materiálu. U křehkých materiálů k deformaci dochází zřídka, většinou vznikne lom, protože už poměrně malé deformace vedou k překročení meze pevnosti. Napětí vedoucí k deformaci může být způsobeno vnějšími nebo vnitřními silami. Vnější síly obvykle vyvolávají ohybové nebo torzní momenty. Vnitřní síly (vnitřní napětí) mohou být zbytková, v důsledku použitého výrobního postupu, nebo vnesená zvenčí, např. přehřátím při provozu nebo jako důsledek otlačení. Deformaci ovšem vyvolá také změna rovnováhy vnitřních pnutí např. v důsledku stárnutí materiálu který obsahoval vnitřní pnutí, v důsledku působení zvýšených teplot, nebo v důsledku opotřebení při kterém je odstraněna povrchová vrstva materiálu s koncentrovaným napětím. Pozn.: O deformaci jako samostatném poškození lze mluvit tehdy, jde-li o změnu geometrického tvaru součásti, např. prohnutí hřídele, ovalita prstencové součásti, vyboulení desky apod. Pružné deformace se za poškození nepovažují Trhliny a lomy Trhlina je porušení homogenity materiálu v části průřezu. Lom je porušení homogenity materiálu v celém průřezu. Příčiny vzniku trhlin a lomů jsou stejné jako u otlačení a deformací, tj. působení vnějších nebo vnitřních napětí, které v části průřezu, popř. v celém průřezu překročí mez pevnosti nebo mez únavy materiálu. Je-li materiál křehký, praskne a vznikne trhlina nebo lom. Vlivy, které k tomu vedou jsou rozmanité. Může se jednat o: nevhodnou konstrukci (nevhodný tvar nebo rozměry), nevhodný materiál (nedostatečně pevný nebo nedostatečně houževnatý), nevhodnou technologii výroby (zbytková pnutí, vruby), nesprávný provoz (přetěžování, zanedbání údržby), časové změny vlastností materiálu (stárnutí, koroze, únava materiálu). Trhliny jsou jedním z nejčastějších poškození především u odlitků, u svařenců a u tepelně zpracovávaných součástí. Trhliny snižují pevnost součástí, působí netěsnosti a u dynamicky namáhaných součástí vedou ke vzniku únavových lomů. 15

17 Lomy lze rozdělit na: lomy statické (křehké nebo houževnaté), lomy únavové. Statický lom vznikne tehdy, je-li překročena mez pevnosti materiálu v některém průřezu. Vzhled lomové plochy statického lomu se mění podle vlastností materiálu a způsobu namáhání. Nejčastěji dochází k lomům vyvolaným ohybovým namáháním. Lomová plocha takového statického lomu je přibližně rovinná a kolmá na směr napětí. Její povrch je zrnitý, drsný, hrubší nebo jemnější v závislosti na velikosti zrna materiálu. Vzhled celé lomové plochy je stejný (nedojde-li k druhotnému poškození lomové plochy např. vzniklými rázy). Statické lomy vyvolané namáháním v krutu mají lomovou plochu typicky šroubovitou u houževnatějších materiálů a jehlicovitě roztříštěnou u tvrdších materiálů. Statické lomy vyvolané kombinovaným namáháním (krut a ohyb) mají i lomovou plochu komplikovanějšího tvaru, který se blíží k tvaru typické lomové plochy převládajícího namáhání. Únavový lom vznikne tehdy, je-li překročena mez únavy materiálu. V místě povrchu, kde dochází ke koncentraci napětí, vznikne po určitém počtu cyklů zárodek trhliny. Pokračujícím proměnlivým zatížením se střídavě "otevírá" a "zavírá" a šíří se do hloubky materiálu. Tímto otevíráním a zavíráním se povrchy vyhladí až vyleští, dostávají typický lasturovitě vyhlazený vzhled. Jak se tato únavová oblast vznikajícího lomu rozšiřuje, zmenšuje se nosný průřez součásti až napětí vyvolané okamžitým zatížením překročí mez pevnosti a součást se ve zbývajícím průřezu zlomí statickým lomem. Lomová plocha únavového lomu má tedy dvě typické vzhledově odlišné oblasti: únavovou, s lasturovitě vyhlazeným povrchem, statickou, s typickým drsným povrchem křehkého lomu (Pošta, 2002). 16

18 3.1.5 Opotřebení Opotřebení, je proces úbytku materiálu z povrchu jednoho nebo obou dvou kontaktních povrchů tuhých těles. Probíhá při všech druzích jejich relativního pohybu. Opotřebení se definuje jako trvale nežádoucí změna povrchu (rozměrů), způsobených vzájemným působením funkčních povrchů nebo funkčního povrchu a opotřebovávajícího se média. Projevuje se jako odstraňování nebo přemísťování částic z opotřebovaného povrchu mechanickými účinky provázenými i jinými vlivy (např. chemickými, elektrochemickými, elektrickými) Druhy opotřebení Opotřebení se podle ČSN rozděluje na šest základních druhů: adhezivní, abrazivní, erozivní, únavové, kavitační, vibrační. Na obr. 1 jsou uvedeny základní druhy opotřebení. V technické praxi se obvykle jednotlivé druhy kombinují, jeden druh přechází v jiný, uplatňují se další vlivy, takže vzniká řada variant. Obr. 1 Schéma různého poškození materiálu opotřebením 1 adhezivní, 2 abrazivní, 3,4 erozivní, 5,6 kavitační, 7 únavové, 8 vibrační 17

19 3.2 Abrazivní opotřebení Abrazivní opotřebení charakterizuje oddělování částic materiálu z funkčního povrchu účinkem tvrdšího a drsného povrchu jiného tělesa nebo účinkem abrazivních částic. Podle charakteru vzájemných interakcí při abrazivním opotřebení rozlišujeme dva základní modely. U prvního z nich jde o opotřebení při interakci dvou těles, nejčastěji částic a funkčního povrchu (Obr. 2a). Typickým praktickým příkladem je opotřebení součástek při zpracování půdy, těžbě surovin apod. Druhým případem (Obr. 2b) je opotřebení částicemi, které jsou mezi dvěma funkčními povrchy. Tato situace znamená interakci tří těles. V praxi se s tímto uspořádáním setkáme v různých pohyblivých uložených, při drcení nerostů a podobně. Uvádí se, že 50 % případů opotřebení je způsobeno abrazí. Obr. 2 Základní modely abrazivního opotřebení a interakce dvou těles, b interakce tří těles Zkušenosti z praxe ukazují, že existují určité závislosti odolnosti kovů proti opotřebení odvozené z jejich mechanických vlastností. Podle mechanických vlastností můžeme do určité míry předpokládat chování kovu při opotřebení. Z mechanických vlastností je to především tvrdost, která určuje odpor proti vniknutí tvrdých částic do povrchu a odpor proti plastické deformaci. Hloubka vniknutí částice je přímo úměrná zatížení a nepřímo úměrná tvrdosti povrchu. Ze závislosti opotřebení a tvrdosti vyplývá, že mezi odolností čistých kovů u abrazivního opotřebení ψ a jejich tvrdostí H je přímá úměrnost. Zkoušky tepelně nezpracovatelných ocelí ukázaly, že závislost jejich odolností proti opotřebení je velmi blízká chování čistému kovu. U tepelně zpracovaných ocelí se tato závislost už značně odlišuje od závislosti, která platí pro čisté kovy. Poměrná odolnost proti opotřebení ψ roste se zvyšováním tvrdosti, ale méně intenzivně jako u čistých kovů. Pro různé tepelné zpracování ocelí dostaneme různé tvrdosti, tedy i různé hodnoty odolnosti proti 18

20 opotřebení. Z toho vyplývá, že vysokolegované kvalitní oceli se v této závislosti přibližují čistým kovům. Tuto skutečnost je možno vysvětlit tím, že při oddělování částic se dosahuje mezní zpevnění, které materiál při plastické deformaci je schopný získat. Předcházející zpevnění plastickou deformací proto neovlivňuje tento proces. Pro podmínky abraze při vysokých tlacích a přítomnosti nárazů je možné považovat za nejvhodnější austeniticko-karbidickou strukturu, martenziticko-karbidická struktura je vhodnější pro podmínky nízkonapěťové abraze. Přítomnost martentzitu ve struktuře oceli se zvyšuje odolnost v porovnání s feritickoperlitickou strukturou. Přísada karbidů chromu ve feritu bez ohledu na značné zvýšení tvrdosti zvyšuje odolnost proti opotřebení jen velmi mírně. Příznivé vlastnosti karbidů na odolnost proti opotřebení se v daném případě neprojevují, protože je potlačí přítomnost feritu. Vysoký stupeň legování proto ještě nezaručí dobrou odolnost proti opotřebení. Příznivější vlastnosti je možno získat spojením legování s optimálním strukturním stavem. Ani martenziticko-karbidická struktura s vysokou tvrdostí nezabezpečuje maximální odolnost proti opotřebení, protože nedostatečně odolává rozrušení ve druhé fázi při relativním pohybu abraziva po povrchu součástky. Mnoho trhlin je na hranicích mezi martenzitem s karbidy, protože typ a rozměr jejich krystalických mřížek jsou podstatně rozdílné. Proto martenzitická matrice nedrží karbidy dostatečnou silou, která by bránila jejich odtržení při srážce s abrazivem. I čistá martenzitická struktura při menší tvrdosti v porovnání s martenziticko-karbidickou strukturou je odolnější proti abrazivnímu opotřebení. Zmenšení množství martenzitu v martenziticko-karbidické struktuře a jeho náhradě austenitem zvyšuje odolnost proti opotřebení, nebere se zřetel na pokles tvrdosti. Nejvyšší odolnost proti abrazivnímu opotřebení se získává při austeniticko-karbidické struktuře. Spojení těchto strukturních složek má nejpříznivější vliv na schopnost odolávat abrazivímu opotřebení. V této souvislosti je velmi důležité jakým způsobem se dosáhne zpevnění, které zvýší odolnost proti opotřebení. Nejméně odolnou fází proti opotřebení slitin železa je ferit. Legováním feritu odolnost proti opotřebení roste ve shodě o vlivu tvrdosti na odolnost proti opotřebení. Zvýšení obsahu legujícího prvku ve feritu a nezměněný obsah karbidů způsobuje nepatrný vzrůst odolnosti proti opotřebení (Blaškovič, 1990). Významným faktorem určujícím odolnost proti abrazivnímu opotřebení materiálů zpevněných karbidy je poměr šířky tvořící se rýhy a velikost karbidu. 19

21 3.2.1 Vliv abrazivních částic na intenzitu abrazivního opotřebení Vliv množství abrazívních částic Vliv množství abrazívních částic mezi opotřebovávanými povrchy je zřejmý. Je-li částic hodně, dochází k jejich shlukování či vrstvení a tím k abrazívnímu opotřebení i v případě, že většina částic má menší velikost než je vůle mezi povrchy. Je také větší pravděpodobnost, že se bude vyskytovat větší množství částic takového tvaru, který je z hlediska abrazívního opotřebení nepříznivý (tj. ostrohranných) a že jich bude větší množství v takové poloze, kdy mohou intenzivněji opotřebovávat povrch součástí Vliv tvaru abrazívních částic Vliv tvaru abrazívních částic je velmi výrazný. Ostrohranné částice budou působit mnohem intenzivněji než částice zaoblené. Je zřejmé, že hloubka vnikání částice do povrchu součásti bude záležet kromě tvaru také na síle působící na částice v normálovém směru. Působit bude zcela určitě také případné převracení částice, které bude ovlivněno v případě abraze mazaných povrchů také poměry proudění v mazací vrstvě Vliv velikosti abrazívních částic Vliv velikosti abrazívních částic je zřejmý. V případě kdy jsou abrazívní částice volné mezi dvěma povrchy dochází k abrazívnímu opotřebení jen těmi částicemi, které jsou větší než vůle mezi oběma povrchy. Abrazivita se zvyšuje zvětšováním rozměru abrazivních částic. Při nerovnoměrné velikosti zrn je určujícím rozměrem největší frakce. Pro oceli dosahuje hodnoty okolo 100 μ m a pro neželezné kovy μ m Vliv pevnosti abrazívních částic Vliv pevnosti abrazívních částic spočívá v tom, že při nízké pevnosti částic dochází k jejich drcení (snižují se rozměry) a k otupování částic olamováním hran. Zároveň se však při drcení vytvářejí nové částice s ostrými hranami. Tyto jevy (zmenšování rozměrů a otupování na jedné straně a vznik nových ostrohranných částic na druhé) 20

22 působí protikladně. Výsledkem je známý fakt, že s rostoucím zatížením povrchů, působícím na abrazívní částice nedochází prakticky ke změně jejich abrazivity Vliv tvrdosti abrazívních částic Vliv tvrdosti abrazívních částic je rovněž velmi zřejmý. Čím jsou abrazívní částice tvrdší než opotřebovávaný povrch tím snáze do něj vnikají a tím je intenzita opotřebení větší a naopak. Tím lze také odůvodnit a vysvětlit běžnou snahu konstruktérů a technologů dosáhnout co možno nejtvrdších povrchových vrstev u těch součástí kde lze očekávat abrazívní opotřebení (Pošta, 2002). Důležitý je vliv vzájemného vztahu mezi tvrdostí abraziva a opotřebovávaného kovu. Odolnost proti opotřebení ocelí roste rychleji, když tvrdost opotřebovaného povrchu přesáhne 0,5 0,6 tvrdosti abraziva (Blaškovič, 1990). Koeficient tvrdosti je: přičemž K T > 0,5 až 0,6. H K T = (1) H a kde: K T koeficient tvrdosti, H tvrdost opotřebovávaného materiálu, H A tvrdost abraziva. 21

23 3.2.2 Materiály odolné proti abrazivnímu opotřebení Materiály odolné proti abrazivnímu opotřebení můžeme rozdělit do několika skupin: Tvářené oceli Oceli obvyklých jakostí se používají velmi často pro součásti pracující v podmínkách s nízkou intenzitou opotřebení. Jejich předností je nízká cena, snadná zpracovatelnost standardními technologickými postupy. Odolnost proti abrazivnímu opotřebení těchto ocelí je poměrně malá ( ψ =1,25). Jejich abrazivní otěr je nepřímo úměrný tvrdosti. V a posledních 10 letech se výrazně používají plechy s vysokou otěruvzdorností, které se dociluje kalením přímo po válcování a následným popouštěním (jsou to např.: XAR, Brinar, Dillidur, HARDOX). Jejich struktura je tvořena martenzitem což zajišťuje vysokou tvrdost. Používají se na výrobu důlních zařízení, stavebních strojů, korb nákladních automobilů přepravující zeminu a kamenivo, součásti zemědělských strojů. Nelegované oceli s vysokým obsahem uhlíku (>0,65 % C) mají vysokou tvrdost, pevnost i odolnost proti abrazivnímu opotřebení. Odolávají velmi dobře abrazivnímu opotřebení bez rázů a proto se používají tam kde dochází ke kluzné abrazi. Při vyšších požadavcích na odolnost proti abrazivnímu opotřebení se používají ušlechtilé uhlíkové konstrukční oceli. Vychází se z toho, že odolnost proti abrazivnímu opotřebení silně závisí na mechanických vlastnostech opotřebovaného materiálu. Proto se používají oceli s vyšším obsahem uhlíku, které umožňují docílit vyšší povrchovou tvrdost. Ušlechtilé uhlíkové oceli s obsahem 0,16 0,3 % C ( ψ =1,1) mají vyšší pevnost a tvrdost než nízkouhlíkové oceli. Zvýšení jejich odolnosti proti abrazivnímu opotřebení se dosahuje chemicko-tepelným zpracováním kdy se docílí vysoká povrchová tvrdost okolo 60 HRC při dostatečné pevnosti a houževnatosti. Tloušťka cementované vrstvy se obvykle volí v rozmezí 0,5 1,5 mm. Uhlíkové oceli s obsahem 0,3 0,65 % C ( ψ =1,8) se používají ve stavu kaleném a nízko pouštěném nebo ve stavu zušlechtěném. Tepelným zpracováním mohou tyto oceli získat tvrdost HB, zvýšenou pevnost a také vysokou odolnost proti abrazivnímu opotřebení. a a Oceli na odlitky Žíhané oceli na odlitky mají poměrně nízké hodnoty poměrné odolnosti proti abrazivnímu opotřebení, což je dáno jejich feriticko-perlitickou strukturou. Tepelným zpracováním lze odolnost proti abrazivnímu opotřebení zvýšit zejména u ocelí s vyšším 22

24 obsahem uhlíku. Hadfieldova ocel je austenitická manganová ocel. Tato ocel dobře odolává abrazivnímu opotřebení. Obsahuje % Mn. Výborná odolnost proti opotřebení vyplývá především z její schopnosti dosáhnout podstatného zpevnění tvářením za studena. Tvrdost stoupá z 200 HB až na 600 HB. Používá se pro výrobu součástí odolných proti abrazivnímu opotřebení a součástí rázově namáhaných. Typickým použitím jsou čelisti drtičů, zuby lžic bagrů a těžních strojů nebo pancíře pokladen. Ocel vykazuje dobrou odolnost proti opotřebení jen tehdy, je-li součást vystavena větším měrným tlakům, které jsou nutným předpokladem zpevnění. Zpevnění této oceli je naopak velmi nepříznivé při obrábění. Odebírání třísky řeznými nástroji je téměř nemožné. Litiny Odolnost proti abrazivnímu opotřebení šedých litin závisí na jejich složení. Ve struktuře je důležitou složkou grafit. Grafit má malou odolnosti proti abrazivnímu opotřebení. Zvýšit odolnosti proti abrazivnímu působení tvrdých částic je možné tepelným zpracováním, kterým se dosáhne martenzitické matrice. Odolnost tvárných litin proti abrazivnímu opotřebení je určena matricí. Tvárná litina s martenzitickou matricí, která je tvrdší než u nízkouhlíkových ocelí, ale je houževnatější než u bílých litin, proto se používá v cementárnách pro mlecí koule. Tvárné litiny lze tepelně zpracovat kalením a popouštěním nebo povrchovým kalením a tak zvýšit jejich odolnost proti abrazivnímu opotřebení. Bílé litiny jsou velmi tvrdé a křehké, tzn. že veškerý uhlík je ve formě tvrdého a křehkého cementitu. Používá se pro výrobu jednoduchých odlitků odolných proti abrazivnímu opotřebení a na výrobu lopatek tryskačů apod. Legované bílé litiny mají vysokou odolnost proti abrazivnímu opotřebení. Legováním dosáhneme zvýšených mechanických vlastností. Nejčastěji se používá Cr, Mo, Ni, V, Cu. Litiny legované chromem jsou odolné vůči abrazivnímu opotřebení a odlévají se z nich např. součásti drtičů a třídičů pro úpravny nerostů. Neželezné kovy a jejich slitiny Co a slitiny Co s přísadou chrómu, wolframu a molybdenu mají vynikající odolnost proti abrazivnímu opotřebení kombinované s odolností proti vysokým teplotám a oxidaci. Ostatní neželezné kovy a jejich slitiny jako Ni, Cu, Al, Mg, Ti mají nízkou odolnost proti opotřebení oproti Co a tudíž se používají méně častěji. 23

25 Plasty Případů kdy lze s úspěchem použít pro zvýšení odolnosti proti abrazivnímu opotřebení použít eleastomery je několik. Používají se na ložiska hřídelí lodních šroubů, ložisek bagrů, na stroje zpracovávající písek a štěrk. Tlumí hluk a vibrace, odolávají korozi. Odolnost proti abrazivnímu opotřebení eleastomerů je v přímé závislosti na mezi pevnosti v tahu. Tvrdost přitom nemůže být používána jako kritériu odolnosti proti abrazivním opotřebení. Velmi dobrou odolnost proti abrazi mají polyuretany a přírodní kaučuk. Keramika Keramické materiály se stále více využívají při ochraně proti opotřebení a korozi různých součásti při třídění, zpracování, dopravě a v potrubních systémech v důlním průmyslu. Keramické materiály mají velmi dobré mechanické vlastnosti včetně tvrdosti, jsou odolné proti působení chemických látek, odolávají opotřebení a mohou pracovat i za vysokých teplot. Faktorem, který limituje použití keramických materiálů je křehkost, která se projevuje především při tahovém zatížení. Podle chemického složení konstrukční keramiku lze rozdělit do tří skupin: oxidová je tvořena jednoduchými oxidy kovů (Al 2 O 3, CaO, MgO, ZrO 2 ) nebo složitými sloučeninami (mullitem, spinelem), neoxidová používají se karbidy a nitridy bóru, křemíku a hliníku (SiC, B 4 C, AlN), kompozitní představují vícefázové systémy jako (Al 2 O 3 -ZrO 2 ). Vhodné materiály jsou vybírány na podkladě jejich fyzikálních vlastností, pracovních podmínek, životnosti a ceny. V současné době se v průmyslu nejčastěji používají korund a keramika na bázi SiC. Tyto materiály mají výbornou proti abrazivnímu opotřebení a korozi, vysoké mechanické vlastnosti, včetně tvrdosti, schopnost práce za vysokých teplot (nad 1300 C) a odolnost proti tepelným šokům. Lze je vyrábět s různými tvary a rozměry a výrobní proces je poměrně levný. Důležitým faktorem pro dosažení odolnosti keramických materiálů proti abrazivnímu opotřebení je mikrostruktura. Jemnozrnné materiály (např. AG 202, ψ =40) jsou všeobecně odolnější proti abrazi a odolnější proti následnému lomu. a 24

26 Slinuté karbidy Slinuté karbidy mají vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Tvrdá fáze je tvořena karbidy wolframu, tantalu nebo titanu v kovové matrici tvořené kobaltem nebo niklem. S rostoucím obsahem Co (7 15 %) roste houževnatost, ale klesá tvrdost a odolnost proti abrazivnímu opotřebení. Významný vliv má i velikost karbidických částic. Menší velikost karbidických částic se projevuje větší tvrdostí a menší houževnatostí slinutých karbidů. Používají se především, když je potřeba dosáhnout vysokou odolnost proti opotřebení při intenzivním abrazivním opotřebení např. nástroje na zpracování rudy, vrtáky na zemní vrty, kalové čerpadla kde dochází k velkému abrazivnímu účinku (Suchánek, 2007). 25

27 3.2.3 Příklady abrazivního opotřebení a Plužní čepel b Detail plužní čepele c Píst d Ozubené kolo e Uhlík elektromotoru f Brzdová destička Obr. 3 Příklady abrazivního opotřebení (Pošta, 2002) 26

28 3.3 Erozivní opotřebení Erozivní opotřebení je trvale nežádoucí změna povrchu a rozměrů způsobená vzájemným působením funkčního povrchu a opotřebovávajícího média. Projevuje se odstraňováním částic z opotřebovávaného povrchu mechanickými účinky, popř. doprovázenými i jinými vlivy, např. chemickými, elektrochemickými, elektrickými. Typickými příklady erozivního opotřebení je poškozování lopatek spalovacích a parních turbín, potrubních systémů, čerpadel, vodních turbín. Erozivní mechanizmy se též využívají v technologických aplikacích jako je úprava povrchu tryskáním a řezání materiálů vodním paprskem s částicemi (Suchánek, 2006). Erozivní opotřebení může také způsobit komplikace v letecké dopravě. Výbuch islandské sopky Eyjafjallajökull v dubnu letošního roku ochromil leteckou dopravu v Evropě na několik dní. Příčinu je možné nalézt v mraku sopečného popela. Sopečný popel netvoří měkké částice, ale jedná se o přetavené krystalky hornin vymrštěné výbuchem do vzduchu a unášené větrem. Pokud letoun letící vysokou rychlostí (řádově stovky km/h) do takového mraku vlétne, působí částice jako abrazivo a odírají povrch letounu. Popel dokáže obrousit potah na holý kov a z transparentního skla pilotní kabiny udělat mléčné sklo. Erozivní opotřebení může být vyvoláno: částicemi nesenými proudem kapaliny, částicemi nesenými proudem plynu, proudem kapaliny, kapek, páry nebo plynu. Intenzita erozivního opotřebení je ovlivněna řadou faktorů, zejména: podmínkami nárazu úhel nárazu, dopadová rychlost částic, charakteristikami směsi média a částic druh, velikostí, tvar, tvrdost částic, teplotou a chemickými vlastnostmi nosného média, charakteristikami erodovaného materiálu pevnost, tvrdost, houževnatost, makromikrostruktura. Mechanismus erozivního opotřebení je podobný jako u opotřebení abrazivního, tj. dochází k rýhování a seřezávání materiálu. Typické pro erozivní opotřebení je nerovnoměrné porušení povrchu, který je zvlněný, zvrásněný a poškozený i v prohlubeninách (Obr. 4), (Červený, 2008) 27

29 Obr. 4 Schéma erozivního mechanizmu opotřebení K porušování povrchu tělesa erozí dochází následkem srážek tvrdých částic s povrchem. Při nárazu se kinetická energie částice mění v deformační práci, na povrchu vzniká stopa po dopadu částice, popř. dojde k oddělení malého objemu povrchové vrstvy. Opakované nárazy mají charakter únavového zatěžování. Na obr. 5 je znázorněn rozdílný vliv úhlu nárazu. Obr. 5 Poměry při dopadu částice na povrch a šikmý dopad, b rovnoběžně s povrchem, c kolmo k povrchu Velikost objemového úbytku materiálu není závislá jen na velikosti dopadajících částic, ale důležitou roly hraje i tvar částice. Objemový erozivní otěr W 0 je dán vztahem: W 0 = n Mv cos 2 α 6Xp h (2) kde: M celková hmotnost dopadlých částic [kg], v dopadová rychlost částic [m.s -1 ], 28

30 n exponent (pro kovy 2,05 2,43), α úhel nárazu, X l/h je poměr mezi délkou a hloubkou rýhy vytvořenou částicí na funkčním povrchu, p h horizontální složka tlaku částice na funkční povrch. Rovnice platí pro relativně houževnaté materiály s mnohem nižší tvrdostí, než je tvrdost erozivních částic a pro úhly dopadu v rozmezí od Při větších úhlech dopadu a pro materiály s nízkou houževnatostí rovnice neplatí. Zatímco u tvrdých, křehkých materiálů velikost hmotnostního otěru s rostoucím úhlem dopadu částic vzrůstá, u měkkých, vysoce houževnatých materiálů naopak dochází s rostoucím úhlem dopadu, ale větším než 15, k poklesu velikosti W Vliv jednotlivých faktorů na intenzitu erozivního opotřebení Úhel nárazu částic Je-li úhel dopadu abraziva nízký, je mechanizmus opotřebení obdobný abrazivnímu. V tom případě je pro odolnost proti opotřebení rozhodující tvrdost povrchu materiálu. Mohou být použity i vysoce křehké tvrdé materiály, jako jsou např. keramické materiály. Je-li úhel dopadu vysoký (blížící se kolmému), dochází k plastické deformaci materiálu povrchu a ke křehkému porušení. Vliv úhlu dopadu abraziva na míru opotřebení je znázorněn na obr. 6. Obr. 6 Vliv úhlu dopadu abraziva na velikost opotřebení 29

31 Při dopadu částic na houževnatý materiál zprvu roste stupeň opotřebení s rostoucím úhlem až do 20 30, pro úhly větší než 30 se opotřebení postupně snižuje. Pro tvrdé a křehké materiály opotřebení pozvolna stoupá až do 90, což je zřejmé z obr. 7. Obr. 7 Závislost úhlu dopadu částic a houževnatý kov, b keramika Při erozivním opotřebení postupně dochází k oddělování materiálu v oblasti dopadu částic, což se projeví zdrsněním povrchu. Pak úhly nárazu jednotlivých částic budou záviset na sklonu povrchu v místě jejich dopadu (Červený, 2008) Dopadová rychlost částic Obecně platí, že objemový erozivní otěr je úměrný n-té mocnině dopadové rychlosti. Hodnota exponentu n závisí na erodovaném materiálu, na úhlu nárazu, geometrickém tvaru částic a pevnosti částic. Objemový erozivní otěr není tedy závislý pouze na kinetické energii dopadajících částic. U kovů se hodnota exponentu n pohybuje v rozmezí 2,05 2,8. Často má hodnotu 2,4 u houževnatých kovů při úhlu nárazu (20 30 ), kdy dochází k maximální intenzitě erozivního opotřebení. Pro křehké materiály se udává n v rozmezí 1,4 5,1. Rychlosti odražených částic jsou 5 až 20 % původní dopadové rychlosti, takže kinetická energie částic přenesená do povrchových vrstev je 96 až 99,8 % jejich původní energie Velikost částic S rostoucí velikostí dopadajících částic lineárně stoupá jejich kinetická energie a proto bude růst i intenzita erozivního opotřebení. Po dosažení kritické velikosti částic (d=0,1 0,2 mm) objemový erozivní objemový otěr již nezávisí na velikosti částic. S rostoucí dopadovou rychlostí částic je jejich kritická velikost zmenšuje. 30

32 Tvar erozivních částic Na stupeň opotřebení má také výrazný vliv tvar částic. Všeobecně je známo, že větší intenzita erozivního otěru je způsobena částicemi s větším počtem hran a s jejich malým poloměrem zaoblení. Například při zkouškách žíhané oceli byl objemový otěr 18 krát větší při použití ostrohranné litinové drti než při použití ocelových kuliček. Při dopadu částic na erodovaný povrch dochází ke snižování jejich erozivní schopnosti otupování hran a výstupků a při vysokých dopadových rychlostech k porušování jejich celistvosti. Na obr. 8 je zobrazen časový úbytek hmotnosti materiálu po dopadu částic z drceného skla a částic skla kulového materiálu. Obr. 8 Vliv tvaru dopadajících částic na erozivní opotřebení korozivzdorné austenitické oceli Tvrdost erozivních částic Proces erozivního opotřebení je ovlivňován tvrdostí erozivních částic. S rostoucí tvrdostí a pevností částic roste intenzita porušování erodovaného povrchu. Erozivní opotřebení v závislosti na tvrdosti dopadajících částic stoupá až do určitého stupně tvrdosti částic a pro částice mnohem tvrdší než je tvrdost materiálu již není erozivní opotřebení závislé na tvrdosti dopadajících částic, to je znázorněno na obr

33 Obr. 9 Vliv tvrdosti částic na erozivní opotřebení tvrzené uhlíkové oceli Množství dopadajících částic Mezi erozivním otěrem a počtem dopadajících částic se obvykle předpokládá lineární závislost. Objemový úbytek erodovaného materiálu proto roste s rostoucí koncentrací částic v proudícím médiu a s dobou jejich působené, nemění-li se další podmínky eroze. Existuje však počáteční fáze procesu erozivního opotřebení, kdy se mění intenzita erozivního opotřebení a až po dosažení určité hranice, která je závislá na dopadové rychlosti částic a jejich úhlu nárazu je intenzita procesu erozivního opotřebení ustálená. Souvisí to s inkubační dobou, kdy dochází k postupné kumulaci plastické deformace a u měkčích materiálů i k zabudování částic do povrchu součásti. Experimenty ukazují, že existuje kritická koncentrace částic v proudící směsi částic a nosného média. Při vyšší koncentraci částic dochází k vzájemné interakci dopadajících a odražených částic, což může vést k poklesu intenzity erozivního porušování povrchu částic (Suchánek, 2006) Tvrdé strukturní složky Odolnost proti erozivnímu opotřebení závisí na tvrdosti, tvaru, velikosti a množství tvrdých strukturních složek a jejich rozložení v základní kovové hmotě. Obecně platí, že rostoucí podíl karbidů či jiných tvrdých fází má příznivý vliv na odolnost proti erozivnímu opotřebení. Karbidy mají velký význam především jako překážky proti vnikání erozivních částic do povrchu materiálu. Při své vysoké tvrdosti mohou karbidy snadno otupovat řezné hrany a hroty částic. Kromě podílu karbidů je důležitým 32

34 faktorem velikost karbidických částic. Velké karbidy se při erozivním účinku částic snadno rozrušují a vylamují Matrice Experimentálních měření vyplývá, že nejnižší odolnost proti erozivnímu opotřebení mají feritické struktury. S rostoucím podílem perlitu ve struktuře stoupá odolnost proti erozivnímu opotřebení, ale při velkých dopadových rychlostech bude efekt rostoucího podílu perlitu na zvýšení otěruvzdornosti poměrně malý. Oceli a litiny s martenzitickou základní strukturou mají vyšší odolnost proti opotřebení než perlitické materiály. Přítomnost karbidů v martenzitické základní hmotě se projeví dalším zvýšením odolnosti proti erozivnímu opotřebení. Uvedené poznatky o vlivu struktury platí pouze v případě eroze částicemi s nižšími kinetickými energiemi. Při dopadech částic s vysokou kinetickou energií může být vliv struktury málo významný (Suchánek, 2006) Materiály odolné proti erozivnímu opotřebení Při volbě materiálu se musí zvažovat jak technické tak ekonomické aspekty. Z poznatků o chování různých materiálů v podmínkách erozivního opotřebení částicemi vyplývá, že používané materiály lze rozdělit na dvě typické skupiny. První skupina obsahuje měkké a houževnaté materiály, které lze použít ve velkých úhlech nárazu. Při menších dopadových rychlostech se osvědčily pryže a některé plasty, které jsou schopny dostatečně tlumit kinetickou energii částic. Do druhé skupiny patří tvrdé materiály (kalené a nízkopopuštěné oceli a bílé litiny, tvrdé návary, slinuté karbidy a keramika), které dobře odolávají erozi částicemi při malých úhlech nárazu. Příznivě se projevuje odolnost povrchových vrstev proti vnikání částic a odolnost jejich rýhovacímu účinku. Při výběru materiálů se nejčastěji vychází z hodnot odolnosti proti erozivnímu opotřebení zjišťovaných laboratorními nebo provozními zkouškami. V podmínkách erozivního opotřebení se používá velké množství různých konstrukčních a nástrojových ocelí, bílých litin, návarových a nástřikových materiálů. Poměrná odolnost proti erozivnímu opotřebení ψ e, která je dána poměrem objemového otěru etanolového materiálu a zkoušeného materiálu. Zkouška se konala za stejných 33

35 podmínek. Parametry zkoušky: tryskací zařízení EO 2, α =45, v=21 m.s -1, doba zkoušky 600 s, částice křemenný písek. Z tvářených konstrukčních a nástrojových ocelí mají vysoké hodnoty poměrné odolnosti proti erozivnímu opotřebení kalené a nízkopopuštěné chromové ledeburitické oceli a ψ e =3,57, což souvisí s jejich mikrostrukturou. Bílá chromovaná litina Cr27 má podstatně vyšší podíl karbidické fáze než chromované ledeburitické oceli a proto mají vyšší hodnoty ψ e =5,96 než chromové ledeburitické oceli. Tvrdé návarové slitiny s chemickým složením obdobných jako bílé chromové litiny mají vysokou odolnost proti erozivnímu opotřebení částicemi ψ e =4,3. Slitiny neželezných kovů obvykle mají odolnost proti erozivnímu účinku částic podstatně nižší než oceli s nízkých obsahem uhlíku (Suchánek, 2006). 34

36 3.3.3 Příklady erozivního opotřebení a Koule uzávěru b Detail koule uzávěru c Deska šoupátka d Šoupátko e Ventil f Lopatka metacího kola Obr. 10 Příklady erozivního opotřebení (Pošta, 2002) 35

37 3.4 Zkoušky odolnosti materiálů proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení Laboratorní zkoušky Při laboratorních zkouškách je snaha udržet konstantní intenzitu opotřebení a zajistit malý rozptyl výsledků. Laboratorní přístroje abrazivního opotřebení jsou velmi rozmanité od kluzné abraze bez rázového zatížení až po laboratorní čelisťový drtič modelující procesy opotřebení při drcení. Tyto zkoušky mají řadu výhod: jsou relativně levné, snadno lze řídit jejich parametry, dovolují v krátké době vyzkoušet mnoho různých materiálů. Při volbě zkušebního zařízení a parametrů zkoušky je nutné zvažovat stav abraziva (vázané x volné), velikost částic abraziva, jejich tvar a tvrdost, směr a rychlost relativního pohybu po dráze (Suchánek, 2007). Je snaha najít korelaci mezi laboratorními a provozními zkouškami. Hlavní problémy spočívají v odlišném mechanizmu opotřebení povrchových vrstev než v provozu, v absenci rázového zatěžování a rozdílných abrazivech v laboratorních zkouškách a v provozu. Podle podmínek v oblasti kontaktu opotřebovaného povrchu s abrazivními částicemi se zkušební přístroje rozdělují na: přístroje s vázanými částicemi, přístroje s volnými částicemi, přístroje s vrstvou volných částic mezi stykovými povrchy. Obr. 11 Přístroje na zkoušky odolnosti materiálu proti abrazivnímu opotřebení (Filípek, 2007) 36

38 Přístroj pro laboratorní zkoušku abrazivního opotřebení s vázanými částicemi Přístroj s brusným plátnem (Obr. 12) se používá ke zkoušení odolnosti kovových materiálu nejčastěji. Kromě přístrojů s rotačním pohybem se používají přístroje s přímočarým vratným pohybem, případně přístroje s brusným pásem (Obr. 11a). Výhodou všech přístrojů s vázanými částicemi je jednoduchost, spolehlivost a malý rozptyl výsledků. Nevýhodou všech přístrojů s vázanými částicemi je změna abrazivity plátna nebo kotouče v průběhu zkoušky. Abrazivní částice se postupně otupují a vylamují, kromě toho se jejich povrch znečišťuje částicemi otěru. Obr. 12 Přístroj s brusným plátnem (Filípek, 2007) Přístroj pro laboratorní zkoušku erozivního opotřebení Jako příklad takového zařízení lze uvést přístroj ZVZ Milevsko (Obr. 13). Abrazivo je proti zkušebnímu vzorku strháváno proudem stlačeného vzduchu z trysky, čímž je docíleno ustálených podmínek. Obr. 13 Schéma přístroje ZVZ Milevsko Z zkušební vzorek, A křemičitý písek, D keramická deska, T tryska 37

39 3.4.2 Provozní zkoušky Při provozních zkouškách odolnosti materiálu proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení působí i další degradační procesy, proměnné zatížení, okolní prostředí apod. Důležitý požadavek, který musí provozní zkoušky splňovat jsou stejné podmínky abrazivního a erozivního opotřebení v provozu a provozní zkouška musí být relativně krátká v porovnání s celkovou životností součásti. Výsledky provozních zkoušek jsou těmito podmínkami a vlivy často ovlivněny. Proto provozní zkoušky mají význam pro konkrétní výrobní zařízení nebo pro zařízení pracující v podobných podmínkách (Suchánek, 2007). Zkoušky erozivního opotřebení jsou obvykle prováděny na provozních zařízení za definovaných podmínek. Jsou velmi zatíženy druhem a přesností použitého zařízení. 38

40 4. EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST 4.1 Zkoušené materiály Odolnost proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení byla zjišťována u tří materiálů pro vnitřní obložení pracovní komory (Ocel , Creusabro 4800, Creusabro M) a pěti materiálů pro lopatky metacího kola (Sedur 204, AG 202, SiSiC ROCAR SiG, K10, K20) tryskacího zařízení. Charakteristika a chemické složení jednotlivých materiálů je v následujícím textu a v tabulkách. Ocel třídy (S 235 JRG1) porovnávací etalon Nízkouhlíková feriticko-perlitická ocel. Použití: na různé součásti běžného použití, výroba profilů apod. Tab. 1 Chemické složení oceli C [%] Mn [%] P [%] S [%] 0,042 0,15 0,008 0,008 Mez kluzu Re: 259 MPa Pevnost v tahu Rm: 347 MPa Tažnost A: 28 % Creusabro 4800 Otěruvzdorná ocel tepelně zpracovaná kalením v oleji se zvýšenou odolností proti opotřebení. Použití: doly, lomy, cementářský a ocelářský průmysl, zemědělská technika. Tab. 2 Chemické složení Creusabra 4800 C [%] Mn [%] Si [%] P [%] Cr [%] Mo [%] Cu [%] Ni [%] Al [%] Ti [%] S [%] 0,19 1,502 0,332 0,008 1,553 0,166 0,098 0,28 0,029 0,052 0,0005 Tvrdost: 370 HB Struktura: bainit/martenzit + zbytkový austenit + jemné mikro-karbidy + velmi tvrdé karbidy titanu. 39

41 Creusabro M Otěruvzdorná austenitická nemagnetická manganová ocel ( ) odolná zejména dynamickému abrazivnímu opotřebení, čili tzv. (13 % Mn "HADFIELD ocel ). Použití: pro zařízení, která vyžadují vysokou odolnosti proti opotřebení ve formě silných úderů nebo talkových zatížení jako např. drtící desky mlýnských drtičů, pancéřování tryskacích zařízení. Tab. 3 Chemické složení Creusabra M C [%] Mn [%] Si [%] P [%] S [%] 1,106 12,596 0,320 0,02 0,0002 Tvrdost: počáteční HB, v průběhu tryskání se tvrdost zvyšuje až na 600 HB Mez kluzu Re: 340 MPa Pevnost v tahu Rm: 880 MPa Tažnost A: 30 % Sedur 204 Materiál lopatky metacího kola. Pozn.: Výrobce - První brněnská strojírna Velká Bíteš, a.s. AG 202 Slinutá korundová keramika s obsahem 95 % Al 2 O 3. Použití: výrobky vyžadující vysokou mechanickou pevnost, tvrdost a otěruvzdornost. Výrobky: destičky pro vnitřní obložení lisů a mlýnků, trny při tažení cihlářských výrobků, trysky pro svařování v ochranné atmosféře, obráběcí nože a šablony pro opracování elektrotechnického porcelánu. SiSiC ROCAR SiG Infiltrovaný (reaction-bonded) karbid křemíku hrubozrnný SiSiC ROCAR SiG. Charakteristika: vyniká vysokou teplotní odolností, velmi nízkým koeficientem teplotní roztažnosti, velmi vysokou tvrdostí, otěruvzdorností, vysokou korozní odolností, nízkou měrnou hustotou, nepropustností pro plyny a kapaliny, výbornou tepelnou vodivostí, 40

42 výbornými kluznými vlastnostmi a mezi keramickými materiály vysokou odolností vůči teplotním šokům. Použití: klasickým materiálem s širokým spektrem uplatnění v aplikacích, kde nejsou vhodné levnější vyspělé materiály (kompozity, grafit, Al 2 O 3 -korund apod.). Chemická odolnost je omezena do ph 10. Drsnost neobrobeného materiálu je pod 6,3. K10 a K20 Slinutý karbid. Použití: K10 velmi vysoká otěruvzdornost a velmi malé rázové zatížení, K20 vysoká otěruvzdornost a malé rázové zatížení. Tab. 4 Chemické složení a vlastnosti materiálů K10 a K20 Označení Co [%] WC [%] Ta(Nb)C [%] Velikost zrn Tvrdost HV Pevnost ohybu [Mpa] K10 5,0 93,0 2,0 velmi jemná K20 6,0 91,5 1,5 velmi jemná Hustota a cena zkoušených materiálů Tab. 5 Hustota a cena zkoušených materiálů Materiál Hustota [g/cm³] Cena [Kč/cm 3 ] Cena [Kč/kg] Poměr Ocel ,75 0, Creusabro ,74 0, ,5 Creusabro M 7,70 0, Sedur 204 7,34 2, AG 202 3,60 5, SiSiC ROCAR SiG 3,09 35, K10 14,61 21, K20 14,62 21, Pozn.: ceny jsou bez DPH. 41

43 4.1.2 Měření tvrdosti jednotlivých zkušebních vzorků Tvrdost je definována jako odpor materiálu proti vnikání cizích těles. Při měření musí být povrch vzorků dostatečně rovný a hladký, aby vtisk byl zřetelný a mohl se odečíst s dostatečnou přesností. Dále musí měřené vzorky ležet na podložce, aby se jejich plochy během zkoušky nezměnily. Způsoby jak lze měřit tvrdost jsou metody podle Brinella, Vickerse a Rockwella. Pro měření kovových materiálů a keramiky je nejvhodnější Vickersova zkouška. Na rozdíl od jiných metod u Vickersovy zkoušky poměr čísel tvrdosti odpovídá skutečným poměrům tvrdosti. Např. ocel o tvrdosti 800 HV má dvojnásobnou tvrdost oproti oceli s tvrdostí 400 HV (Obr. 14) HRC HRB HV HB Rm (MPa) Obr. 14 Vztah mezi tvrdostí a pevností u oceli kalené nebo zušlechtěné Odolnost proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení nezávisí jen na tvrdosti kovového materiálu, ale i na pevnosti meziatomových vazeb a pevnosti strukturních složek na hranicích zrn. K měření tvrdosti zkušebních vzorků bylo použito měření na Vickersově tvrdoměru. Měření se provedlo metodou podle normy ČSN EN 23878, přičemž se použilo zatížení 98,1 N (HV10) podobu 10 s. U každého zkušebního vzorku se provedlo měření v pěti místech rovnoměrně rozmístěných po ploše zkušebního vzorku, následně se vypočetla průměrná hodnota tvrdosti zkušebního vzorku. Měření se uskutečnilo na VUT FSI Brno na ústavu materiálových věd a inženýrství, probíhalo za teploty 20 C a atmosférického tlaku 1010 hpa. 42

44 4.1.3 Metalografická zkouška Studiem struktury materiálu se zabývá praktická metalografie. Účelem metalografického sledování kovů a slitin je obvykle zjisti, které strukturní fáze materiál obsahuje a v jakém množství. Základní operace: Odebírání vzorku: Ze základního materiálu, který chceme zkoumat musíme oddělit vzorek asi o velikosti 1 cm 2. Nesmí dojít ke změně struktury vzorku. Preparace: Preparování vzorku se provádí většinou tak, že se vzorek zalije do umělé hmoty. Ve většině případů je nejvhodnější zalít vzorek umělou hmotou s obchodním názvem Dentacryl. Broušení: Může se provádět buď ručně nebo strojně. K broušení se používají sady brusných papírů různé zrnitosti. Začíná se u nejhrubší zrnitosti 220 a končí se u zrnitosti 500. Broušení je prováděno za mokra, použitou kapalinou je voda. Leštění: K této operaci se používá diamantová pasta. Jsou tři druhy zrnitosti 7 μm, 3 μm a 1 μm. Oostupuje od nejhrubší pasty 7 μm až po nejjemnější zrnitost o velikosti 1 μm. Leštění se provádí bez použití kapaliny. Leptání: Provádí se přípravkem s obchodním názvem Nital. Je to 2 % roztok NHO 3 v alkoholu. Doba leptání je asi s. Pozorování pod mikroskopem: Je vhodné použít elektronový mikroskop s možností zvětšení až krát. a Ocel Obr. 15 Mikrostruktura vybraných materiálů 43

45 b Creusabro 4800 c Creusabro M d Sedur 204 Obr. 15 Mikrostruktura vybraných materiálů 44

46 4.1.4 Použité přístroje a zařízení elektronické váhy Shinko Denski, model PF 300, výrobní číslo , max/d 300/0,001, Japonsko s přesností 0,001 g, přesná pila pro experimentální účely Mikron 110, tvrdoměr Vickers LV 700L, posuvné měřítko Somet s přesností 0,02 mm. Obr. 16 Tvrdoměr Vickers LV-700L Obr. 17 Elektronické váhy Shinko Denski s přesností 0,001 g 45

47 4.2 Abrazivo AMASTEEL S 23O kuličky Kulatý ocelový tepelně zušlechtěný granulát. Je vyrobený z kvalitní uhlíkové oceli kalením a popouštěním, aby získal jemnou homogenní strukturu temperovaného martenzitu. Použití: především v tryskacích zařízeních s metacími koly. Rozměr oka (mm) MIN MAX G r a n u l o m e t r i e 1,00 0 0,85 10 % 0,71 0,60 85 % 0,50 97 % 0, Chemické složení C 0,80 % 1,25 % Mn 0,60 % 1,20 % Si 0,40 % P 0,05 % S 0,05 % Tvrdost HRC Hustota: min. 7,00 g/cm 3 Metalografická struktura: temperovaný martenzit Obr. 18 AMASTEEL S 23O zvětšeno 5krát 46

48 4.2.2 AMASTEEL LG 40 ostrohran Ocelová drť o střední tvrdosti, hrany se při tryskání postupně zakulacují. Má menší abrazivní účinek. Použití: v tryskačích s metacími koly k odstranění okují a přípravě povrchu pro další zpracování. Rozměr oka (mm) MIN MAX G r a n u l o m e t r i e 1,00 0 0,85 0,71 0,60 0,50 0, % 0,355 0, % Chemické složení C 0,80 % 1,25 % Mn 0,60 % 1,20 % Si 0,40 % P 0,05 % S 0,05 % Tvrdost HRC Hustota: min. 7,20 g/cm 3 Metalografická struktura: temperovaný martenzit Obr. 19 AMASTEEL LG 40 zvětšeno 10krát 47

49 4.3 Laboratorní zkouška opotřebení Metodika laboratorní zkoušky Abrazivní opotřebení kovových materiálu, plastů, dřeva se nejčastěji zjišťuje na přístrojích s vázanými částicemi, volnými částicemi nebo vrstvou volných částic mezi dvěma stykovými povrchy. Laboratorní zkouška opotřebení byla provedena na přístrojí s vázanými částicemi. V důsledku malých hmotnostních úbytků u laboratorních zkoušek je velmi důležité zachovávat přesný postup měření a dbát na čistotu vzorků při vážení. Obr. 20 Zkušební vzorky pro přístroj s brusným plátnem Velikost opotřebení zkušebních vzorků byla vyhodnocena na základě objemových úbytků v průběhu zkoušky podle vztahů: Objemové úbytky: m V = ui [cm 3 ] (3) ρ kde: m ui hmotnost při i-tém měření [g] ρ hustota [g.cm -3 ]. 48

50 V = V 1 [mm 3 ] (4) ui V i kde: V ui V 1 V i úbytek objemu při i-tém měření [mm objem nového vzorku [mm objem vzorku při i-tém měření [mm 3 ]. 3 ] 3 ] Dále byla vypočítána poměrná objemová odolnost proti abrazivnímu opotřebení ψ a podle vztahu: m ρ et et ψ ao = (5) mvzo ρ vzo kde: m et m vzo hmotnostní úbytek etalonu [g] hmotnostní úbytek vzorku [g] ρ et hustota etalonu [g.cm -3 ] ρ vzo hustota vzorku [g.cm -3 ]. Měření se uskutečnilo v areálu MZLU v Brně v měsíci červenci roku 2009 a probíhalo za teploty 22 C a atmosférického tlaku 1022 hpa Zkušební přístroj s brusným plátnem Laboratorní zkouška opotřebení s vázaným abrazivem byla provedena na přístroji s brusným plátnem podle normy ČSN Obr. 21 Schéma přístroje s brusným plátnem 49

51 Obr. 22 Přístroj s brusným plátnem Obr. 23 Závaží s upínací hlavicí a se zkušebním vzorkem 50

52 Zkušební přístroj s brusným plátnem je tvořen z rovnoměrně otáčející se vodorovné desky, na kterou se připevňuje brusné plátno. Zkušební vzorek je uchycen v držáku a je přitlačován závažím k brusnému plátnu. Rozměr zkušebního vzorku je 10 x 10 x Y mm. Během zkoušky se horizontální kotouč s brusným plátnem otáčí, přitom se zkoušené těleso posunuje od středu k okraji brusného plátna. Po stanovené délce 50 metrů třecí dráhy koncový spínač stroj zastaví. Vzorky jsou očištěny a zvážením na elektronických vahách přesností 0,001 g je stanoven hmotnostní úbytek. Pokud velikost dráhy dosáhne 250 metrů je stávající brusné plátno nahrazeno novým plátnem. Tab. 6 Technická data přístroje s brusným plátnem Délka třecí dráhy: Průměr otáčející se desky: 50 m 480 mm Max. kluzná rychlost zkušebního tělesa: 0,5 m.s -1 Měrný tlak: 0,32 N.mm -2 Radiální posuv zkušebního tělesa: 3 mm.ot -1 Brusné plátno: Korundové, zrnitost Provozní zkouška opotřebení Metodika provozní zkoušky Pro provozní zkoušku bylo použito 24 zkušebních vzorků osmi druhů materiálu. Rozměr zkušebních vzorků byl 50 x 50 x Y mm. Vzorky byly upevněny v přípravku, který byl nainstalován uvnitř tryskacího zařízení. Vzorky se upevnily na přípravek pomocí bočních svěrných spojů. V přípravku byly upevněny vždy 3 vzorky jednoho zkoušeného materiálu. Následovalo metaní abraziva lopatkami metacího kola po dobu 4 hodin na upevněné zkoušené materiály. Použitým abrazivem bylo AMASTEEL S 230 kuličky a AMASTEEL LG 40 ostrohran. Před zahájením měření byly všechny vzorky zváženy s přesností na 0,001 g. Po uplynutí doby zkoušky byl každý vzorek řádně očištěn a znovu zvážen. 51

53 Obr. 24 Zkušební vzorky pro provozní zkoušku Velikost opotřebení zkušebních vzorků byla vyhodnocena na základě objemových úbytků v průběhu zkoušky podle rovnic 3, 4. Dále byla vypočítána poměrná objemová odolnost proti erozivnímu opotřebeníψ podle rovnice 5. e Měření proběhlo na tryskacím zařízení v areálu firmy Kovo Staněk, s.r.o., v listopadu 2009 a v lednu

54 Tryskací zařízení Provozní zkouška opotřebení byla provedena v tryskacím zařízení firmy Kovo Staněk, s.r.o., Brumovice. Úchyt přípravku Metací kolo Lopatka Abrazivo Zkušební vzorky Přípravek Obr. 25 Schéma průběhu provozní zkoušky Tab. 7 Technická data tryskacího zařízení Výrobce: Kovo Staněk, s.r.o., Brumovice Typ: TZ 4 7,5~15/11 16 Rok výroby: 2009 Hmotnost: Počet metacích kol: Počet lopatek metacího kola: Hmotnost lopatky(sedur 204): Výkon metacího kola : 2800 kg 2 ks 6 ks 450 g 7,5 kw Otáčky metacího kola: 2930 min -1 Průměr metacího kola použitého pro provozní zkoušku: Šířka: Hloubka: Výška: 359 mm 2420 mm 1840 mm 4830 mm 53

55 Obr. 26 Tryskací a filtrační zařízení pohled ze předu Obr. 27 Tryskací a filtrační zařízení pohled z boku 54

56 Obr. 28 Pracovní komora tryskacího zařízení Obr. 29 Metací kola 55

57 a pro materiál AG 202 b pro ostatní materiály Obr. 30 Přípravky k přichycení zkušebních vzorků Parametry provozní zkoušky t = 4 hodiny (Pozn.: Materiál AG 202, t = 11 minut) α = 11 v = 55 m.s -1 l = 780 mm Q m = 120 kg/min abrazivo = S 230 kuličky, LG 40 ostrohran Harmonogram provozní zkoušky Harmonogram provozní zkoušky byl následující: 6:00 7:00 začátek tryskání 7:00 7:30 přestávka v tryskání 7:30 8:00 tryskání 8:00 8:30 přestávka v tryskání 8:30 9:30 tryskání 56

58 9:30 10:00 přestávka v tryskání 10:00 11:00 tryskání 11:00 12:00 přestávka v tryskání 12:00 12:30 konec tryskání 4.5 Metodika statistického zpracování Střední hodnota x n i= = 1 kde: n x i x i hodnota znaku, n rozsah souboru. Pravděpodobná chyba Θ 5 1 = Δ + 6 Směrodatná odchylka 2 s x = s x Variační koeficient sx vx = 100 [%] x Interval spolehlivosti 95 % P x t kde: sx sx α / 2 μ x + t1 α / 2 = 1 α n n 1 t1 α / 2 hodnota z tabulky kvantilů Studentova t-rozdělení pro n-1 stupňů volnosti, α riziko odhadu (Stávková, 2003). 57

59 5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE 5.1 Výsledky měření tvrdosti Naměřené hodnoty tvrdosti zkušebních vzorků jednotlivých materiálů jsou v (Příl. 1). Na obr. 31 je grafické vyhodnocení měření tvrdosti Tvrdost [HV10] OCEL CREUSABRO M CREUSABRO 4800 SEDUR 204 K20 K10 Obr. 31 Průměrná tvrdost zkušebních vzorků podle Vickerse HV10 Z výsledků měření vyplývá, že nejmenší tvrdost mají zkušební vzorky z Oceli Jejich průměrná tvrdost je 129 HV. Největší tvrdost mají vzorky K10. Jejich průměrná tvrdost je 1801 HV. Průměrná tvrdost vzorků z Oceli je 14krát nižší než u vzorků K10. Pozn.: Tvrdost vzorků AG 202 a SiSiC ROCAR SiG nebylo možné v podmínkách Mendlovy univerzity v Brně naměřit. 58

60 5.2 Výsledky laboratorní zkoušky Výsledky z přístroje s brusným plátnem Objemové úbytky zkušebních vzorků v mm 3 v průběhu zkoušky jsou v (Příl. 2). Objemové opotřebení vzorků v průběhu ujeté dráhy 50 m je znázorněno v mm 3 (Příl. 3). Na obr. 32 je sloupcový graf s hodnotami objemového opotřebení jednotlivých vzorků. Opotřebení [mm 3 ] ,62 0,388 0,342 OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 AG 202 SiSiC ROCAR SiG K20 K10 Obr. 32 Objemové opotřebení zkušebních vzorků na brusném plátně v mm 3 po 50 metrech Z výsledků měření vyplývá, že největší objemové opotřebení mají zkušební vzorky z Oceli Jejich celkové objemové opotřebení je po ujetí dráhy 50 m 208 mm 3. Nejmenšího objemového opotřebení dosáhly vzorky K10. Opotřebení těchto vzorků je 0,342 mm 3. Na obr. 33 jsou uvedeny hodnoty poměrné objemové odolnosti proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně po 50 metrech vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1). 59

61 φa OCEL CREUSABRO ,3 1,9 6,9 14,7 CREUSABRO M SEDUR 204 AG 202 SiSiC ROCAR SiG K10 K20 Obr. 33 Poměrné objemové odolnosti proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně po 50 metrech Nejvyšší poměrnou objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení mají vzorky K20 kde ψ a =609. Naopak nejnižší poměrnou objemovou odolnosti proti abrazivnímu opotřebení mají vzorky Creusabro 4800 kde ψ =1,3. Struktura zkoušených materiálů je velmi rozdílná, proto odolnost proti abrazivnímu opotřebení jen částečně koresponduje s naměřenou tvrdostí. Korelační koeficient, vyjadřující těsnost mezi tvrdostí HV10 a objemovým opotřebením na brusném plátně je R = 0,8856 (Obr. 34), můžeme tedy částečně konstatovat, že čím budou mít materiály vyšší tvrdost, tím budou vykazovat nižší objemové opotřebení. a 60

62 Opotřebení Tvrdost R = 0, Opotřebení [mm 3 ] Tvrdost [HV10] OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K20 K10 Obr. 34 Vztah mezi tvrdostí a objemovým opotřebením brusné plátno U získaných údajů objemového opotřebení v přístroji s brusným plátnem bylo provedeno statistické zpracování a vyhodnocení (Příl. 4). Tyto získané statistické údaje slouží ke zpětné kontrole zda nedošlo během měření a vyhodnocení k chybě. 61

63 5.3 Výsledky provozní zkoušky Výsledky z kuliček Objemové úbytky zkušebních vzorků v cm 3 z provozní zkoušky jsou v (Příl. 5). Na obr. 35 je sloupcový graf s hodnotami objemového opotřebení jednotlivých vzorků Opotřebení [cm 3 ] ,609 0,107 0,056 0,038 0,026 OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M K20 K10 SEDUR 204 Obr. 35 Objemové opotřebení zkušebních vzorků z provozní zkoušky v cm 3 kuličky Z výsledků měření vyplývá, že největší objemové opotřebení mají zkušební vzorky z Oceli Jejich celkové objemové opotřebení je po uplynutí doby zkoušky 4 hodin 8 cm 3. Ostatní vzorky jsou podle velikosti objemového opotřebení seřazeny sestupně až k nejmenšímu objemovému opotřebení, které dosáhly vzorky Sedur 204. Opotřebení těchto vzorků je 0,026 cm 3. Na obr. 36 jsou uvedeny hodnoty poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení po uplynutí doby zkoušky 4 hodin vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1). 62

64 φe OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M K20 K10 SEDUR 204 Obr. 36 Poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z provozní zkoušky kuličky Největší poměrnou objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení vykazují vzorky Sedur 204 kdeψ =333. Naopak nejnižší poměrnou objemovou odolnosti proti e erozivnímu opotřebení mají vzorky Creusabro 4800 kde ψ =14. Při provozní zkoušce za použití kuliček má korelační závislost mezi tvrdostí HV10 a objemovým opotřebením nižší těsnost než při zkoušce na brusném plátně, R = 0,5128 (Obr. 37), tzn., že z tvrdosti vzorků nemůžeme usuzovat na velikost objemového opotřebení. e 63

65 Opotřebení [cm 3 ] Opotřebení Tvrdost R = 0, Tvrdost [HV10] OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M K20 K10 SEDUR 204 Obr. 37 Vztah mezi tvrdostí a objemovým opotřebením provozní zkouška kuličky Na obr. 38 a, b jsou znázorněné opotřebované zkušební vzorky AG 202 a SiSiC ROCAR SiG z kuliček po uplynutí doby zkoušky 4 hodin. Z fotografií je zřejmé, že vzorky AG 202 se po 11 minutách z velké části ulomily, totéž platí u vzorků SiSiC ROCAR SiG, kde 2 ze 3 vzorků se po 4 hodinách také z velké části ulomily. Z tohoto důvodu nebyly tyto dva keramické materiály porovnávány s ostatnímu zkoušenými materiály, neboť porovnání by nebylo průkazné. Na obr. 39 jsou opotřebované vzorky A jednotlivých zkoušených materiálů. 64

66 a AG 202 b SiSiC ROCAR SiG Obr. 38 Opotřebované zkušební vzorky z provozní zkoušky kuličky Obr. 39 Opotřebované zkušební vzorky A z provozní zkoušky kuličky 65

67 5.3.2 Výsledky z ostrohranu Objemové úbytky zkušebních vzorků v cm 3 z provozní zkoušky jsou v (Příl. 6). Na obr. 40 je sloupcový graf s hodnotami objemového opotřebení jednotlivých vzorků Opotřebení [cm 3 ] , ,32 0,053 0,0033 0,0026 OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K20 K10 Obr. 40 Objemové opotřebení zkušebních vzorků z provozní zkoušky v cm 3 ostrohran Z výsledků měření vyplývá, že největší objemové opotřebení mají zkušební vzorky z Oceli Jejich celkové objemové opotřebení je po uplynutí doby zkoušky 4 hodin 6 cm 3. Ostatní vzorky jsou podle velikosti objemového opotřebení seřazeny sestupně až k nejmenšímu objemovému opotřebení, které dosáhly vzorky K10. Opotřebení těchto vzorků je 0,0026 cm 3. Na (Obr. 41) jsou uvedeny hodnoty poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení po uplynutí doby zkoušky 4 hodin vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1). 66

68 φe OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 Obr. 41 Poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z provozní zkoušky ostrohran Největší poměrnou objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení vykazují vzorky K20 kde ψ e =1828. Naopak nejnižší poměrnou objemovou odolnosti proti erozivnímu opotřebení mají vzorky Creusabro 4800 kde ψ =3. Při provozní zkoušce za použití ostrohranu má korelační závislost mezi tvrdostí HV10 a objemovým opotřebením nižší těsnost než při zkoušce na brusném plátně, ale vyšší než při provozní zkoušce za použití kuliček, R = 0,6128 (Obr. 42), ale přesto z tvrdosti vzorků nemůžeme usuzovat na velikost objemového opotřebení. e 67

69 Opotřebení Tvrdost R = 0, Opotřebení [cm 3 ] Tvrdost [HV10] OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K20 K10 Obr. 42 Vztah mezi tvrdostí a objemovým opotřebením provozní zkouška ostrohran Na obr. 43 a, b jsou znázorněné opotřebované zkušební vzorky AG 202 a SiSiC ROCAR SiG z kuliček po uplynutí doby zkoušky 4 hodin. Z fotografií je zřejmé, že jeden vzorek AG 202 se po 11 minutách z velmi malé části ulomil. U vzorků SiSiC ROCAR SiG je patrné, že po 4 hodinách se vzorky opotřebovaly z velké části jen u okrajů. Z toho vyplývá, že tyto dva keramické materiály mají větší odolnost proti erozivnímu opotřebení za použití ostrohranu a také se nelámou jak je tomu u kuliček. Stejně jako u kuliček nebyly tyto dva keramické materiály porovnávány s ostatnímu zkoušenými materiály, neboť porovnání by nebylo průkazné. Na obr. 44 jsou opotřebované vzorky A jednotlivých zkoušených materiálů. 68

70 a AG 202 b SiSiC ROCAR SiG Obr. 43 Opotřebované zkušební vzorky z provozní zkoušky ostrohran Obr. 44 Opotřebované zkušební vzorky A z provozní zkoušky ostrohran 69

71 5.3.3 Porovnání použitých abrazivních materiálů kuliček a ostrohranu Na obr. 45 je sloupcový graf s hodnotami objemového opotřebení jednotlivých zkušebních vzorků z kuliček a ostrohranu Kuličky Ostrohran Opotřebení [cm 3 ] , ,609 0,107 0,32 0,026 0,053 0,038 0,0026 0,056 0,0033 OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 Obr. 45 Porovnání objemového opotřebení z provozní zkoušky v cm 3 kuličky a ostrohran Ze sloupcového grafu vyplývá, že největší objemové opotřebení z kuliček i ostrohranu mají vzorky z Oceli Naopak nejmenšího objemového opotřebení z kuliček dosáhly vzorky Sedur 204. V ostrohranu se nejméně objemově opotřebovaly vzorky K10. Materiály Creusabro 4800, Creusabro M a Sedur 204 dosáhly většího objemového opotřebení v ostrohranu než v kuličkách, oproti tomu Ocel , K10 a K20 se opotřebovaly v kuličkách více než v ostrohranu. Zajímavý je výsledek objemového opotřebení Seduru 204 z ostrohranu a K20 z kuliček. Objemové opotřebení těchto dvou materiálů je prakticky stejné. Na obr. 46 jsou uvedeny všechny hodnoty poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z kuliček a ostrohranu pro zkoušené materiály po uplynutí doby zkoušky 4 hodin vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1). 70

72 Poměrná objemová odolnost proti erozivnímu opotřebení - kuličky Poměrná objemová odolnost proti erozivnímu opotřebení - ostrohran 1357 φe OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 Obr. 46 Porovnání poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z provozní zkoušky z kuliček a ostrohranu Z výsledků měření bylo zjištěno, že v kuličkách má největší poměrnou objemovou odolnosti proti erozivmímu opotřebení materiál Sedur 204, i když má 2,2krát nižší tvrdost než materiály K10 a K20. To je pravděpodobně způsobeno tím, že vzorky K10 a K20 se opotřebovaly jen u okrajů (Obr. 39). Kuličky odlamují částečky materiálu z okrajů vzorků, to způsobuje, že celkové opotřebení je větší než má Sedur 204. Za předpokladu, že opotřebení materiálů K10 a K20 by bylo rozloženo rovnoměrně na celou plochu vzorků by byla poměrná odolnost proti erozivnímu opotřebení srovnatelná se Sedurem 204. Zároveň se potvrdilo, že z tvrdosti materiálů nemůžeme usuzovat na velikost objemového opotřebení, protože korelační koeficient vyjadřující těsnost mezi tvrdostí HV10 a objemovým opotřebením v kuličkách je R = 0,5128. Nejmenší poměrnou objemovou odolnosti proti erozivmímu opotřebení v kuličkách má materiál Creusabro Sedur 204 má tedy 24krát vyšší objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení než Creusabro

73 Co se týče výsledků z ostrohranu má největší poměrnou objemovou odolnost proti erozivmímu opotřebení materiál K20, tedy materiál s druhou nejvyšší tvrdostí má největší odolnost proti erozivnímu opotřebení. Tady je situace opačná než u kuliček. Opotřebení je rozloženo víceméně rovnoměrně po celé ploše vzorků a nedochází k vylamování částeček materiálu z okrajů vzorků (Obr. 44). Proto materiál K20 odolává lépe erozivnímu opotřebení než materiál Sedur 204, který má 2,2krát nižší tvrdost. Ale přesto se potvrdilo, že v globále z tvrdosti materiálů nemůžeme usuzovat na velikost objemového opotřebení, protože korelační koeficient vyjadřující těsnost mezi tvrdostí HV10 a objemovým opotřebením v ostrohranu je R = 0,6121. Nejmenší poměrnou objemovou odolnost proti erozivmímu opotřebení v ostrohranu má materiál Creusabro K20 má tedy 609krát vyšší objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení než Creusabro Je také nutné poznamenat, že materiál K20 má 12krát vyšší objemovou odolnost oproti erozivnímu v ostrohranu než v kuličkách. Materiál K10 má oproti K20 jen 6krát vyšší objemovou odolnost proti erozivnímu v ostrohranu než v kuličkách. Materiál Creusabro 4800 má 4,7krát vyšší objemovou odolnost proti erozivnímu v kuličkách než v ostrohranu. Materiál Creusabro M má 4,6krát vyšší objemovou odolnost proti erozivnímu v kuličkách než v ostrohranu. Nakonec materiál Sedur 204 má jen 2,9krát vyšší objemovou odolnost proti erozivnímu v kuličkách než v ostrohranu. Porovnání abraziv použitých při provozní zkoušce je znázorněno na obr. 47. Z bodového diagramu objemového opotřebení je patrné, že korelační závislost mezi objemovým opotřebením v ostrohranu a kuličkách je velmi těsná, R = 0,9733. Kuličky [cm 3 ] OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 y = 1,3639x - 0,3464 R = 0, Ostrohran [cm 3 ] 7 Obr. 47 Bodový diagram objemového opotřebení z provozní zkoušky v ostrohranu a kuličkách 72

74 Výsledky měření částečně potvrdily vliv tvaru abrazivních částic na velikost opotřebení. U materiálů Creusabro 4800, Creusabero M a Sedur 204 bylo větší erozivní opotřebení způsobeno ostrohranem s větším počtem hran a s jejich malým poloměrem zaoblení. Naopak u K10 a K20 docházelo při dopadu ostrohranu na povrch ke snižování erozivní schopnosti otupováním hran a výstupků, tudíž u karbidů bylo větší erozivní opotřebení způsobeno kuličkami. Podobně jako u tvaru abrazivních částic se částečně potvrdil vliv tvrdosti abrazivních částic na velikost opotřebení. S rostoucí tvrdostí abraziva roste intenzita porušování povrchu. U materiálů Creusabro 4800, Creusabero M a Sedur 204 bylo větší erozivní opotřebení způsobeno ostrohranem s vyšší tvrdostí HRC než měly kuličky. Naopak u K10 a K20 docházelo při dopadu ostrohranu na povrch ke snižování erozivní schopnosti otupováním hran a výstupků, tudíž větší tvrdost ostrohranu HRC neměla takový význam na porušování povrchu, tudíž u karbidů bylo větší erozivní opotřebení způsobeno kuličkami, které měly nižší tvrdost HRC. Také se potvrdilo, že slinuté karbidy K10 a K20 mají výrazně zvýšenou odolnost proti erozivnímu opotřebení. Karbidy přítomné ve struktuře mají velký význam především jako překážky proti vnikání abraziva do povrchu materiálu. Při vysoké tvrdosti karbidů docházelo k otupování řezných hran a hrotů ostrohranu. Na závěr porovnání použitých abraziv je nutné poznamenat, že z výsledků velikosti objemového opotřebení a poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení se dá usuzovat, že zkoušené materiály se budou chovat podobně při použití podobných druzích abraziva, které jsou znázorněny v (Příl. 8). Na obr. 48 je znázorněno porovnání opotřebení zkušebních vzorků z provozní zkoušky z kuliček a ostrohranu po uplynutí doby zkoušky 4 hodin, materiál AG 202 jen 11 minut. 73

75 a Ocel b Creusabro 4800 c Creusabro M Obr. 48 Porovnání opotřebených zkušebních vzorků z provozní zkoušky kuličky a ostrohran 74

76 d AG 202 e SiSiC ROCAR SiG f K10 Obr. 48 Porovnání opotřebených zkušebních vzorků z provozní zkoušky kuličky a ostrohran 75

77 5.4 Porovnání laboratorní a provozní zkoušky Na korelační závislost mezi opotřebením při různých druzích zkoušek lze usuzovat z bodových diagramů. Jednotlivé korelační koeficienty ze všech provedených zkoušek jsou uvedeny v (Tab. 8). Tab. 8 Korelační koeficienty Brusné plátno objem Kuličky objem Ostrohran objem Tvrdost [HV10] Kuličky objem Ostrohran objem 0,8856 0,7277 0,8451 0,5128 x 0,9733 0,6121 xx x Na základě provedených zkoušek byla zjištěna nejvyšší korelační závislost mezi: tvrdostí HV10 a objemovým opotřebením na brusném plátně, objemovým opotřebením na brusném plátně a objemovým opotřebením v ostrohranu. Porovnání laboratorní a provozní zkoušky znázorňují (Obr. 49, 50). Nejvyšší korelační závislost byla zjištěna mezi objemovým opotřebením na brusném plátně a opotřebením v ostrohranu, R = 0,8451. V tomto případě jsou jednotlivé body méně rozptýleny od regresní přímky. Výsledky z provozní zkoušky z ostrohranu proto více korespondují s výsledky z přístroje s brusným plátnem, použitá abraziva tj. ostrohran a brusné plátno jsou si svými vlastnostmi podobné. Proto odolnost proti opotřebení je téměř srovnatelná. Naopak nejnižší korelační závislost byla zjištěna mezi objemovým opotřebením na brusném plátně a opotřebením v kuličkách, R = 0,7277. V tomto případě jsou jednotlivé body více rozptýleny od regresní přímky. Výsledky z provozní zkoušky z kuliček proto příliš nekorespondují s výsledky z přístroje brusným plátnem. 76

78 Kuličky [cm 3 ] OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 y = 0,0281x - 0,8282 R = 0, Brusné plátno [mm 3 ] Obr. 49 Bodový diagram objemového opotřebení na brusném plátně a při provozní zkoušce kuličky 9 8 OCEL CREUSABRO CREUSABRO M Ostrohran [cm 3 ] SEDUR 204 K10 K20 y = 0,0233x - 0,5806 R = 0, Brusné plátno [mm 3 ] Obr. 50 Bodový diagram objemového opotřebení na brusném plátně a při provozní zkoušce ostrohran 77

79 Na obr. 51, 52 jsou uvedeny všechny hodnoty poměrné objemové a hmotnostní odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení pro zkoušené materiály vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1) Poměrná objemová odolnost proti abrazivnímu opotřebení - brusné plátno Poměrná objemová odolnost proti erozivnímu opotřebení - kuličky Poměrná objemová odolnost proti erozivnímu opotřebení - ostrohran φe , OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 Obr. 51 Porovnání poměrné objemové odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení Poměrná hmotnostní odolnost proti abrazivnímu opotřebení - brusné plátno Poměrná hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení - kuličky Poměrná hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení - ostrohran φe , OCEL CREUSABRO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 Obr. 52 Porovnání poměrné hmotnostní odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení 78

80 Při závěrečném porovnání laboratorní a provozní zkoušky se porovnávají objemové, ale také hmotnostní odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení. Z výsledků laboratorní a provozní zkoušky vyplývá, že nejvhodnějším materiálem pro vnitřní obložení pracovní komory tryskacího zařízení se zdá Creusabro M, který má 1,5krát vyšší hmotnostní i objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně než Creusabro Také má 5,7krát vyšší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách než Creusabro Má také 6krát vyšší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu než Creusabro Je to dáno tím, že Creusabro M může tvářením dosáhnout podstatného zpevnění. Značné zvýšení tvrdosti v průběhu tryskání se také přisuzuje přeměně metastabilního austenitu na martenzit v průběhu plastické deformace. Při konečném výběru materiálu je také nutné zohlednit nejen výsledky zkoušek, ale i ekonomickou stránku, tj. cenu materiálů. Creusabro M je 1,7krát za kg dražší než Creusabro I přes vyšší cenu Creusabra M je Creusabro M vhodnějším materiálem než Creusabro 4800, má 6krát vyšší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách i ostrohranu než Creusabro To znamená, že vnitřní obložení z Creusabra M by mělo vydržet 6krát déle než z Creusabro To má za následek nižší četnost respektive náklady na případnou výměnu vnitřního obložení pracovní komory tryskacího zařízení. Ze závěrečného porovnání poměrné hmotnostní a objemové odolnosti proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení lze konstatovat, že z pěti zkoušených materiálů má každý materiál poměrnou hmotnostní a objemovou odolnost v kuličkách i ostrohranu rozdílnou, tudíž nemůžeme konstatovat, že jeden konkrétní materiál je ten nejvhodnější pro lopatky metacího kola tryskacího zařízení, ale musíme vybrat vhodný materiál, který odolá erozivnímu opotřebení jak v kuličkách tak i ostrohranu. Také je potřeba při konečném výběru materiálu zohlednit nejen výsledky zkoušek, ale i ekonomickou stránku, tj. cenu materiálů. Nejdříve je nutné poznamenat, že SiSiC ROCAR SiG, má srovnatelnou hmotnostní odolnost proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně jako K10 i K20, ale při provozní zkoušce v kuličkách se 2 ze 3 vzorků se po 4 hodinách z velké části ulomily. Totéž platí i pro AG 202, kde se všechny tři vzorky po 11 minutách také z velké části ulomily. Naopak v ostrohranu se jeden vzorek AG 202 se po 11 minutách ulomil jen z velmi malé části. Vzorky SiSiC ROCAR SiG se opotřebovaly z velké části jen u okrajů. Lopatky se používají na všechny druhy abraziv, takže tyto dva keramické materiály nejsou vhodné na lopatky metacího kola tryskacího zařízení. Jsou také dražší než Sedur 79

81 204. SiSiC ROCAR SiG je 38 krát za kg a AG 202 je téměř 5krát za kg dražší než Sedur 204. Z výsledků laboratorní a provozní zkoušky vyplývá, že nejvhodnějšími materiály pro lopatky metacího kola tryskacího zařízení se podle výsledků hmotnostní i objemové abrazivní odolnosti proti opotřebení na brusném plátně jeví K10 a K20. Mají shodně 46krát vyšší hmotnostní a 87krát vyšší objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně než Sedur 204. Naopak Sedur 204 má hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách 3krát vyšší a objemovou 1,5krát vyšší než K10. Dále má hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách 4,5krát vyšší a objemovou 2krát vyšší než K20. V ostrohranu jsou výsledky opačné, hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu má K10 6krát vyšší a objemovou 11,5krát vyšší než Sedur 204. K20 má hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu 8krát vyšší a objemovou dokonce 16krát vyšší než Sedur 204. Podle výsledků se zdá nejvhodnějším materiálem pro lopatky metacího kola tryskacího zařízení materiál K20. Má největší hmotnostní i objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně, dále má největší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu. V kuličkách je na tom lépe s hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení Sedur 204 i K10. Musíme také zohlednit ekonomickou stránku, tj. cenu materiálů. Tady je na tom podstatně lépe Sedur 204, který je 5krát za kg levnější než K20. Na tryskacím zařízení se dvěma metacími koly a dvanácti lopatkami jejichž hmotnost je 5,4 kg ušetříme při použití Seduru 204 přibližně 6500 Kč na jednom tryskacím zařízení než při použití lopatek z K20. Dále má Sedur 204 2krát nižší hmotnost než K20, což je také důležitý faktor, neboť vyšší hmotnost lopatek by vedla k vyšší spotřebě elektrické energie a mohla by také nepříznivě ovlivnit moment setrvačnosti, z čehož by se daly vyvodit další vlivy. V neposlední řadě je nutné zkusit oba materiály přímo v provozních podmínkách tryskání např. v intervalu metacích hodin v kuličkách i ostrohranu a následně porovnat jejich velikost opotřebení. Nová lopatka ze Seduru 204 váží 450 g. Lopatka na hranici maximálního opotřebení, tzn. kdy ještě není vydřená skrz tloušťku váží cca 320 g. Časový průběh opotřebení lopatky na hranici maximálního opotřebení je různý, někdy to je 50 metacích hodin někdy až 1000 metacích hodin. Velikost opotřebení lopatky ze Seduru 204 použité v tryskacím zařízení je v (Příl. 7). Z těchto poznatků se přikláním použít pro lopatky metacího kola tryskacího zařízení současný materiál Sedur 204. I přestože má výrazně nižší hmotnostní i objemovou 80

82 odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu než materiál K20. Naopak má nepatrně vyšší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách než K20. Podstatně lépe je na tom cenově, je 5krát za kg levnější než K20 a také má 2krát nižší hmotnost než K20. S materiálem Sedur 204 má také firma Kovo Staněk, s.r.o., pro použití na lopatky metacích kol výrazně větší zkušenosti než s materiálem K20. 81

83 6. ZÁVĚR Jednou z nejčastějších příčin omezující spolehlivost a životnost strojů a zařízení je opotřebení. Opotřebení způsobuje zhoršení funkce zařízení, což může vést k jeho předčasnému vyřazení nebo úplnému porušení. Takto způsobené škody jsou příčinou velkých ztrát a dají se přirovnat snad jen ke škodám vzniklých následky koroze. Opotřebení je definováno jako trvale nežádoucí změna povrchu materiálu součásti mechanickými vlivy, které mohou být doprovázeny účinky fyzikálními, chemickými nebo i elektrickými. Odhaduje se, že opotřebení má na svědomí až 80 % poruch strojů a jejich součástí. Hlavní náplní této diplomové práce bylo sledování a vyhodnocení velikosti abrazivního a erozivního opotřebení tří materiálů pro vnitřní obložení pracovní komory (Ocel , Creusabro 4800, Creusabro M) a pěti materiálů pro lopatky metacího kola (Sedur 204, AG 202, SiSiC ROCAR SiG, K10, K20) tryskacího zařízení v laboratorních a provozních podmínkách. Laboratorní zkouška opotřebení se uskutečnila v přístroji s vázanými částicemi na přístroji s brusným plátnem, podle normy ČSN Velikost opotřebení byla dána změnou hmotnosti a objemu zkušebních vzorků v průběhu měření. Po ujetí stanovené dráhy 50 metrů byla zkouška zastavena, vzorky se očistily, následně zvážily na elektronických vahách s přesností 0,001 g. Celková ujetá dráha je 250 metrů, pak bylo stávající brusné plátno nahrazeno novým plátnem. Získané údaje byly zaznamenány, zpracovány a vyhodnoceny. Z výsledků poměrné hmotnostní a objemové odolnosti proti abrazivnímu opotřebení vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1) mají největší poměrnou hmotnostní odolnost proti abrazivnímu opotřebení zkušební vzorky SiSiC ROCAR SiG, K10, K20. Největší poměrnou objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení mají zkušební vzorky K20. Naopak nejnižší poměrnou hmotnostní i objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení mají zkušební vzorky Creusabro Provozní zkouška opotřebení se konala v areálu firmy Kovo Staněk, s.r.o., Brumovice, ve zkušebním tryskacím, které simulovalo provozní podmínky tryskání. Velikost opotřebení byla dána změnou hmotnosti a objemu vzorků v průběhu měření. Metodika měření spočívala v tom, že zkušební vzorky byly upevněny v přípravku, který byl nainstalován uvnitř tryskacího zařízení. Vzorky se upevnily na přípravek pomocí 82

84 bočních svěrných spojů. V přípravku byly upevněny vždy 3 vzorky jednoho zkoušeného materiálu. Následovalo metaní abraziva lopatkami metacího kola po dobu 4 hodin na upevněné zkoušené materiály. Po uplynutí této doby byl každý vzorek řádně očištěn a zvážen s přesností na 0,001 g. Získané údaje byly zaznamenány, zpracovány a vyhodnoceny. Za abrazivo bylo zvoleno AMASTELL S 230 kuličky a AMASTEEL LG 40 ostrohran, jsou to nejpoužívanější abraziva firmy Kovo Staněk, s.r.o., Brumovice. Z výsledků poměrné hmotnostní a objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení vztažené k porovnávacímu vzorku (Ocel =1) je nejvhodnějším materiálem pro vnitřní obložení pracovní komory tryskacího zařízení Creusabro M. Nutné je také zohlednit nejen výsledky zkoušek, ale i ekonomickou stránku, tj. cenu materiálů. Creusabro M je 1,7krát za kg dražší než Creusabro I přes vyšší cenu Creusabra M je tento materiál vhodnějším než Creusabro 4800, má 6krát vyšší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách i ostrohranu než Creusabro Hodnoty poměrné hmotnostní a objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení pěti zkoušených materiálů na lopatky metacího kola tryskacího zařízení jsou rozdílné pro kuličky i ostrohran, takže musíme vybrat vhodný materiál, který odolá erozivnímu opotřebení jak v kuličkách tak i ostrohranu. Materiál Sedur 204 má hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení v kuličkách 4,5krát vyšší a objemovou 2krát vyšší než K20. V ostrohranu jsou výsledky opačné, K20 má hmotnostní odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu 8krát vyšší a objemovou dokonce 16krát vyšší než Sedur 204. Podle výsledků se zdá nejvhodnějším materiálem pro lopatky metacího kola tryskacího zařízení materiál K20. Má největší hmotnostní i objemovou odolnost proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně, dále největší hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení v ostrohranu, ale v kuličkách je na tom lépe s hmotnostní i objemovou odolnost proti erozivnímu opotřebení Sedur 204 i K10. Při konečném výběru materiálu na lopatky metacího kola tryskacího zařízení je nutné zohlednit nejen výsledky zkoušek, ale i cenu, hmotnost, zkušenosti s materiálem Sedur 204 a K20. Z těchto poznatků se přikláním použít pro lopatky metacího kola tryskacího zařízení současný materiál Sedur 204. Výsledky zkoušek nepotvrdily velkou závislost mezi tvrdostí a odolností proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení zkoušených materiálů. Ze získaných poznatků lze vyvodit důležitost správné volby materiálů, které odolávají degradačním procesům. Toto rozhodnutí může mít výrazný vliv nejen na životnost součástí a celého zařízení, ale i na ekonomiku provozu. 83

85 7. SEZNAM LITERATURY BLAŠKOVIČ P., BALLA J., DZIMKO M., 1990: Tribológia. ALFA, Bratislava, 360 s. ČERVENÝ J., 2008: Teorie opotřebení abrazivní a erozivní opotřebení lopatek míchadel. Povrcháři: online časopis, č. 4, s ČSN : Opotřebení materiálu. Názvosloví. Český normalizační institut, 1969, 8 s. ČSN : Stanovení odolnosti kovových materiálů proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně. Český normalizační institut, 1974, 8 s. ČSN : Stanovení odolnosti materiálů proti erozivnímu opotřebení v kapalinách s částicemi. Český normalizační institut, 1974, 8 s. ČSN EN 23878: Tvrdokovy. Zkouška tvrdosti podle Vickerse. Český normalizační institut, 1995, 8 s. FILÍPEK J. & ČERNÝ M., 2007: Animace laboratorních zkoušek abrazivního opotřebení. In: Conference of MEMD 2007, Smolenice: SUT in Bratislava, s POŠTA J., VESELÝ P., DVOŘÁK M., 2002: Degradace strojních součástí. [Monografie]. ČZU, Praha, 67 s. STÁVKOVÁ J., DUFEK J., 2003: Biometrika. MZLU, Brno, 194 s. SUCHÁNEK J., KUKLÍK V., ZDRAVECKÁ E., 2007: Abrazivní opotřebení materiálu. ČVUT, Praha, 162 s. SUCHÁNEK J., 2006: Mechanizmy erozívního opotřebení a jejich význam pro optimální volbu kovových materiálů v praxi. ČVUT, Praha, 28 s. URL: < 84

86 URL: < URL: < URL: < URL: URL: URL: < URL: < 85

87 8. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schéma různého poškození materiálu opotřebením Obr. 2 Základní modely abrazivního opotřebení Obr. 3 Příklady abrazivního opotřebení (Pošta, 2002) Obr. 4 Schéma erozivního mechanizmu opotřebení Obr. 5 Poměry při dopadu částice na povrch Obr. 6 Vliv úhlu dopadu abraziva na velikost opotřebení Obr. 7 Závislost úhlu dopadu částic Obr. 8 Vliv tvaru dopadajících částic na erozivní opotřebení korozivzdorné austenitické oceli Obr. 9 Vliv tvrdosti částic na erozivní opotřebení tvrzené uhlíkové oceli Obr. 10 Příklady erozivního opotřebení (Pošta, 2002) Obr. 11 Přístroje na zkoušky odolnosti materiálu proti abrazivnímu opotřebení (Filípek, 2007) Obr. 12 Přístroj s brusným plátnem (Filípek, 2007) Obr. 13 Schéma přístroje ZVZ Milevsko Obr. 14 Vztah mezi tvrdostí a pevností u oceli kalené nebo zušlechtěné Obr. 15 Mikrostruktura vybraných materiálů Obr. 16 Tvrdoměr Vickers LV-700L Obr. 17 Elektronické váhy Shinko Denski s přesností 0,001 g Obr. 18 AMASTEEL S 23O zvětšeno 5krát Obr. 19 AMASTEEL LG 40 zvětšeno 10krát Obr. 20 Zkušební vzorky pro přístroj s brusným plátnem Obr. 21 Schéma přístroje s brusným plátnem Obr. 22 Přístroj s brusným plátnem Obr. 23 Závaží s upínací hlavicí a se zkušebním vzorkem Obr. 24 Zkušební vzorky pro provozní zkoušku Obr. 25 Schéma průběhu provozní zkoušky Obr. 26 Tryskací a filtrační zařízení pohled ze předu Obr. 27 Tryskací a filtrační zařízení pohled z boku Obr. 28 Pracovní komora tryskacího zařízení Obr. 29 Metací kola Obr. 30 Přípravky k přichycení zkušebních vzorků 86

88 Obr. 31 Průměrná tvrdost zkušebních vzorků podle Vickerse HV10 Obr. 32 Objemové opotřebení zkušebních vzorků na brusném plátně v mm 3 po 50 metrech Obr. 33 Poměrné objemové odolnosti proti abrazivnímu opotřebení na brusném plátně po 50 metrech Obr. 34 Vztah mezi tvrdostí a objemovým opotřebením brusné plátno Obr. 35 Objemové opotřebení zkušebních vzorků z provozní zkoušky v cm 3 kuličky Obr. 36 Poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z provozní zkoušky kuličky Obr. 37 Vztah mezi tvrdostí a objemovým opotřebením provozní zkouška kuličky Obr. 38 Opotřebované zkušební vzorky z provozní zkoušky kuličky Obr. 39 Opotřebované zkušební vzorky A z provozní zkoušky kuličky Obr. 40 Objemové opotřebení zkušebních vzorků z provozní zkoušky v cm 3 ostrohran Obr. 41 Poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z provozní zkoušky ostrohran Obr. 42 Vztah mezi tvrdostí a objemovým opotřebením provozní zkouška ostrohran Obr. 43 Opotřebované zkušební vzorky z provozní zkoušky ostrohran Obr. 44 Opotřebované zkušební vzorky A z provozní zkoušky ostrohran Obr. 45 Porovnání objemového opotřebení z provozní zkoušky v cm 3 kuličky a ostrohran Obr. 46 Porovnání poměrné objemové odolnosti proti erozivnímu opotřebení z provozní zkoušky z kuliček a ostrohranu Obr. 47 Bodový diagram objemového opotřebení z provozní zkoušky v ostrohranu a kuličkách Obr. 48 Porovnání opotřebených zkušebních vzorků z provozní zkoušky kuličky a ostrohran Obr. 49 Bodový diagram objemového opotřebení na brusném plátně a při provozní zkoušce kuličky Obr. 50 Bodový diagram objemového opotřebení na brusném plátně a při provozní zkoušce ostrohran Obr. 51 Porovnání poměrné objemové odolnosti proti abraziv. a eroziv. opotřebení Obr. 52 Porovnání poměrné hmotnostní odolnosti proti abraziv. a eroziv. opotřebení 87

89 9. SEZNAM TABULEK Tab. 1 Chemické složení oceli Tab. 2 Chemické složení Creusabra 4800 Tab. 3 Chemické složení Creusabra M Tab. 4 Chemické složení a vlastnosti materiálů K10 a K20 Tab. 5 Hustota a cena zkoušených materiálů Tab. 6 Technická data přístroje s brusným plátnem Tab. 7 Technická data tryskacího zařízení Tab. 8 Korelační koeficienty 88

90 PŘÍLOHY 89

91 SEZNAM PŘÍLOH Příloha 1 Tvrdost zkušebních vzorků podle Vickerse HV10 Příloha 2 Objemové úbytky zkušebních vzorků na brusném plátně po 50 metrech Příloha 3 Objemové opotřebení zkušebních vzorků brusné plátno Příloha 4 Statistické zpracování objemového opotřebení brusné plátno Příloha 5 Objemový úbytek zkušebních vzorků z provozní zkoušky kuličky Příloha 6 Objemový úbytek zkušebních vzorků z provozní zkoušky ostrohran Příloha 7 Velikost opotřebení lopatky ze Seduru 204 použité v tryskacím zařízení Příloha 8 Vzorník abraziva 90

92 Příloha 1 Tvrdost zkušebních vzorků podle Vickerse HV10 Materiál Označení vzorku Tvrdost HV Průměrná tvrdost Pravděpod. chyba OCEL CREUSARBO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 K10 K20 A ,667 A ,167 A ,333 Průměr ,833 B ,667 B ,833 B ,167 Průměr ,500 C ,833 C ,333 C ,167 Průměr ,167 D ,333 D ,000 D ,167 Průměr ,667 G ,833 G ,333 G ,167 Průměr ,833 H ,000 H ,667 H ,000 Průměr ,333 91

93 Příloha 2 Objemové úbytky zkušebních vzorků na brusném plátně po 50 metrech Objemový úbytek vzorku po ujetí dráhy [mm 3 ] Materiál Označení vzorku OCEL CREUSARBO 4800 CREUSABRO M SEDUR 204 AG 202 SiSiC ROCAR SiG K10 K20 A1 38,726 81, , , ,955 A2 44,903 86, , , ,452 A3 41,419 83, , , ,419 Průměr 41,849 84, , , ,430 B1 33,075 63,178 96, , ,724 B2 31,008 64,212 95, , ,016 B3 31,266 63,566 94, , ,010 Průměr 31,783 63,652 95, , ,250 C1 20,000 42,597 64,935 86, ,740 C2 18,831 41,948 64,286 84, ,052 C3 19,610 41,039 61,688 83, ,974 Průměr 19,481 41,861 63,636 84, ,922 D1 5,041 11,172 17,302 23,297 30,654 D2 5,858 13,488 19,210 25,477 31,744 D3 5,586 11,717 16,894 23,433 29,292 Průměr 5,495 12,125 17,802 24,069 30,563 E1 3,333 4,444 6,667 8,611 10,833 E2 3,333 6,111 10,000 12,778 16,667 E3 2,778 6,111 8,611 11,667 15,278 Průměr 3,148 5,556 8,426 11,019 14,259 F1 0,324 0,647 0,971 1,294 1,618 F2 0,324 0,647 0,971 1,294 1,618 F3 0,324 0,647 0,971 1,294 1,618 Průměr 0,324 0,647 0,971 1,294 1,618 G1 0,068 0,137 0,205 0,274 0,342 G2 0,068 0,137 0,205 0,274 0,342 G3 0,068 0,137 0,205 0,274 0,342 Průměr 0,068 0,137 0,205 0,274 0,342 H1 0,068 0,205 0,342 0,410 0,479 H2 0,068 0,137 0,205 0,274 0,342 H3 0,068 0,137 0,205 0,274 0,342 Průměr 0,068 0,160 0,251 0,319 0,388 92

94 Příloha 3 Objemové opotřebení zkušebních vzorků brusné plátno Opotřebení [mm 3 ] OCEL Délka dráhy [m] CREUSABRO Opotřebení [mm 3 ] Délka dráhy [m] CREUSABRO M 80 Opotřebení [mm 3 ] Délka dráhy [m] 93

95 Příloha 3 Objemové opotřebení zkušebních vzorků brusné plátno SEDUR Opotřebení [mm 3 ] Délka dráhy [m] Opotřebení [mm 3 ] AG Délka dráhy [m] 1,8 1,6 SiSiC ROCAR SiG 1,4 1,2 Opotřebení [mm 3 ] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Délka dráhy [m] 94

96 Příloha 3 Objemové opotřebení zkušebních vzorků brusné plátno 0,40 0,35 K10 0,30 Opotřebení [mm 3 ] 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, Délka dráhy [m] 0,55 0,50 K20 0,45 0,40 Opotřebení [mm 3 ] 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, Délka dráhy [m] 95

97 Příloha 4 Statistické zpracování objemového opotřebení brusné plátno Délka dráhy Materiál Střední hodnota Statistická charakteristika Směrodatná odchylka Variační koeficient Interval spolehlivosti 95 % [m] [mm 3 ] [mm 3 ] [%] [mm 3 ] OCEL ,849 2,74 6,55 38,70-45,00 CREUSABRO ,783 0,92 2,89 30,72-32,84 CREUSABRO M 19,481 0,49 2,49 18,92-20,04 50 SEDUR 204 5,495 0,34 6,18 5,10-5,89 AG 202 3,148 0,26 8,32 2,84-3,45 SiSiC ROCAR SiG 0,324 0,00 0,00 0,33-0,33 K10 0,068 0,00 0,00 0,07-0,07 K20 0,068 0,00 0,00 0,07-0,07 OCEL ,516 7,42 8,78 75,99-93,05 CREUSABRO ,652 0,43 0,67 63,16-64,14 CREUSABRO M 41,861 0,64 1,53 41,12-42, SEDUR ,125 0,99 8,15 10,99-13,26 AG 202 5,556 0,79 14,14 4,65-6,44 SiSiC ROCAR SiG 0,647 0,00 0,00 0,65-0,65 K10 0,137 0,00 0,00 0,14-0,14 K20 0,160 0,03 20,20 0,12-0,20 OCEL ,344 11,05 8,61 115,64-141,05 CREUSABRO ,392 0,95 0,99 94,30-96,48 CREUSABRO M 63,636 1,40 2,20 62,02-65, SEDUR ,802 1,01 5,67 16,64-18,96 AG 202 8,426 1,37 16,23 6,85-10,00 SiSiC ROCAR SiG 0,971 0,00 0,00 0,97-0,97 K10 0,205 0,00 0,00 0,21-0,21 K20 0,251 0,06 25,71 0,18-0,32 OCEL ,151 9,99 6,02 154,66-177,65 CREUSABRO ,122 0,96 0,75 127,02-129,22 CREUSABRO M 84,848 1,24 1,46 83,42-86, SEDUR ,069 1,00 4,14 22,92-25,22 AG ,019 1,76 15,99 8,99-13,04 SiSiC ROCAR SiG 1,294 0,00 0,00 1,29-1,29 K10 0,274 0,00 0,00 0,27-0,27 K20 0,319 0,06 20,20 0,25-0,39 OCEL ,43 14,10 6,76 192,22-224,64 CREUSABRO ,250 1,67 1,04 158,33-162,17 CREUSABRO M 107,922 1,54 1,43 106,15-109, SEDUR ,563 1,00 3,28 29,41-31,72 AG ,259 2,49 17,45 11,39-17,12 SiSiC ROCAR SiG 1,618 0,00 0,00 1,62-1,62 K10 0,342 0,00 0,00 0,34-0,34 K20 0,388 0,06 16,64 0,31-0,46 96

98 Příloha 5 Objemový úbytek zkušebních vzorků z provozní zkoušky kuličky Materiál Označení vzorku OCEL CREUSARBO 4800 CREUSABRO M Objemový úbytek po 4 hodinách [cm 3 ] Materiál Označení vzorku Objemový úbytek po 4 hodinách [cm 3 ] A1 4,339 D1 0,007 A2 8,636 D2 0,009 A3 12,458 D3 0,061 Průměr 8,47785 SEDUR 204 Průměr 0,02547 B1 0,331 G1 0,026 B2 0,687 G2 0,030 B3 0,809 G3 0,057 Průměr 0,60904 K10 Průměr 0,03780 C1 0,080 H1 0,059 C2 0,118 H2 0,031 C3 0,122 H3 0,079 Průměr 0,10675 K20 Průměr 0,05624 Příloha 6 Objemový úbytek zkušebních vzorků z provozní zkoušky ostrohran Materiál Označení vzorku OCEL CREUSARBO 4800 CREUSABRO M Objemový úbytek po 4 hodinách [cm 3 ] Materiál Označení vzorku Objemový úbytek po 4 hodinách [cm 3 ] A1 1,55961 D1 0,03406 A2 7,63174 D2 0,05395 A3 9,19290 D3 0,06975 Průměr 6,12808 SEDUR 204 Průměr 0,05258 B1 0,56020 G1 0,00349 B2 2,13578 G2 0,00567 B3 2,83759 G3 0,00444 Průměr 1,84452 K10 Průměr 0,00257 C1 0,10389 H1 0,00308 C2 0,40870 H2 0,00342 C3 0,45025 H3 0,00349 Průměr 0,32095 K20 Průměr 0,

99 Příloha 7 Velikost opotřebení lopatky ze Seduru 204 použité v tryskacím zařízení a nová lopatka b po 50 mth v G 25 c po 200 mth v G 50 d lopatka za hranicí e lopatka za hranicí maximálního opotřebení maximálního opotřebení 98

100 Příloha 8 Vzorník abraziva 99

Poškození strojních součástí

Poškození strojních součástí Poškození strojních součástí Degradace strojních součástí Ve strojích při jejich provozu probíhají děje, které mají za následek změny vlastností součástí. Tyto změny jsou prvotními technickými příčinami

Více

42 28XX nízko středně legované oceli na odlitky odlévané jiným způsobem než do pískových forem 42 29XX vysoko legované oceli na odlitky

42 28XX nízko středně legované oceli na odlitky odlévané jiným způsobem než do pískových forem 42 29XX vysoko legované oceli na odlitky Oceli na odlitky Oceli třídy 26: do 0,6 % C součásti elektrických strojů, ložiska vozidel, armatury a součásti parních kotlů a turbín, na součásti spalovacích motorů Oceli tříd 27 a 28: legovány Mn a Si,

Více

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení)

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení) NAUKA O MATERIÁLU I Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení) Autor přednášky: Ing. Daniela Odehnalová Pracoviště: TUL FS, Katedra materiálu

Více

Konstrukční, nástrojové

Konstrukční, nástrojové Rozdělení ocelí podle použití Konstrukční, nástrojové Rozdělení ocelí podle použití Podle použití oceli: konstrukční (uhlíkové, legované), nástrojové (uhlíkové, legované). Konstrukční oceli uplatnění pro

Více

THE LABORATORY TESTS OF ABRASION LABORATORNÍ ZKOUŠKY ABRAZIVNÍHO OPOTŘEBENÍ

THE LABORATORY TESTS OF ABRASION LABORATORNÍ ZKOUŠKY ABRAZIVNÍHO OPOTŘEBENÍ THE LABORATORY TESTS OF ABRASION LABORATORNÍ ZKOUŠKY ABRAZIVNÍHO OPOTŘEBENÍ Březina R. Ústav základů techniky a automobilové dopravy, Agronomická fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně,

Více

Druhy ocelí, legující prvky

Druhy ocelí, legující prvky 1 Oceli druhy, použití Ocel je technické kujné železo s obsahem maximálně 2% uhlíku, další příměsi jsou křemík, mangan, síra, fosfor. Poslední dva jmenované prvky jsou nežádoucí, zhoršují kvalitu oceli.

Více

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA, Praha 10, Na Třebešíně 2299 příspěvková organizace zřízená HMP Lisování TEORIE TVÁŘENÍ TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM, STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Více

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů Vedoucí práce: Doc. Ing. Milan Honner, Ph.D. Konzultant: Doc. Dr. Ing. Antonín Kříž Bc. Roman Voch Obsah 1) Cíle diplomové práce

Více

E-B 502. EN 14700: E Fe 1

E-B 502. EN 14700: E Fe 1 E-B 502 EN 14700: E Fe 1 Elektroda pro navařování funkčních ploch součástí z nelegovaných a nízkolegovaných ocelí, u nichž je požadavek zvýšené odolnosti vůči opotřebení, např. pro navařování kolejnic,

Více

Rozdělení ocelí podle použití. Konstrukční, nástrojové

Rozdělení ocelí podle použití. Konstrukční, nástrojové Rozdělení ocelí podle použití Konstrukční, nástrojové Rozdělení ocelí podle použití Podle použití oceli: Konstrukční (uhlíkové, legované), nástrojové (uhlíkové, legované). Konstrukční oceli uplatnění pro

Více

Další poznatky o kovových materiálech pro konstruování

Další poznatky o kovových materiálech pro konstruování Příloha č. 3 Další poznatky o kovových materiálech pro konstruování Definice oceli podle ČSN EN 10020 (42 0002): [Kříž 2011, s.44] Oceli (ke tváření) jsou kovové materiály, jejichž hmotnostní podíl železa

Více

ŽÍHÁNÍ 1. ŽÍHÁNÍ OCELÍ

ŽÍHÁNÍ 1. ŽÍHÁNÍ OCELÍ 1 ŽÍHÁNÍ Žíhání je způsob tepelného zpracování, kterým chceme u součásti dosáhnout stavu blízkého stavu rovnovážnému. Podstatou je rovnoměrný ohřev součásti na teplotu žíhání, setrvání na této teplotě

Více

E-B 502. EN 14700: E Fe 1

E-B 502. EN 14700: E Fe 1 E-B 502 EN 14700: E Fe 1 Elektroda pro navařování funkčních ploch součástí z nelegovaných a nízkolegovaných ocelí, u nichž je požadavek zvýšené odolnosti vůči opotřebení, např. pro navařování kolejnic,

Více

Trvanlivost,obrobitelnost,opotřebení břitu

Trvanlivost,obrobitelnost,opotřebení břitu Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Název: Téma: Autor: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Obrábění Trvanlivost,obrobitelnost,opotřebení břitu

Více

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ - 2008. Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň Česká republika

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ - 2008. Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň Česká republika TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ - 2008 Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, 306 14 Plzeň Česká republika ABSTRAKT Práce obsahuje charakteristiku konstrukčních ocelí

Více

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu LETECKÉ MATERIÁLY Úvod do předmětu Historický vývoj leteckých konstrukčních materiálů Uplatnění konstrukčních materiálů souvisí s pevnostními koncepcemi leteckých konstrukcí Pevnostní koncepce leteckých

Více

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice 10.ZÁKLADY TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace

Více

Vítězslav Bártl. duben 2012

Vítězslav Bártl. duben 2012 VY_32_INOVACE_VB03_Rozdělení oceli podle chemického složení a podle oblasti použití Jméno autora výukového materiálu Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen Ročník, pro který je VM určen Vzdělávací oblast,

Více

Zkoušky rázem. Vliv deformační rychlosti

Zkoušky rázem. Vliv deformační rychlosti Zkoušky rázem V provozu působí často na strojní součásti síla, která se cyklicky mění, popř. Její působení je dynamického charakteru. Rázové působení síly je velmi nebezpečné, neboť to může iniciovat náhlou

Více

Požadavky na technické materiály

Požadavky na technické materiály Základní pojmy Katedra materiálu, Strojní fakulta Technická univerzita v Liberci Základy materiálového inženýrství pro 1. r. Fakulty architektury Doc. Ing. Karel Daďourek, 2010 Rozdělení materiálů Požadavky

Více

Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad)

Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad) Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r. 2016 v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace materiálů. Děkuji Ing. D. Kavková

Více

POVRCHY A JEJICH DEGRADACE

POVRCHY A JEJICH DEGRADACE POVRCHY A JEJICH DEGRADACE Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu 1 Povrch Rozhraní dvou prostředí (není pouze plochou) Skoková změna sil ovlivní: povrchovou vrstvu materiálu (relaxace, rekonstrukce)

Více

Možnosti Impact testu při posuzování správnosti tepelného zpracování ocelí. Ing. Petr Beneš

Možnosti Impact testu při posuzování správnosti tepelného zpracování ocelí. Ing. Petr Beneš Možnosti Impact testu při posuzování správnosti tepelného zpracování ocelí Vedoucí: Konzultanti: Vypracoval: Doc. Dr. Ing. Antonín Kříž Ing. Jiří Hájek Ph.D Ing. Petr Beneš Martin Vadlejch Impact test

Více

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení Metalografie Praktické příklady z materiálových expertíz 4. cvičení Obsah Protahovací trn Povrchově kalená součást Fréza Karbidické vyřádkování Cementovaná součást Pozinkovaná součást Pivní korunky Klíč

Více

Hlavní skupina. Změna charakteristik. Označení Obráběný materiál Příklad užití a podmínky užití

Hlavní skupina. Změna charakteristik. Označení Obráběný materiál Příklad užití a podmínky užití Příloha č.4 Slinuté karbidy typu P P P01 P10 P20 P30 P40 P50 Ocel, ocelolitina Ocel, ocelolitina, temperovaná litina Ocel, ocelolitina s pískem a lunkry Ocel, ocelolitina, střední nebo nižší pevnosti,

Více

OK TUBRODUR Typ náplně: speciální rutilová. Ochranný plyn: s vlastní ochranou. Svařovací proud:

OK TUBRODUR Typ náplně: speciální rutilová. Ochranný plyn: s vlastní ochranou. Svařovací proud: OK TUBRODUR 14.70 N 14700: T Z Fe14 Plněná elektroda pro tvrdé návary s velmi vysokou odolností proti opotřebení tvrdými a zrnitými minerály jako pískem, rudou, kamenivem, půdou apod. Otěruvzdornost je

Více

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI David Aišman D.Aisman@seznam.cz ABSTRACT Tato práce se zabývá možnostmi tepelného zpracování pro experimentální ocel 42SiCr. Jedná

Více

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení Metalografie Praktické příklady z materiálových expertíz 4. cvičení Příprava metalografických výbrusů Odběr vzorků nesmí dojít k změně struktury (deformace, ohřev) světelný mikroskop pro dosažení požadovaných

Více

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny METALOGRAFIE II Oceli a litiny Slitiny železa, uhlíku a popřípadě dalších prvků se nazývají oceli a litiny. Oceli jsou slitiny železa obsahující do 2,14 hm. % uhlíku, litiny s obsahem uhlíku nad 2,14 hm.

Více

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; platnost do r. 2016 v návaznosti na použité normy. Zákaz šířění a modifikace těchto materálů. Děkuji Ing. D. Kavková

Více

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D. 18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D. valach@fd.cvut.cz Informace o předmětu http://mech.fd.cvut.cz/education/bachelor/18mty Popis předmětu Témata přednášek Pokyny k provádění cvičení Informace ke zkoušce

Více

Výroba surového železa, výroba ocelí, výroba litin

Výroba surového železa, výroba ocelí, výroba litin Výroba surového železa, výroba ocelí, výroba litin Výroba surového železa surové železo se vyrábí ve vysokých pecích (výška cca 80m, průměr cca 15m) z kyslíkatých rud shora se pec neustále plní železnou

Více

1 Moderní nástrojové materiály

1 Moderní nástrojové materiály 1 Řezné materiály jsou podle ISO 513 členěné do šesti základních skupin, podle typu namáhání břitu. - Skupina P zahrnuje nástrojové materiály určené k obrábění většiny ocelí, které dávají dlouhou třísku

Více

OK TUBRODUR Typ náplně: speciální rutilová. Ochranný plyn: s vlastní ochranou. Svařovací proud:

OK TUBRODUR Typ náplně: speciální rutilová. Ochranný plyn: s vlastní ochranou. Svařovací proud: OK TUBRODUR 14.70 EN 14700: T Z Fe14 Plněná elektroda pro tvrdé návary s velmi vysokou odolností proti opotřebení tvrdými a zrnitými minerály jako pískem, rudou, kamenivem, půdou apod. Otěruvzdornost je

Více

ABRASION OF LOW-CARBON STEEL IN FREE ABRASIVE PARTICLES ABRAZIVNÍ OPOTŘEBENÍ NÍZKOUHLÍKOVÝCH OCELÍ VE VOLNÉM ABRAZIVU

ABRASION OF LOW-CARBON STEEL IN FREE ABRASIVE PARTICLES ABRAZIVNÍ OPOTŘEBENÍ NÍZKOUHLÍKOVÝCH OCELÍ VE VOLNÉM ABRAZIVU ABRASION OF LOW-CARBON STEEL IN FREE ABRASIVE PARTICLES ABRAZIVNÍ OPOTŘEBENÍ NÍZKOUHLÍKOVÝCH OCELÍ VE VOLNÉM ABRAZIVU Votava J., Černý M. Ústav základů techniky a automobilové dopravy, Agronomická fakulta,

Více

OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE

OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10; s platností do r. 2016 v návaznosti na platnost norem. Zákaz šíření a modifikace těchto materiálů. Děkuji Ing. D.

Více

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž Vakuové tepelné zpracování a tepelné zpracování nástrojů 22. - 23.11. 2011 - Jihlava PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž Západočeská univerzita v Plzni Fakulta strojní Katedra materiálu

Více

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Sostružnické nože- učební materiál

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Sostružnické nože- učební materiál Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0514 Číslo a název šablony klíčové aktivity III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Tematická oblast Soustružení, vy_32_inovace_ma_24_12 Autor Jaroslav Kopecký

Více

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1 Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1 Podklady k přednáškám část A4 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. a kol. Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním

Více

8. Třískové obrábění

8. Třískové obrábění 8. Třískové obrábění Třískovým obráběním rozumíme výrobu strojních součástí z polotovarů, kdy je přebytečný materiál odebírán řezným nástrojem ve formě třísek. Dynamický vývoj technologií s sebou přinesl

Více

Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu

Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu 1. Obecné informace Korozivzdorná ocel neboli nerezivějící ocel či nerez je označení pro velkou skupinu ušlechtilých ocelí, které mají stejnou

Více

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ Transfer inovácií 2/211 211 VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ Ing. Libor Černý, Ph.D. 1 prof. Ing. Ivo Schindler, CSc. 2 Ing. Petr Strzyž 3 Ing. Radim Pachlopník

Více

NTI/USM Úvod do studia materiálů Ocel a slitiny železa

NTI/USM Úvod do studia materiálů Ocel a slitiny železa NTI/USM Úvod do studia materiálů Ocel a slitiny železa Petr Šidlof Připraveno s využitím skript Úvod do studia materiálů, Prof. RNDr. Bohumil Kratochvíl, DSc., Prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc., Doc. Dr.

Více

Prášková metalurgie. 1 Postup výroby slinutých materiálů. 1.1 Výroba kovových prášků. 1.2 Lisování pórovitého výlisku

Prášková metalurgie. 1 Postup výroby slinutých materiálů. 1.1 Výroba kovových prášků. 1.2 Lisování pórovitého výlisku Pomocí práškové metalurgie se vyrábí slitiny z kovů, které jsou v tekutém stavu vzájemně nerozpustné a proto netvoří slitiny nebo slitiny z vysoce tavitelných kovů (např. wolframu). 1 Postup výroby slinutých

Více

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii.

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii. Henry Kaiser, Hoover Dam 1 Henry Kaiser, 2 Houževnatost i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii. (Empirické) zkoušky houževnatosti

Více

Projekt: 1.5, Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Tepelné zpracování

Projekt: 1.5, Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Tepelné zpracování Druhy tepelného zpracování: Tepelné zpracování 1. Žíhání (ochlazení je tak pomalé, že nevzniká zákalná struktura) 2. Kalení (ohřev nad překrystalizační teplotu a ochlazení je tak prudké, aby vznikla zákalná

Více

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické ZKOUŠKY MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ MATERIÁLŮ Mechanické zkoušky statické a dynamické Úvod Vlastnosti materiálu, lze rozdělit na: fyzikální a fyzikálně-chemické; mechanické; technologické. I. Mechanické vlastnosti

Více

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla Nauka o materiálu Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla Úvod Keramika a nekovová skla jsou ve srovnání s kovy velmi křehké. Jejich pevnost v tahu je nízká a finálnímu lomu nepředchází

Více

2. Struktura a vlastnosti oceli, druhy ocelí Rovnovážné a nerovnovážné struktury oceli, mechanické vlastnosti oceli, druhy konstrukčních ocelí.

2. Struktura a vlastnosti oceli, druhy ocelí Rovnovážné a nerovnovážné struktury oceli, mechanické vlastnosti oceli, druhy konstrukčních ocelí. 2. Struktura a vlastnosti oceli, druhy ocelí Rovnovážné a nerovnovážné struktury oceli, mechanické vlastnosti oceli, druhy konstrukčních ocelí. Struktura oceli Železo (Fe), uhlík (C), "nečistoty". nevyhnutelné

Více

Tryskací materiál Tryskací materiál pro Shot Peening Ventily Magna Valve Almen Gage Almen Strip

Tryskací materiál Tryskací materiál pro Shot Peening Ventily Magna Valve Almen Gage Almen Strip Tryskací materiál Tryskací materiál pro Shot Peening Ventily Magna Valve Almen Gage Almen Strip Tryskací materiály Mnohostranný materiál, mnohostranné použití Ocelový granulát -Steel shot Ocelová drť -Steel

Více

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger 1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Ludvíka Podéš éště 1875, 708 33 Ostrava - Poruba Miloš Rieger Základní návrhové předpisy: - ČSN 73 1401/98 Navrhování ocelových

Více

Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Autor cvičení: Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc., Ing. Petr Liškutín, Ing. Martin Petrenec,

Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Autor cvičení: Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc., Ing. Petr Liškutín, Ing. Martin Petrenec, BUM - 7 Únava materiálu Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Autor cvičení: Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc., Ing. Petr Liškutín, Ing. Martin Petrenec, Úkoly k řešení 1. Vysvětlete stručně co je únava materiálu.

Více

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2010 VLADIMÍR DVORSKÝ Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Degradace strojních součástí

Více

VLIV ZPŮSOBŮ OHŘEVU NA TEPLOTNÍ DEGRADACI TENKÝCH OTĚRUVZDORNÝCH PVD VRSTEV ZJIŠŤOVANÝCH POMOCÍ VYBRANÝCH METOD

VLIV ZPŮSOBŮ OHŘEVU NA TEPLOTNÍ DEGRADACI TENKÝCH OTĚRUVZDORNÝCH PVD VRSTEV ZJIŠŤOVANÝCH POMOCÍ VYBRANÝCH METOD 23. 25.11.2010, Jihlava, Česká republika VLIV ZPŮSOBŮ OHŘEVU NA TEPLOTNÍ DEGRADACI TENKÝCH OTĚRUVZDORNÝCH PVD VRSTEV ZJIŠŤOVANÝCH POMOCÍ VYBRANÝCH METOD Ing.Petr Beneš Ph.D. Doc.Dr.Ing. Antonín Kříž Katedra

Více

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky Nauka o materiálu Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky Opakování z minula Materiál Degradační procesy Vnitřní stavba atomy, vazby Krystalické, amorfní, semikrystalické Vlastnosti materiálů chemické,

Více

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL Projekt: CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL Kurz: Technologie třískového obrábění 1 Obsah Technologie třískového obrábění... 3 Obrábění korozivzdorných ocelí... 4 Obrábění litiny... 5 Obrábění

Více

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING 1 CHIPPER / VIKING 2 Charakteristika VIKING je vysoce legovaná ocel, kalitelná v oleji, na vzduchu a ve vakuu, která vykazuje následující charakteristické znaky: Dobrá rozměrová stálost při tepelném zpracování

Více

J.Kubíček 2018 FSI Brno

J.Kubíček 2018 FSI Brno J.Kubíček 2018 FSI Brno Chemicko-tepelným zpracováním označujeme způsoby difúzního sycení povrchu různými prvky. Nasycujícími (resp. legujícími) prvky mohou být kovy i nekovy. Cílem chemickotepelného zpracování

Více

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4 1 VIDAR SUPREME 2 Charakteristika VIDAR SUPREME je Cr-Mo-V legovaná ocel pro práci za tepla, pro kterou jsou charakteristické tyto vlastnosti: Velmi dobrá odolnost proti náhlým změnám teploty a tvoření

Více

KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV

KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV Přednáška č. 04: Druhy koroze podle vzhledu Autor přednášky: Ing. Vladimír NOSEK Pracoviště: TUL FS, Katedra materiálu Koroze podle vzhledu (habitus koroze) 2 Přehled

Více

příprava povrchů pod organické povlaky (nátěry, plastické hmoty, pryžové vrstvy apod.) odstraňování korozních produktů odstraňování okují po tepelném

příprava povrchů pod organické povlaky (nátěry, plastické hmoty, pryžové vrstvy apod.) odstraňování korozních produktů odstraňování okují po tepelném J. Kubíček FSI 2018 příprava povrchů pod organické povlaky (nátěry, plastické hmoty, pryžové vrstvy apod.) odstraňování korozních produktů odstraňování okují po tepelném tváření a tepelném zpracování odstraňování

Více

Svařitelnost korozivzdorných ocelí

Svařitelnost korozivzdorných ocelí Svařitelnost korozivzdorných ocelí FAKULTA STROJNÍ, ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE L. Kolařík Rozdělení ocelí podle struktury (podle chemického složení) Podle obsahu legujících prvků můžeme dosáhnout různých

Více

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.9 Materiály v automobilovém průmyslu Kapitola

Více

VÝROBA TEMPEROVANÉ LITINY

VÝROBA TEMPEROVANÉ LITINY VÝROBA TEMPEROVANÉ LITINY Temperovaná litina (dříve označovaná jako kujná litina anglicky malleable iron) je houževnatý snadno obrobitelný materiál vyráběný tepelným zpracováním odlitků z bílé litiny.

Více

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C Žíhání, kalení, cementace, nitridace Tepelné zpracování Tepelné zpracování je pochod, při kterém je součást podrobena jednomu nebo několika tepelným cyklům,

Více

Odborná způsobilost a dostupnost

Odborná způsobilost a dostupnost CZ Dodavatel odolných dílů a kompletních řešení z otěruvzdorných a vysokopevnostních ocelí 1 Kombinace produktu a know-how pro poskytnutí řešení připravených k použití Abraservice je přední evropská společnost

Více

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity Nauka o materiálu Úvod Technické materiály, které jsou určeny k dalšímu technologickému zpracování zahrnují širokou škálu možného chemického složení, různou vnitřní stavbu a různé vlastnosti. Je nutno

Více

Zkouška rázem v ohybu. Autor cvičení: prof. RNDr. B. Vlach, CSc; Ing. Petr Langer. Jméno: St. skupina: Datum cvičení:

Zkouška rázem v ohybu. Autor cvičení: prof. RNDr. B. Vlach, CSc; Ing. Petr Langer. Jméno: St. skupina: Datum cvičení: BUM - 6 Zkouška rázem v ohybu Autor cvičení: prof. RNDr. B. Vlach, CSc; Ing. Petr Langer Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Úvodní přednáška: 1) Vysvětlete pojem houževnatost. 2) Popište princip zkoušky

Více

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. Laserové kalení Úvod Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. poslední době se začínají komerčně prosazovat

Více

Posouzení stavu rychlořezné oceli protahovacího trnu

Posouzení stavu rychlořezné oceli protahovacího trnu Posouzení stavu rychlořezné oceli protahovacího trnu ČSN 19 830 zušlechtěno dle předpisů pro danou ocel tj. kaleno a 3x popuštěno a) b) Obr.č. 1 a) Poškozený zub protahovacího trnu; b) Zdravý zub druhá

Více

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI PLASTIC PROPERTIES OF HIGH STRENGHT STEELS CUTTING BY SPECIAL TECHNOLOGIES Pavel Doubek a Pavel Solfronk a Michaela

Více

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování Bc. Pavel Bílek Ing. Jana Sobotová, Ph.D Abstrakt Předložená práce se zabývá volbou metodiky hodnocení strukturních změn ve vysokolegovaných

Více

Polotovary vyráběné práškovou metalurgií

Polotovary vyráběné práškovou metalurgií Polotovary vyráběné práškovou metalurgií Obsah 1. Co je to prášková metalurgie? 2. Schéma procesu 3. Výhody a nevýhody práškové metalurgie 4. Postup práškové metalurgie 5. Výrobky práškové metalurgie 6.

Více

ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář 27.10.2006. Degradace nízkolegovaných ocelí v. abrazivním a korozivním prostředí

ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář 27.10.2006. Degradace nízkolegovaných ocelí v. abrazivním a korozivním prostředí ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář 27.10.2006 Degradace nízkolegovaných ocelí v abrazivním a korozivním prostředí ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář 27.10.2006 Odborný Curiculum Vitae Curiculum Vitae Michal Černý - 29.

Více

Speciální metody obrábění

Speciální metody obrábění Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: Základy výroby druhý M. Geistová 6. září 2012 Název zpracovaného celku: Speciální metody obrábění Speciální metody obrábění Použití: je to většinou výkonné beztřískové

Více

OVMT Mechanické zkoušky

OVMT Mechanické zkoušky Mechanické zkoušky Mechanickými zkouškami zjišťujeme chování materiálu za působení vnějších sil, tzn., že zkoumáme jeho mechanické vlastnosti. Některé mechanické vlastnosti materiálu vyjadřují jeho odpor

Více

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.19 Strojní opracování dřeva Kapitola 4 Nástroj

Více

Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Autor Ročník 2. Obor CZ.1.07/1.5.00/34.0514 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Strojírenská technologie, vy_32_inovace_ma_22_17

Více

Wöhlerova křivka (uhlíkové oceli výrazná mez únavy)

Wöhlerova křivka (uhlíkové oceli výrazná mez únavy) Únava 1. Úvod Mezním stavem únava je definován stav, kdy v důsledku působení časově proměnných zatížení dojde k poruše funkční způsobilosti konstrukce či jejího elementu. Charakteristické pro tento proces

Více

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ DIEVAR DIEVAR 2 DIEVAR Charakteristika DIEVAR je Cr-Mo-V legovaná vysoce výkonná ocel pro práci za tepla s vysokou odolností proti vzniku trhlin a prasklin z tepelné únavy a s vysokou odolností proti opotřebení

Více

Křehké materiály. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek, 2008

Křehké materiály. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek, 2008 Křehké materiály Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek, 2008 Základní charakteristiky Křehký lom bez znatelné trvalé deformace Mez pevnosti má velký rozptyl

Více

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN 5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN Metody zkoumání fázových přeměn v kovech a slitinách jsou založeny na využití změn převážně fyzikálních vlastností, které fázovou přeměnu a s ní spojenou změnu struktury

Více

Vlastnosti technických materiálů

Vlastnosti technických materiálů Vlastnosti technických materiálů Kovy a jejich slitiny mají různé vlastnosti, které jsou dány především jejich chemickým složením a strukturou. Pro posouzení použitelnosti kovů v technické praxi je obvyklé

Více

Ing. Michal Lattner (lattner@fvtm.ujep.cz) Fakulta výrobních technologií a managementu Věda pro život, život pro vědu CZ.1.07/2.3.00/45.

Ing. Michal Lattner (lattner@fvtm.ujep.cz) Fakulta výrobních technologií a managementu Věda pro život, život pro vědu CZ.1.07/2.3.00/45. Ing. Michal Lattner (lattner@fvtm.ujep.cz) Fakulta výrobních technologií a managementu Věda pro život, život pro vědu CZ.1.07/2.3.00/45.0029 Statické zkoušky (pevnost, tvrdost) Dynamické zkoušky (cyklické,

Více

Nástrojové oceli. Ing. Karel Němec, Ph.D.

Nástrojové oceli. Ing. Karel Němec, Ph.D. Nástrojové oceli Ing. Karel Němec, Ph.D. Rozdělení nástrojových ocelí podle chemického složení dle ČSN EN Podle ČSN EN-10027-1 Nástrojové oceli nelegované C35U (19065) C105U (19191) C125U (19255) Nástrojové

Více

Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o. Zkušební laboratoř Tylova 1581/46, 301 00 Plzeň

Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o. Zkušební laboratoř Tylova 1581/46, 301 00 Plzeň Pracoviště zkušební laboratoře: 1. Zkušebna Analytická chemie 2. Zkušebna Metalografie 3. Mechanická zkušebna včetně detašovaného pracoviště Orlík 266, 316 06 Plzeň 4. Dynamická zkušebna Orlík 266, 316

Více

Test A 100 [%] 1. Čím je charakteristická plastická deformace? - Je to deformace nevratná.

Test A 100 [%] 1. Čím je charakteristická plastická deformace? - Je to deformace nevratná. Test A 1. Čím je charakteristická plastická deformace? - Je to deformace nevratná. 2. Co je to µ? - Poissonův poměr µ poměr poměrného příčného zkrácení k poměrnému podélnému prodloužení v oblasti pružných

Více

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ doc. Ing. Petr Mohyla, Ph.D. Fakulta strojní, VŠB TU Ostrava 1. Úvod Snižování spotřeby fosilních paliv a snižování škodlivých emisí vede k

Více

OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU

OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU Ing. Alexander Sedláček S.A.F. Praha, spol. s r.o. 1. Úvod, princip 2. Přehled metod vytváření ochranných povlaků 3. Použití technologií žárového

Více

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA 2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA Pevnost skla reprezentující jeho mechanické vlastnosti nejčastěji bývá hlavním parametrem jeho využití. Nevýhodou skel je jejich poměrně nízká pevnost v tahu a rázu (pevnost

Více

Profilová část maturitní zkoušky 2013/2014

Profilová část maturitní zkoušky 2013/2014 Střední průmyslová škola, Přerov, Havlíčkova 2 751 52 Přerov Profilová část maturitní zkoušky 2013/2014 TEMATICKÉ OKRUHY A HODNOTÍCÍ KRITÉRIA Studijní obor: 23-41-M/01 Strojírenství Předmět: STROJÍRENSKÁ

Více

RYCHLOŘEZNÉ NÁSTROJOVÉ OCELI

RYCHLOŘEZNÉ NÁSTROJOVÉ OCELI RYCHLOŘEZNÉ NÁSTROJOVÉ OCELI Významnou složkou nabídky nástrojových ocelí společnosti Bohdan Bolzano s.r.o. jsou nástrojové oceli rychlořezné, vyráběné jak konvenčně, tak i metodou práškové metalurgie.

Více

1 Druhy litiny. 2 Skupina šedých litin. 2.1 Šedá litina

1 Druhy litiny. 2 Skupina šedých litin. 2.1 Šedá litina 1 Litina je nekujné technické železo obsahující více než 2% C a další příměsi, např. Mn, Si, P, S. Vyrábí se v kuplovnách ze surového železa, ocelového a litinového šrotu, koksu (palivo) a vápence (struskotvorná

Více

3.1 Druhy karbidů a povlaků od firmy Innotool

3.1 Druhy karbidů a povlaků od firmy Innotool KARBIDY A POVLAKY 3.1 Druhy karbidů a povlaků od firmy Innotool 3.1.1 Nepovlakované karbidy IN04S IN05S IN10K IN15K IN30M K10-K20 M10-M20 K10-K25 K20-K50 Jemnozrnný karbid pro obrábění Al slitin s vyšším

Více

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9. 9. Tření a stabilita 9.1 Tření smykové v obecné kinematické dvojici Doposud jsme předpokládali dokonale hladké povrchy stýkajících se těles, kdy se silové působení přenášelo podle principu akce a reakce

Více

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C Žíhání, kalení, cementace, nitridace Tepelné zpracování Tepelné zpracování je pochod, při kterém je součást podrobena jednomu nebo několika tepelným cyklům,

Více

iglidur H2 Nízká cena iglidur H2 Může být použit pod vodou Cenově výhodné Vysoká chemická odolnost Pro vysoké teploty

iglidur H2 Nízká cena iglidur H2 Může být použit pod vodou Cenově výhodné Vysoká chemická odolnost Pro vysoké teploty Nízká cena iglidur Může být použit pod vodou Cenově výhodné Vysoká chemická odolnost Pro vysoké teploty 399 iglidur Nízká cena. Pro aplikace s vysokými požadavky na teplotní odolnost. Může být podmíněně

Více

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování) TECHNOLOGIE I (slévání a svařování) Přednáška č. 3: Slévárenské slitiny pro výrobu odlitků, vlastnosti slévárenských slitin, faktory ovlivňující slévárenské vlastnosti, rovnovážné diagramy. Autoři přednášky:

Více

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice 13. VYUŽITÍ NEKOVOVÝCH MATERIÁLŮ VE STROJÍRENSKÝCH APLIKACÍCH, TRENDY VÝVOJE NEKOVOVÝCH MATERIÁLŮ Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České

Více

Identifikace zkušebního postupu/metody PP 621 1.01 (ČSN ISO 9556, ČSN ISO 4935) PP 621 1.02 (ČSN EN 10276-2, ČSN 42 0525)

Identifikace zkušebního postupu/metody PP 621 1.01 (ČSN ISO 9556, ČSN ISO 4935) PP 621 1.02 (ČSN EN 10276-2, ČSN 42 0525) List 1 z 9 Pracoviště zkušební laboratoře: Odd. 621 Laboratoř chemická, fázová a korozní Protokoly o zkouškách podepisuje: Ing. Karel Malaník, CSc. ředitel Laboratoří a zkušeben Ing. Vít Michenka zástupce

Více