ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

Transkript

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

2 Materiály velmi rozdílné vlastnosti volba dle druhu součásti třídění materiálů do skupin dle - chemického složení sav-workholding.cz - charakteristických vlastností hřídel - ocel trubky TZB měď břitová destička slinutý karbid termoplast

3 Materiály - požadavky každá součást musí plnit určitý úkol výroba z vhodného materiálu materiál určitých vlastností stůl stroje - litina (slévatelnost) ozubená kola - ocel (pevnost, odolnost proti opotřebení) hřídele - ocel (dobrá obrobitelnost, pevnost) vrták - nástrojová ocel (odolnost proti opotřebení) sloupová vrtačka

4 Rozdělení materiálů moderní nauka pojednává o velkém množství materiálů

5 Základní vlastnosti materiálů

6 Fyzikální vlastnosti

7 Hustota ρ látky (kg.dm -3 ) podíl hmotnosti m k objemu V homogenní látky při určité teplotě ρ = m V (kg.dm -3 ) velikost závisí na atomové stavbě dané látky závisí na poloze prvku v periodické soustavě skutečná hustota se liší od ideální

8 1 dm Hustota látky ρ jednotky - (g.cm -3, kg.dm -3, t.m -3 ) kapaliny, pevné látky - (kg.m -3 ) plyny hustota - hmotnost krychle s délkou hrany 1dm látka hustota ρ hliník 2,7 ocel 7,8 měď 8,9 olovo 11,3 wolfram 19,27 1 dm

9 Periodická soustava prvků

10 teplota t ( C) Schéma měření teplot kovů a slitin termočlánkem 1 2 galvanometr termočlánek roztavený kov čas τ (s)

11 teplota t ( C) Křivka chladnutí čistého kovu nepolymorfního tavenina 1 2 tavenina a tuhá fáze tuhá fáze čas τ (s)

12 teplota Teplota tání a tuhnutí, tavení, lití teplota tání a tuhnutí čisté kovy - konstantní teplota slitiny - teplotní interval teplota tavení 200 C nad teplotou tání teplota lití - (50 až 100) C nad teplotou tání teplota tavení teplota lití čas koncentrace počátek krystalizace

13 Vodivost tepelná vodivost - vyjadřuje kolik tepla projde stěnou za jednotku času (J.s -1 ) elektrická vodivost - schopnost vést elektrický proud (siemens - S) supravodivost - vedení elektrického proudu za velmi nízkých teplot (čím nižší teplota, tím nižší elektrický odpor)

14 Magnetické vlastnosti chování materiálů v magnetickém poli permeabilita μ - udává vliv prostředí, v němž magnetické pole působí dle velikosti permeability μ rozdělení - diamagnetické látky.μ < 1 - paramagnetické látky..μ > 1 - feromagnetické látky...μ velmi vysoké

15 Druh magnetismu Permeabilit a Charakteristika příklady Diamagnetismus μ < 1 nezesilují účinek vnějšího magnetického pole Cu, Ag, Au, Sn, Pb,H Paramagnetismus μ > 1 zesilují účinek vnějšího magnetického pole zcela nepatrně alkalické kovy, Al, Pt, O, soli vzácných zemin Feromagnetismus μ >> 1 silně zesilující účinek vnějšího magnetického pole Fe, Ni, Co, slitiny Cr a Mn

16 Feromagnetické materiály magneticky měkké - snadno se zmagnetují i odmagnetují - použití na stavbu magnetických obvodů u elektrických strojů a přístrojů magneticky tvrdé - obtížně se zmagnetují, ale magnetické vlastnosti si ponechají i po zániku vnějšího magnetického pole - použití na výrobu permanentních (stálých) magnetů

17 Chemické vlastnosti

18 Koroze narušování materiálu vzájemným chemickým nebo elektrochemickým působením materiálu a okolního prostředí (plyn, kapalina, pevné prostředí) - účinky koroze se projevují změnami vlastností materiálu

19 Základní rozdělení korozí Koroze Chemická Charakteristika vzniká působením vzdušného kyslíku (oxidace), ale také kyselin, louhů a solí Elektro - chemická probíhá v prostředí, které má povahu elektrolytu - elektrovodné roztoky (rozpuštěná sůl, vodní roztoky solí, kyselin, zásad - hydroxidů)

20 Žáruvzdornost schopnost materiálu odolávat teplotě nad 600 C kachlová kamna - speciální kotlový plech tloušťky 4 mm zajišťuje vysokou žáruvzdornost

21 Žárupevnost vlastnost, kterou musí mít materiál dlouhodobě přenášející větší namáhání za zvýšených teplot

22 Technologické vlastnosti

23 Slévatelnost souhrn vlastností, které musí mít kov (slitina) určený k odlévání - umožňuje výrobu "zdravých" odlitků kov musí mít dobrou tekutost - schopnost rychle vyplnit celou formu - nesmí tvořit bubliny - musí se málo smršťovat

24 Tvárnost musí mít materiál určený ke kování, válcování, lisování tvárný materiál si zachová daný tvar při působení vnějších sil i po jejich zániku

25 Obrobitelnost chování materiálu při obrábění řeznými nástroji (soustružení, frézování, hoblování, vrtání ) posouzení dle - mechanických vlastností - snadnosti oddělování třísky - chování třísky k materiálu nástroje - řezného odporu

26 Svařitelnost schopnost materiálu vytvořit ze dvou částí nerozebiratelný celek některým způsobem svařování způsoby svařování - tavné (plamenem, el. obloukem, ) - tlakem (ultrazvukem, ) - za působení tepla i tlaku (el. odporem, )

27 Mechanické vlastnosti

28 Pružnost materiál se působením napětí deformuje a po odstranění napětí se vrátí do svého původního tvaru tyčka v klidu síla síla tyčka natažená prodloužení Hookeův zákon - síla je úměrná prodloužení

29 Pevnost napětí, které je třeba k rozdělení materiálu na dvě části pevnost v tahu, tlaku, ohybu, krutu a smyku

30 Tvrdost odpor, který klade materiál proti vnikání cizího tělesa

31 Houževnatost materiál, který lze elasticko - plasticky deformovat, deformaci však klade velký odpor houževnaté materiály - např. konstrukční či nerezavějící oceli opakem houževnatosti je křehkost vrubová houževnatost - tj. množství práce potřebné k oddělení materiálu