42 X X X X. X X Hutní skupina. Pořadové číslo slitiny Sudé tvářené Liché - slévárenské



Podobné dokumenty
Nauka o materiálu. Přednáška č.11 Neželezné kovy a jejich slitiny

SLITINY NEŽELEZNÝCH KOVŮ A JEJICH VYUŽITÍ V PRAXI NON-FERROUS ALLOYS AND THEIR USE IN PRACTISE

OCELI A LITINY. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace

Nikl a jeho slitiny. Ing. David Hrstka, Ph.D. -IWE

05 Technické materiály - litina, neželezné kovy

CZ.1.07/1.5.00/

ALUPLUS 1. MS tyče kruhové MS tyče čtvercové MS tyče šestihranné... 15

Téma č obor Obráběcí práce, Zámečnické práce a údržba/strojírenská technologie. Neželezné kovy

VÝROBA TEMPEROVANÉ LITINY

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

V průmyslu nejužívanější technickou slitinou je ta, ve které převládá železo. Je to slitina železa s uhlíkem a jinými prvky, jenž se nazývají legury.

Kovové povlaky. Kovové povlaky. Z hlediska funkce. V el. vodivém prostředí. velmi ušlechtilé méně ušlechtile (vzhledem k železu) tloušťka pórovitost

Kovy a kovové výrobky pro stavebnictví

Svařování svazkem elektronů

VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE

PÁJENÍ. Osnova učiva: Druhy pájek. Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: STT první Jindřich RAYNOCH Název zpracovaného celku: PÁJENÍ A LEPENÍ

1 ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI TECHNICKÝCH MATERIÁLŮ Vlastnosti kovů a jejich slitin jsou dány především jejich chemickým složením a strukturou.

VLASTNOSTI KOVŮ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

MMC kompozity s kovovou matricí

Konstrukční materiály pro stavbu kotlů

FYZIKÁLNA PODSTATA A MECHANIZMUS PLASTICKEJ DEFORMÁCIE

TEORIE SLÉVÁNÍ. Autoři přednášky: prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc. Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D. Pracoviště: TUL FS, Katedra strojírenské technologie

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Závislost tvrdosti odlitků Al slitin na době stárnutí a průběhu tepelného zpracování

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

1 NEŽELEZNÉ KOVY A JEJICH SLITINY

Neželezné kovy a jejich slitiny. Al, Cu, Ti, Mg, Ni, Mo, Sn, Pb a jejich slitiny

MATERIÁL ALBROMET PODROBNÉ TECHNICKÉ LISTY

ZÁKLADNÍ KOVY, HUTNÍ A KOVODĚLNÉ VÝROBKY

Metalografie ocelí a litin

Koroze. Samovolně probíhající nevratný proces postupného narušování a znehodnocování materiálů chemickými a fyzikálněchemickými vlivy prostředí

NEŽELEZNÉ KOVY A JEJICH SLITINY

Základní informace o wolframu

Kód SKP N á z e v HS/CN D VÝROBKY ZPRACOVATELSKÉHO PRŮMYSLU ZÁKLADNÍ KOVY, HUTNÍ A KOVODĚLNÉ VÝROBKY

NEŽELEZNÉ KOVY A JEJICH SLITINY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Charakteristika. Použití VLASTNOSTI MOLDMAXXL FYZIKÁLNÍ ÚDAJE

4. KOVOVÉ MATERIÁLY A JEJICH ZPRACOVÁNÍ. 4.1 Technické slitiny železa Slitiny železa s uhlíkem a vliv dalších prvků

HLINÍK. Lehké neželezné kovy a jejich slitiny

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

Klasifikace a značení podle mezinárodní normy ISO 17672

Slévárenské slitiny. Slévatelnost - schopnost slévárenských slitin vytvářet kvalitní odlitky - přispívá k ní:

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MATERIÁLOVÝCH VĚD A INŽENÝRSTVÍ

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

Svafiování elektronov m paprskem

STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE I - přehled látky

Mgr. Ladislav Blahuta

Svařování plamenem nebo plamenové svařování patří mezi tavné metody svařování.

Svařovací dráty TIG MMA

Slévárenské slitiny. čisté kovy slitiny. slitiny Fe - litiny, - ocel na odlitky neželezné kovy - slitiny Al; - slitiny Mg; - slitiny Cu; - slitiny Zn.

NEDOSTATKY PŘI VÝBĚRU A ZPRACOVÁNÍ VYSOKOLOGOVANÝCH NÁSTROJOVÝCH OCELÍ. Peter Jurči

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Nové trendy v povrchových úpravách materiálů chromování, komaxitování

HLINÍK A JEHO SLITINY

kapitola 81- tabulková část

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV. 1. Definice koroze. Soli, oxidy. 2.Rozdělení koroze. Obsah: Činitelé ovlivňující korozi H 2 O, O 2

- zabývá se pozorováním a zkoumáním vnitřní stavby neboli struktury (slohu) kovů a slitin

Lisy působí na tvářený materiál klidným tlakem a prokovou materiál v celém průřezu. Oproti bucharům je práce na nich bez rázů a bezpečnější.

Návrh řešení a eliminace deformací u tlakově litých rámů bezpečnostních interkomů ze slitiny zinku

SMA 2. přednáška. Nauka o materiálu NÁVRHY NA OPAKOVÁNÍ

Svařování tlakem Podstata metody záleží ve vzájemném přiblížení spojovaných součástí na vzdálenost odpovídající řádově parametru krystalové mřížky.

MĚĎ A JEJÍ SLITINY. Neželezné kovy a jejich slitiny

METODA FSW FRICTION STIR WELDING

Tváření za tepla. Jedná se o proces, kdy na materiál působíme vnějšími silami a měníme jeho tvar bez porušení celistvosti materiálu.

OK SFA/AWS A 5.11: (NiTi3)

Polymorfismus kovů Při změně podmínek (zejména teploty), nebo např.mechanickým působením změna krystalické struktury.

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.12 1.část: Neželezné kovy a jejich slitiny

Prášková metalurgie. Výrobní operace v práškové metalurgii

K O V Y. 4/5 všech prvků

SEZNAM TÉMAT Z ODBORNÝCH PŘEDMĚTŮ STROJÍRENSKÝCH

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

PŘÍDAVNÉ MATERIÁLY NA BÁZI MĚDI

Analytické metody využívané ke stanovení chemického složení kovů. Ing.Viktorie Weiss, Ph.D.

Zvyšování kvality výuky technických oborů

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

NIKL A NIKLOVÉ SLITINY NICKEL AND NICKEL ALLOYS

KATALOG NÁSTROJŮ PRO OBRÁBĚNÍ

5. Třída - karbonáty

Technologické procesy (Tváření)

Obrábění titanu a těžkoobrobitelných slitin soustružením. Jakub Diviš

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Metodický postup stanovení kovů v půdách volných hracích ploch metodou RTG.

Označování materiálů podle evropských norem

ELEKTROCHEMIE A KOROZE Ing. Jiří Vondrák, DrSc. ÚACH AV ČR

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

Okruh otázek s odpověďmi pro vstupní test.

Střední průmyslová škola a střední odborné učiliště Trutnov. Elektrotechnologie. 2 Ročník. Ing. Miroslav Dušánek. Duben 2005

Základní stavební částice

OPTIMALIZACE SVAŘOVACÍCH PARAMETRŮ PŘI ODPOROVÉM BODOVÉM SVAŘOVÁNÍ KOMBINOVANÝCH MATERIÁLŮ

O společnosti. Proč spolupracovat právě s ThyssenKrupp Ferrosta?

Hliník a slitiny hliníku

STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace. Digitální učební materiály

MODERNÍ MATERIÁLY A TECHNOLOGIE PRO VÝROBU ZAŘÍZENÍ URČENÝCH K PRÁCI V KOROZIVNÍM PROSTŘEDÍ

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

SLITINY ŽELEZA NA VÝFUKOVÁ POTRUBÍ SPALOVACÍCH MOTORŮ FERROUS ALLOYS FOR EXHAUST PIPELINE OF COMBUSTION ENGINES

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript:

9. NEŽELEZNÉ KOVY Význam - specifické vlastnosti - i malá množství rozhodují o spolehlivosti, výkonu a využití celého zařízení (součásti elektrických obvodů, kontakty, pružiny, korozně a tepelně namáhané části ap.) - velká skupina kovů, ne všechny průmyslově vyrobitelné a používané - rozdělení dle teploty tání, hustoty, chemické ušlechtilosti, výskytu, radioaktivity ap. - označování dle ČSN 42 X X X X. X X Hutní skupina Typ slitiny a skupina legujících prvků 30 33 Cu 40 43 Al Pořadové číslo slitiny Sudé tvářené Liché - slévárenské Stav Další jakost Obr. 9.1: Pevnosti některých kovů (1) a největší pevnosti jejich slitin (2). zvykem označovat kovy jejich chemickými symboly a udáním procenta (čistoty) - např. Al 99,5; AlCu4Mg1; Ms 70 ap. Různé vlastnosti mechanické, technologické, fyzikální, chemické ap. - různé formy polotovarů (od fólií po odlitky) - mechanické vlastnosti neželezných kovů a slitin /obr. 9.1/ je možno v poměrně široké míře ovládat použitím teoretických poznatků - v zásadě třemi pochody nebo jejich kombinacemi: legováním přísadovými prvky (substituční nebo interstetické zpevnění) tváření (dislokační zpevnění) mechanické tváření - za studena lze většinu kovů zpevnit dvojnásobně - se změnou průřezu plynule stoupá mez kluzu a mez pevnosti, tažnost klesá nejprudčeji v prvé části zpevnění - zpevnění závisí na struktuře a teplotě tváření (rekrystalizace) - stav měkký, polotvrdý, tvrdý, pružinově tvrdý tepelné zpracování (zpevnění transformační nebo precipitační) - využití strukturních změn nebo rozpustnosti kovů - vytvoření nerovnovážných stavů struktury 9.1 Vytvrzování podmínkou dostatečně výrazná změna rozpustnosti v tuhém stavu /obr. 9.2/ - celkově se vytvrzování skládá ze tří etap (rozpouštěcí žíhání, ochlazení, stárnutí), které vzájemně spolu souvisí a ovlivňují konečný výsledek - rozpouštěcí žíhání je přípravnou operací - homogenizace tuhého roztoku (malý interval mezi solidem a likvidem) ochlazování - závisí na druhu a složení slitiny - účelem získat přesycený tuhý roztok za normální teploty (zabránit segregaci fází) - na rozdíl od rovnovážného stavu (heterogenní se segregovanými částicemi) má přesycený stav nižší pevnost a vyšší tažnost stárnutí - rozpad přesyceného tuhého roztoku může Obr. 9.2: Schéma rozdělení slitin probíhat již za normální teploty (stárnutí přirozené) nebo při zvýšených teplotách (stárnutí umělé) - celkově složité 1

(závislé na teplotě i čase) - v místech koncentračních rozdílů probíhá nukleace nové fáze, která je bohatší legurou než základní kov - růstem vznikají koherentní precipitáty (označované jako Guinier-Prestonovy pásma nebo zóny) - tyto se za zvýšené teploty rozrůstají a jejich počet se zmenšuje - při dalším vzestupu teploty vznikají částečně koherentní nebo nekoherentní precipitáty (přestárnutí) - konečné stadium přechází do rovnovážného stavu nekoherentních precipitátů (segregátů) - průběh stárnutí je ovlivněn nejen přísadami, ale i stavem struktury např. tvářením (hustota dislokací a vakancí - místa pro nukleaci precipitátů) - dochází k urychlení průběhu stárnutí 9.2 Hliník a jeho slitiny není polymorfní, mřížka kubická plošně centrická Hliník patří mezi nejběžnější technické kovy - malá hustota, dobrá elektrická a tepelná vodivost, dobrá zpracovatelnost, u slitin dobrá pevnost - spotřeba v elektrotechnice, spotřební průmysl, chemická zařízení, stavební, strojírenství a doprava - korozní odolnost vlivem vrstvy Al 2O 3 mimo alkálií dobrá - velmi dobrá tvařitelnost (fólie) - velká afinita ke kyslíku (obtížná svařitelnost) Pro zvýšení pevnosti řada slitin binárních (Cu,Mg,Mn,Si,Zn) i vícesložkových - pevnější a tvrdší (substituční tuhý roztok i další fáze) - rozdělení znalost rovnovážných diagramů (mez rozpustitelnosti při normální a eutektoidní teplotě, koexistující fáze s tuhým roztokem atd.) - slitiny nevytvrditelné (tepelné zpracování pouze žíháním - snížení pnutí, rekrystalizační) - jednofázová struktura - dobré tvárné vlastnosti za studena i za tepla - zpevnění substituční a dislokační (tvářením) Tvářené slitiny Al-Cu - nejběžnější vytvrzovatelná (dural) - př.4 %Cu - rozpouštěcí žíhání 500 0 C - přirozené stárnutí (inkubační doba několik hodin, celkové několik dnů) - v prvé fázi předprecipitační stadium (GP Obr. 9.3: Příklad stárnutí slitin hliník měď při 130 C I, destičkovité útvary 50 µm) - další fáze koherentní vícevrstvé destičkové útvary tetragonální stavby (GP II) - za zvýšené teploty (120 0 C) se GP II rozrůstají a pokračují tvorbou částečně koherentních precipitátů θ (zpočátku ještě zvyšování tvrdosti, zvýšením objemu fáze a zmenšením disperznosti se tvrdost snižuje obr. 9.3) - částečně koherentní fáze se po ohřevu na 300 0 C mění na stabilní fázi θ (Al 2Cu) s výraznou tetragonální strukturou Obr. 9.4: Diagramy napětí-prodloužení slitin hliníku a oceli 11 370 /Ustárnutí umělé, P-stárnutí přirozené, S-stav polotvrdý/ AlCu4Mg1 - superdural - krátká inkubační doba (omezené zpracování po rozpouštěcím žíhání) - pevnost 400 až 480 MPa - nevýhodou těchto slitin je malá korozní odolnost a obtížnost galvanického zpracování (eloxování) plátování Al-MgSi - při malých obsazích legujících prvků se dosahuje zvýšené pevnosti (R e = 100-200 MPa, R m = 280-330 MPa) při nízkém poklesu elektrické vodivosti - použití - snadná zpracovatelnost za studena i za tepla i velmi dobrá korozní odolnost určují použití v bytové architektuře, stavebnictví aj. 2

Al-Zn6MgCu - u slitin probíhá stárnutí za vyšších teplot (130-140 0 C, R m = 450-550 MPa) - předností malá citlivost k rychlosti ochlazování, dobré mechanické vlastnosti ve svarech, odolnost atmosférické korozi, nevýhodou náchylnost ke koroznímu praskání komplexní slitiny vedle Cu,Mg,Si bývá Fe,Ni,Ti,Mn,Zn - stárnutí do 200 0 C - určené pro práci za zvýšených teplot (stabilnější precipitáty) Slévárenské slitiny vyšší obsah přísad (obvykle dvoufázová oblast) - segregace přísad při chladnutí - ovlivnění vlastností (zpevnění, snížení plasticity) - odlitky do písku, kokil, tlakové lití - Al-Si (siluminy) - nejvýznamnější slitiny eutektické (cca 12 % Si), podeutektické, nadeutektické - rozpustnost Si v tekutém stavu, v tuhém nepatrná - vlastnosti v závislosti na vyloučení Si - slitiny nutno modifikovat (očkovat - kovový Na neb jeho soli, nadeutektoidní červený fosfor) - vytvoření krystalizačních center (jemná krystalizace eutektika - zlepšení mech. vlastností) - přísadou Mg a Mn se stávají siluminy vytvrzovatelné (Mg 2Si) - vytvrzování 155-185 0 C Al-Mg (9-11 % Mg) - zlepšená korozní odolnost, lepší obrobitelnost, možnost povrchových úprav komplexní slitiny - podobně jako tvářené - pro vyšší teploty, dobré třecí vlastnosti, malá roztažnost Hořčík a jeho slitiny Nejmenší hustota z technických kovů - špatná tvárnost za studena (za tepla lepší rozvoj skluzových systémů v šesterečné mřížce) - dobrá slévatelnost (hlavně u slitin s Al) - výhodný poměr mezi hustotou a pevností, vysoký útlum - nízký modul pružnosti a vrubová houževnatost, vyšší délková roztažnost - použití nejen v dopravě (letectví), ale i přístroje, strojírenství - tepelné zpracování obdobné jako u slitin Al (zvolna probíhající difúzní pochody vyžadují delší dobu ohřevu a možnost pomalejšího ochlazování) - Mg-Al,Zn (elektron) - rozpouštěcí žíhání 380-420 0 C, stárnutí 200-230 0 C 9.3 Kovy s nízkou teplotou tání Galium, indium, cín, olovo, vizmut, antimon, kadmium, zinek - většinou nevykazují alotropické modifikace - rekrystalizační teplota leží pod nebo v oblasti pokojových teplot Cín - výskyt dvou modifikací (ß - do 13,2 0 C, α - cínový mor) - malá překrystalizační schopnost, značné přechlazení - měkký, výborná tažnost (fólie), dobrá smáčecí schopnost, nízký součinitel tření, pro korozní odolnost na povrchové úpravy, na slitiny nízko- i středně tavitelné Olovo - korozní odolnost vůči kyselině sírové, malá pevnost - použití: obložení chemických zařízení, kabely, akumulátory, ochrana proti rtg. záření, slitiny - toxicita - pro zpevnění přísady 1-2 % Sb (tvrdé olovo-liteřina) i desetiny % As - Slitiny: s nízkou teplotou tání - binární nebo vícesložkové slitiny blízké eutektickému složení (Sn, Pb, Cd, Bi) - široké rozmezí teplot tání (i pod 100 0 C - Woodův kov 70 0 C 13 %Sn, 28 %Pb, 49 %Bi, 10 %Cd) - použití tepelné pojistky, vytavitelné modely ap. 00000000pájky - slitiny k vytvoření nerozebíratelného spoje v roztaveném stavu - z technologických vlastností určuje jakost spoje smáčivost, vzlínavost a zabíhavost (nejvhodnější čisté kovy a eutektické složení) - měkké Pb- Sn (eutektické složení 62 %Sn, 183 0 C) - použití podle účelu (lékařské přístroje SnPb5, klempířské práce PbSn30) - tvrdé pájky stříbrné (700-900 0 C), mosazné (800-940 0 C) ložiskové materiály (kompozice) - požadavky pro provoz ložisek protikladné (pevnost v tlaku, odolnost proti tečení a únavě, korozní odolnost i proti opotřebení, dobrá tepelná vodivost, malá teplotní roztažnost, nízký modul pružnosti a součinitel tření, obrobitelnost ap.) - nejlépe vyhovují heterogenní systémy, kde v měkké základní hmotě jsou uloženy tvrdé fáze tvořící nosnou kostru (nebo tvrdý skelet, který je infiltrován měkkým kovem) - typickým představitelem cínové a olověné kompozice (Sn85Sb10Cu3NiCd, PbSn15Cu2Sb16) - základní hmota je tuhý roztok a ternární eutektikum (krychlové krystaly SbSn, jehlicovité CuSn) - vzhledem k ceně a nízké pevnosti, výstelky - 3

Zinek a jeho slitiny dobrá odolnost proti atmosférické korozi a slabým zásadám - vyniká slévatelností, špatně tvárný za studena (za tepla lépe - vliv šesterečné struktury) - použití: ochrana proti korozi (galvanické a žárové povlaky), slitiny Cu (mosazi), obaly baterií, plechy pro grafické účely ap. - slitiny Zn-Al(Cu,Mg) - pro lití složitých částí pod tlakem (automobilový průmysl (karburátory), psací stroje ap.) - potlačení eutektoidního rozpadu vlivem rychlého ochlazování - rozpad doprovázen kontrakcí (za normální teploty měsíce) Obr. 9.5: Rovnovážný binární diagram měď - zinek Obr. 9.6: Vliv zinku na mechanické vlastnosti mosazi 9.4 Měď a její slitiny po stříbru nejvyšší elektrická a tepelná vodivost - použití: vodiče (elektro), strojírenství výměníky tepla - dobře tvařitelná za tepla i za studena, špatná slévatelnost čisté Cu - škodlivé nečistoty především Pb a Bi - složitý vliv kyslíku - tvoří obvyklou nečistotu nad 0,05% - při ohřevu v redukční atmosféře (svařování plamenem) reaguje Cu 2O + H 2 = 2 Cu + H 20, vznikající vodní pára nemůže difundovat (zvyšuje tlak, vznikají trhliny) - vodíková nemoc Tvářené slitiny různé - úplná rozpustnost a_ nerozpustnost - Cu-Zn (mosazi) - širší rozpustnost Zn cca 35 % /obr. 9.5 a 9.6/ - jednofázové slitiny - vlastnosti odvozené od Cu - dobrá tvárnost, schopnost povrchových úprav, odolnost proti atmosférické korozi - Zn 4-20 % (Ms 96-85) tombaky - hlubokotažné mosazi CuZn30 - nepříznivě působí i malý obsah Pb (ev. S,Bi,As,Sb - hlavně na zpracovatelnost za tepla) - použití: bižuterie, nábojnice, hudební nástroje, síta ap. dvoufázové - překročení rozpustnosti (ß - tvárná za tepla, ß (uspořádaná) tvrdá a křehká) - CuZn 37-42 (Ms 65-58) nejběžnější - tváření za tepla, menší citlivost na obsah nečistot, nevýhoda náchylnost ke korozi za napětí (zejména amoniaku - praskání během skladování bez zátěže) - přídavek 1-2 % Pb zlepšuje obrobitelnost kondenzátorové mosazi - přídavek Al (ev. Sn,Mn,As) k CuZn30 - vyšší korozní odolnost (i zde koroze za napětí) niklové mosazi (cca 60 %Cu, 14-18 %Ni - pakfong, alpaka) - vysoká odolnost proti korozi, pevnost, modul pružnosti, možnost povrchových úprav - použití: užitkové a ozdobné předměty, pružiny ap. Bronzy - slitiny ostatních prvků mimo Zn Cu-Sn (cínové bronzy) /obr. 9.7/ - pro tváření do 9 % Sn - vyšší odbarvení než Zn, vyšší ovlivnění mechanických vlastností (př. CuSn8 R m= 400 MPa v měkkém stavu) - vliv obsahu P (vyšší jak 0,05 % omezuje tvárnost za tepla) 4

- za studena lze zpevňovat až na 1000 MPa - dobrá korozní odolnost, nízký součinitel tření - použití: ložiska, pružiny, síta ap. - dendritická segregace Cu-Al (hliníkové bronzy) - hranice rozpustnosti cca 10 % - přídavek dalších prvků (Fe,Ni,Mn) - vynikají vysokou korozní odolností i v kyselinách, vysokou pevností a tvrdostí i za vyšších teplot (250-300 0 C), jsou dobře tvárné za tepla a při nižších obsazích legur i za studena - přechlazením fáze ß vzniká jehlicovitá martenzitická fáze ß - tepelné zpracování (kalení a popouštění) - zvláštní použití na nejiskřící nástroje a součásti (náhrada beryliového bronzu) - CuAl0Ni4 lepší korozní výsledky v mořské vodě než chromniklová ocel (R m = 836 MPa, A=13,4 %) Cu-Be (beryliový bronz) - přísada 2 % berylia - (ß elektronová sloučenina CuBe (3/2) mřížka kubická prostorově středěná neuspořádaná ß uspořádaná) - precipitační vytvrzování 280-300 0 C - lze intenzivně tvářet, R m až přes 1200 MPa, korozní odolnost - použití: velmi namáhané pružiny, nejiskřící nástroje Cu-Cr ev. Zr - složité tepelné zpracování Obr. 9.7: Rovnovážný binární diagram měď - cín kombinované s tvářením - na elektrody odporových svářeček (dobrá elektrická vodivost, nízké opotřebení opalem (výbojem), zachování tvrdosti při vyšších teplotách (do 500 0 C, 140-160 HV) Cu-Ni (úplná rozpustnost) - změna mechanických a fyzikálních vlastností - maximální pevnost při 70 %Ni (cca 400 MPa v měkkém stavu i při vyšších teplotách) - korozně odolné (náročné kondenzátorové trubky) - s rostoucím obsahem Ni klesá elektrická a tepelná vodivost - CuNi45 (konstantan), odporový drát do 500 0 C (termočlánek) Slévárenské obdobné složení jako tvářené ev. vyšší obsah legur (pak netvárné, pouze slévárenské vlastnosti) - menší vliv nečistot - náhrada pro nižší pevnosti a korozní požadavky slitinami Al a Zn (cena, nižší měrná hmotnost) - Cu-Zn - nejlepší slévárenské vlastnosti mosazi ß (58-60 %Cu ev.+ Fe,Pb,Al) použití: armatury, ložiska, ozubená kola ap. Cu-Sn - (až 12 % Sn - pro zlepšení antifrikčních vlastností 1 %P) - mimo nízký součinitel tření dobrá korozní odolnost (ložiska, chemický průmysl) - s vyšším obsahem cínu + další prvky (zvonovina, dělovina) Cu-ZnSnPb - (červené kovy) - nejběžnější slévárenské slitiny (CuSn5Zn5Pb5) široké použití, nižší mechanické a korozní vlastnosti Cu-Pb (olověné bronzy - 20-30 %Pb) - důležité je rovnoměrné rozptýlení Pb v základní matrici - nízký koeficient tření, malá pevnost slitiny (výstelky) 9.5 Nikl a jeho slitiny dobře zpracovatelný za studena i za tepla, lze dobře povrchově upravovat i svářet, významná odolnost proti korozi, stálost na vzduchu i za vyšších teplot - náchylný k difúzi síry (eutektikum po hranicích zrn T T = 645 0 C) - předurčen pro strojírenství, potravinářský a chemický průmysl - převážná část jako legury, povrchové úpravy a slitiny se zvláštními fyzikálními vlastnostmi - konstrukční - obecně pevnější než většina neželezných kovů a než četné oceli - rychlejší zpevňování - s přísadou 1,7-2 %Be ev. 4,5 %Al (lze precipitačně zpevňovat R m až 1800 MPa, A = 5 % - bez snížení korozní odolnosti) - obdobně slitiny 66 %Ni + 30 %Cu (monely) s přísadou 2-4 % Al (monel K) lze vytvrzovat 5

žárovzdorné a žáropevné - výrazné prvenství slitin niklu (slitiny typu nimonic Ni + Cr,Co,W,Mo,Ta,Nb,Ti,Al ev. další stopové prvky) - nejjednodušší NiCr20Fe4Ti2Al dosahují vysokých mechanických hodnot (meze tečení) precipitačním vytvrzováním - precipitát intermetalická kubická plošně středěná uspořádaná sloučenina Ni 3(Ti,Al) - později vyvinuté slitiny jsou zpevňovány i vyloučenými karbidy dalších prvků (Mo,W,Cr,Zr - tepelné zpracování spočívá v rozpouštěcím žíhání a složitějším stárnutí) - použití pro součásti např. spalovacích turbin v oblasti teplot 800-1100 0 C zvláštní fyzikální vlastnosti - - slitiny s určitou tepelnou roztažností - FeNi 36 (invar) nepatrný součinitel tepelné roztažnosti (lze ještě snížit záměnou Co a Ni) - FeNi40 (kovar) ev. FeNi30Co20-40 zátavové slitiny pro sklo nebo porcelán - odporové slitiny - NiCr20 (niklchrom) odporový materiál do 1200 0 C, použití pro termočlánky - magnetické slitiny - magneticky měkké NiFe 36-77 + Cu,Mo,Cr (permaloy) - magneticky tvrdé FeNi14Co30Cu5Al8 (Alnico) 9.6 Titan a jeho slitiny moderní kov (výroba po II. světové válce) - významné korozní vlastnosti (zejména odolnost proti chlóru a jeho sloučeninám), biokompatibilní - chemický průmysl, potravinářství -nízká hustota a vysoká pevnost - strojírenství, letectví - nevýhodou je vysoká slučivost s kyslíkem a dusíkem, která spolu s vysokou teplotou tání působí potíže při výrobě a zpracování - lze dobře zpracovávat za tepla, za studena omezeno vysokou mezí průtažnosti, rychlým zpevňováním a nečistotami - dvě modifikace: α - šesterečná s těsným uspořádáním do 882 0 C ß - krychlová prostorově středěná nad 882 0 C legující přísady ovlivňují binární fázové diagramy - dle stabilizace do tří základních typů /obr. 9.8/: - stabilizuje fázi α - vyšší rozpustnost - teplota přeměny α - ß se zvyšuje (Al, N, O, C) - stabilizuje fázi ß - rozpouští se více ve fázi ß než ve fázi α - snižuje se teplota přeměny α na ß (Mo, Ta, V, Nb) - viz předchozí + vznik eutektoidní reakce (tuhý roztok α + intermetalická fáze) (Mn, Fe, Cr, Si, Cu, Ag) jednofázové slitiny α (např. TiAl5Sn2,5) - vlastnosti podobné titanu, pevnost dvojnásobná (substituční zpevnění) - slitina použitelná za snížených i zvýšených teplot - dvoufázové slitiny α + ß - liší se zpracováním od ocelí (kalení) i od hliníkových slitin (vytvrzování) - dáno složitou fázovou přeměnou α na ß - použití těchto slitin (např. TiAl6V4) je možno v rovnovážném stavu (R m = 800-1000 MPa, A = 10-15 %) nebo po tepelném zpracování (R m = 1200-1400 MPa, A = 6-10 %) - Obr. 9.8: Schématické znázornění vlivu legujících prvků na strukturu titanových slitin jednofázové slitiny ß - vykazují dobrou zpracovatelnost při zvýšené hustotě 9.7 Vysokotavitelné kovy a slitiny (W, Mo, Ta, Zr, Nb apod.) - vyznačují se značnou slučivostí s kyslíkem - musí být při tavení chráněny před účinky atmosféry a působení nekovů - technicky významné jsou titan, zirkonium, vanad, niob, tantal, molybden a wolfram Zirkonium nachází uplatnění ve stavbě jaderných reaktorů, v chemickém a farmaceutickém průmyslu. 6

Slitiny niobu mají výbornou žáruvzdornost a žárupevnost za extrémně vysokých teplot - slitiny na bázi Nb-Cr se zkoušejí pro použití v jaderných reaktorech. Tantal se uplatňuje v konstrukci chemických zařízení, ve farmacii a chirurgii -část se spotřebuje při výrobě slinutých karbidů. Molybden je významnou přísadou při výrobě slitinových ocelí. Wolfram je nejdůležitějším materiálem pro vlákna žárovek a rentgenových lamp. Pro dobrou odolnost proti otěru nachází uplatnění i při využití atomové energie. Značná část spotřeby wolframu připadá na práškovou metalurgii pro výrobu slinutých karbidů pro obrábění a na výrobu slitinových ocelí a stelitů. 9.8 Drahé kovy a slitiny (Ag, Au, Pt) Technické použití založeno na výborné korozní odolnosti a na elektrických a termoelektrických vlastnostech. Stříbro nejlepší tepelná a elektrická vodivost, méně odolné S a sloučeninám - slitiny stříbra nacházejí kromě klenotnictví a mincovnictví uplatnění i v průmyslové praxi. Pro výrobu kontaktů jsou vhodné slitiny s mědí (Ag95Cu, Ag90Cu, Ag80Cu) - používá se také slitin s Cd (cca 5 %) a Pd. Stříbrné pájky s dobrou vodivostí a nízkou teplotou tání dávají pevný, houževnatý a chemicky odolný spoj - pro pájení slitin stříbra a mědi. V zubním lékařství se užívá stříbrných amalgamů, tj. slitin s cca 50 %Hg. Zlato fólie, po Pt nejvyšší korozní odolnost - slitiny zlata pro klenotnické účely obsahují Cu a kolem 10 %Ag; tzv. bílé zlato (7 15 %Ni, 2 6 %Pd) nahrazuje platinu. V zubním lékařství se užívá Au o ryzosti 18 a 22 karátů, jako přísady obsahuje Cu a Ag v poměru 1:1. Technicky nejvýznamnější kontaktové slitiny zlata - slitiny Au-Cu, Au-Cu- Ag a Au-Ni. Platinové kovy se někdy rozdělují na těžké (Pt, Ir, Os) a lehké (Pd, Rh, Ru) - společným znakem vysoká teplota tání, umožňující použití za vysokých teplot. Technicky nejvýznamnější z nich je platina a její slitiny, které nacházejí uplatnění v elektrotechnice. Použití ostatních kovů je omezené. Pro termočlánky do 1400 o C se užívá dvojice Pt-PtRh s 10 nebo 13 %Rh. Odporovým materiálem pro laboratorní elektrické pece pro teploty 1200 až 1600 o C je platina a slitiny PtRh s 10, 20, nebo 30 %Rh. Slitiny Pt a Ir (10 až 25 %) nebo s Ru (5 až 15 %) slouží k výrobě kontaktů. Pro chemickou stálost se platiny a jejích slitin (zejména s 3,5 %Rh) používá pro laboratorní zařízení (kelímky, misky, elektrody). Je rovněž důležitým katalyzátorem v chemické výrobě, farmacii a petrochemii. 7