14 ÚVOD 14.1 H i s t o r i c k á p o z n á m k a...1 14.2 S o u č a s n ý s t a v p o u ž i t í t e c h n i c k ý c h m a t e r i á l u...4 14.3 T e c h n i c k é m a t e r i á l y... 6 14.4 Z á k l a d n í p r i n c i p y r o z d e l e n í k o v o v ý c h m a t e r i á l ů...6 L i t e r a t u r a k e k a p i t o l e 1 4... 12 15 TECHNICKÉ SLITINY ŽELEZA... із 15.1 Ž e l e z o a s l i t i n y ž e l e z a s u h l í k e m... 13 15.1.1 V lastnosti čistého ž e le z a...13 15.1.2 Soustava ž e le z o -u h lík...14 15.1.3 D alší prvky ve slitinách železa s u h lík e m...18 15.2 V ý r o b a t e c h n i c k ý c h s l i t i n ž e l e z a... 30 15.2.1 Suroviny p ro výrobu slitin ž e le z a...30 15.2.2 V ýroba surového ž e le z a...3 1 15.2.2.1 Základni reakce probíhající ve vysoké peci...32 15.2.3 V ýroba o c e li... 34 15.2.3.1 Základni principy ocelářských reakci... 35 15.2.3.2 Výroba oceli v kyslíkových konvertorech... 39 15.2.3.3 Výroba oceli v elektrických obloukových pecích... 40 15.2.3.4 Miniopecni zpracováni oceli...41 15.2.4 O dlévání o c e lí...45 15.3 R o z d ě l e n í a z n a č e n í t e c h n i c k ý c h s l i t i n ž e l e z a, m a t e r i á l o v é n o r m y... 46 15.3.1 O celi ke tv á ře n í...47 15.3.1.1 Rozdíleni oceli ke tvářeni... 47 15.3.1.2 Systémy označováni oceli...50 15.3.2 O celi na o d litk y...54 15.3.3 L itin y...54 15.3.3.1 Systém označování litin...54 15.4 F á z o v é p ř e m ě n y s l i t i n ž e l e z a v t u h é m s t a v u... 57 15.4.1 P recipitační rozpad tuhých ro z to k ů...57
15.4.1.1 Polym orľni o c e li...5 7 15.4.1.2 Nepolym orľní o c e l i...5 9 1 5.4.2 A u s t e n i t i z a c e... 5 9 15.4.2.1 T vorba a hom ogenizace a u s te n itu...6 0 15.4.2.2 A ustenitické zrno a je h o v e lik o s t... 61 1 5.4.3 P ř e m ě n y a u s t e n i t u...6 3 15.4.3.1 Proeutcktoidní p ře m ě n y...6 4 15.4.3.2 Perlilická p ře m ě n a...6 6 15.4.3.3 B ainitická p fe m č n a...6 8 15.4.3.4 M artcnzitická p fe m č n a... 71 1 5.4.4 T r a n s f o r m a č n í d i a g r a m y o c e l í...7 5 15.4.4.1 D iagram y izotcrm ického rozpadu au stenitu (diagram y ÍR A )...7 6 15.4.4.2 D iagram y anizotcrm ického rozpadu austenitu (diagram y A R A )... 7 7 1 5.4.5 P ř e m ě n y p ř i p o p o u š t ě n í o c e l i...7 8 1 5. 5 T e p e l n é z p r a c o v á n í s l i t i n ž e l e z a... 8 2 1 5.5.1 Ž í h á n í...8 4 15.5.1 I Ž íháni bez překrystalizace... 8 4 15.5.1.2 Ž íhání s p řek ry stalizaci... 8 6 1 5.5.2 K a l e n í a p o p o u š t ě n í...8 8 15.5.2.1 K alitclnost. zakalitelnost a p rokalitelnost... 8 8 15.5.2.2 K alicí te p lo ta... 91 15.5.2.3 K alicí p ro s tře d í... 9 2 15.5.2.4 Z působy k a le n í... 9 3 15.5.2.5 P opouäténí... 9 4 1 5.5.3 T e p e l n ě m e c h a n i c k é z p r a c o v á n í...9 5 1 5.5.4 P o v r c h o v é ú p r a v y a v r s t v y...9 7 15.5.4.1 Z pevňování p o v rc h u... 9 8 15.5.4.2 C hem icko-tepelné z p ra co v á n i... 101 15.5.4.3 D alší m etody m odifikace povrchových v r s te v... 1 0 6 15.5.4.4 Povlaky n a kovech a slitinách (v ý č e t)... 1 0 9 1 5. 6 K o n s t r u k č n í o c e l i...4 0 1 5.6.1 N e l e g o v a n é o c e l i o b v y k l ý c h j a k o s t í... 111 1 5.6.2 O c e l i j a k o s t n í a u š l e c h t i l é... M l 15.6.2.1 O celi válcované za studená z hlubokotažných ocelí к tváření za stu d en á Č SN EN 1 0 1 3 0... И 1 15.6.2.2 O celi pro ocelové k o n stru k c e... 114 15.6.2.3 O celi pro tlakové nádoby Č SN EN 10028... 1 1 7 1 5.6.3 O c e l i p r o v ý z t u ž d o b e t o n u Č S N E N 1 0 0 8 0... 1 2 2 1 5.6.4 O c e l i p r o k o l e j n i c e ( e v r o p s k á n o r m a s e p ř i p r a v u j e )... 1 2 2 1 5.6.5 A u t o m a t o v é o c e l i, Č S N E N 1 0 0 8 7...123 1 5.6.6 O c e l i к c e m e n t o v á n í Č S N E N 1 0 0 8 4... 123 1 5.6.7 O c e l i к n i t r i d a c i Č S N E N 1 0 0 8 5...1 2 5 1 5.6.8 P r u ž i n o v é o c e l i Č S N E N 1 0 1 3 2-4...1 2 5 1 5.6.9 O c e l i к z u š l e c h ť o v á n í Č S N E N 1 0 0 8 3... 1 2 7 1 5.6.1 0 N e r e z a v ě j í c í o c e l i v č e t n ě ž á r o v z d o r n ý c h a ž á r o p e v n ý c h...1 2 8 15.6.10.1 N erezavějící oceli Č SN EN 10088 128
iii 15.6.10.2 Ž árovzdom é oceli ČSN EN 10095... 15.7 N ástrojové o c e li... 15. 7. 1 N e l e g o v a n é n á s t r o j o v é o c e l i... 1 5.7.2 L e g o v a n é o c e l i p r o p r á c i z a s t u d e n á... 1 5.7.3 L e g o v a n é o c e l i p r o p r á c i z a t e p l a... 1 5.7.4 R y c h l o ř e z n é o c e l i... 15.8 Oceli na valivá lo ž isk a... 139 140 142 143 145 145 148 15.9 Oceli na o d litk y... 1 5. 9. 1 Z á k l a d n í d r u h y o c e l í n a o d l i t k y... 15.9.1.1 O celi pro použiti z a norm ální teploty a zvýšených te p l o t... 15.9.1.2 O celi pro použiti za nízkých te p lo t... 1 5.9.2 O c e l i a u s t e n i t i c k é a a u s t e n i t i c k o - f e r i t i c k é... 1 5.9.2 O t ě r u v z d o r n é o c e l i... 154 15.10 L itin y... 1 5.1 0.1 K r y s t a l i z a c e l i t i n... 1 5.1 0.2 F á z o v é p ř e m ě n y litin v t u h é m s t a v u... 15. 10.3 D r u h y a v l a s t n o s t i l i t i n... 15.10.3.1 B ílá litin a... 15.10.3.2 G ralitick é litin y... 15.10.3.3 Tvrzená litin a... 15. 10.4 L e g o v a n é d r u h y l i t i n... 15.10.4.1 L itiny legované h lin ík e m... 15.10.4.2 L itiny legované k ře m ík e m... 15.10.4.3 L itiny legované c h ró m e m... 15.10.4.4 L itiny legované niklem... 176 1 5.1 0.5 T e p e l n é z p r a c o v á n í g r a f i t i c k ý c h l i t i n... 15.10.5.1 Z působy žíháni litin... 15.10.5.2 Z působy kaleni litin... 150 150 150 151 154 154 155 158 159 159 160 173 173 174 175 175 177 177 178 Literatura ke kapitole 1 5... 187 16 NEŽELEZNÉ KOVY A SLITINY... 189 16.1 Rozdělení neželezných kovů a s litin... 1 6. 1. 1 O z n a č o v á n í n e ž e l e z n ý c h k o v ů a s l i t i n... 16.1. 1 I M etodika označování neželezných kovů a slitin dle E N... 16.2 T echnické slitiny neželezných k o v ů... 1 6.2.1 K o v y a s l i t i n y s n í z k o u t e p l o t o u t á n í... 16.2.1. 1 N izkotavitelné k o v y... 16.2.1.2 S litiny nizkotavitelných k o v ů... 1 6.2.2 H l i n í k a s l i t i n y h l i n í k u... 16.2.2.1 I llinik technické č is to ty... 16.2.2.2 S litiny h lin ík u... 189 190 191 195 195 195 196 199 199 200
IV OBSAH 16.2.2.3 Tepelné zpracováni slitin hliníku...207 16.2.2.4 Sméry dalšího vývoje slitin hliníku...208 16.2.3 H ořčík a slitiny h o řč ík u...209 16.2.3.1 Hořčík... 209 16.2 3.2 Slitiny hořčíku...209 16.2.3.3 Tepelné zpracování slitin hořčíku... 210 16.2.4 B erylium a slitiny b e ry lia... 2 11 16.2.4.1 Berylium...211 16.2.4.2 Slitiny berylia... 212 16.2.5 M ěď a slitiny m ě d i... 213 16.2.5.1 M é ď a je jí slitin y... 2 1 3 16.2.5.2 Slitiny médi... 214 16.2.5.3 Tepelné zpracováni médi a slitin médi... 222 16.2.6 N ikl a slitiny n ik l u... 223 16.2.6.1 N ikl... 223 16.2.6.2 Slitiny niklu... 223 16.2.6.3 Tepelné zpracováni niklu a slitin niklu...226 16.2.6.4 Smčry dalšího vývoje slitin niklu pro vysoké teploty...227 16.2.7 K obalt a slitiny k o b a ltu...228 16.2.7 1 K o b a lt...2 2 8 16.2.7.2 Slitiny kobaltu...228 16.2.8 Titan a slitiny tita n u... 229 16.2.8.1 Titan technické čistoty... 230 16.2.8.2 Slitiny titanu... 230 16.2.8.3 Tepelné zpracováni titanu a slitin titanu...234 16.2.8.4 Smčry dalšího vývoje slitin titanu...234 16.2.9 U šlechtilé k o v y...235 16.2.9.1 Stříbro a slitiny stříbra... 2 j 5 16.2.9.2 Zlato a slitiny zlata... 235 16.2.9.3 Kovy skupiny platiny... 236 16.2.10 K ovy a slitiny s vysokou teplotou tá n í...236 L i t e r a t u r a k e k a p i t o l e 1 6...238 1 7 S L I N U T É K O V Y ( P R Á Š K O V Á M E T A L U R G I E, P M )...2 3 9 1 7.1 Ú v o d d o p r á š k o v é m e t a l u r g i e...239 1 7.2 V ý r o b a...240 1 7.2.1 V ýroba kovových p rá š k ů... 240 17.2.2 Příprava p rá š k ů...246 17.2.3 Z h u tn ě n í... 246 17.2.4 S lin o v á n í... 251 1 7.3 T e c h n i c k é p o u ž i t í v ý r o b k ů p r á š k o v é m e t a l u r g i e... 255 17.3.1 Technicky důležité slinuté m ateriály (tab. 1 7.6 )...257 17.3.2 M ateriály se stanovenou p o ré z n o stí... 258
v L ite r a tu r a k e k a p ito le 1 7...258 18 KERAMICKÉ KONSTRUKČNÍ MATERIÁLY...259 18.1 Ú v o d - ro z d e le n í k e ra m ic k ý c h m a t e r i á l ů...259 18.2 S tu k tu r a k e ra m ic k ý c h m a te r iá lů, silik á tů a s k e l...261 18.2.1 Struktura krystalických keramických látek...261 18.2.2 Struktura silikátů... 262 18.2.3 Skelné materiály... 262 18.3 V ý r o b a k e r a m ic k ý c h a sk e ln ý c h m a t e r i á l ů... 264 18.3.1 Metody výroby keramických materiálů...264 18.3.2 Metody výroby skelných konstrukčních materiálů...267 18.4 V la s tn o sti k e ra m ic k ý c h m a te r iá lů...268 18.5 Typy k o n s tr u k č n íc h k e ra m ic k ý c h m a t e r i á l ů...273 18.6 P o u ž ití k o n s tr u k č n íc h k e r a m ic k ý c h m a t e r i á l ů... 275 L ite r a tu r a k e k a p ito le 1 8...277 19 PLA ST Y...279 19.1 P o d s ta ta p l a s t ů...279 19.1.1 Rozdělení plastů...279 19.1.2 Příprava polymerů...280 19.1.3 Přísady do polymerů... 282 19.2 S t r u k t u r a p o l y m e r ů...282 19.2.1 Submolekulámí struktura...282 19.2.2 Molekulární struktura...286 19.2.2.1 V elikost m ak ro m o le k u l...2 8 6 19.2.2.2 Linearita ře tě z ce...2 8 7 19.2.2.3 K onfigurace ř e tě z c e...2 8 7 19.2.2.4 U spořádanost v m olekulách k o p o ly m erů...2 8 7 19.2.3 Nadmolekulárni struktura... 288 19.2.3.1 O hebnost ře tě z c e... 2 8 8 19.2.3.2 Předpoklady krystalizace p o ly m e rů...2 8 8 19.2.3.3 K rystalinita...2 9 0 19.2.3.4 Z ákladni krystalová buňka p o ly m e rů... 2 9 0 19.2.3.5 L am elam i k ry s ta ly... 2 9 0 19.2.3.6 S fé ro lity... 2 9 0 19.2.3.7 O rie n ta c e... 2 9 3 19.3 M e c h a n ic k é v la s tn o s ti... 293
vi OBSAH 1 9.3.1 T a h o v é d i a g r a m y...2 9 3 1 9.3.2 M e c h a n i s m y p l a s t i c k é d e f o r m a c e...2 9 4 19.3.2.1 Teplotni závislost m odulu pružnosti...2 9 5 19.3.2.2 Teplota skelného p ře c h o d u...2 9 7 19.3.2.3 V iskoelastickč chování p olym erů...2 9 7 Literatura ke kapitole 1 9...2 9 9 20 KOM POZITY...Зої 20.1 Z ákladní charakteristiky a rozdělení k o m p o zitá...3 0 1 20.2 O becné charakteristiky m a tr ic... 3 0 2 20.3 G eom etrie v ý ztu že...3 0 3 2 0.3.1 Č á s t i c o v é k o m p o z i t y...3 0 3 20.3.1.1 Č ásticové kom pozity s polym erní m a tric i...3 0 3 2 0.3.1.2 Č ásticové kom pozity s kovovou nebo keram ickou m a tric i...3 0 4 2 0. 3. 2 V l á k n o v é k o m p o z i t y... 3 0 4 2 0.3.2.1 O becné charakteristiky v lá k e n... 3 0 5 20.4 Struktura a vlastnosti vláknových k o m p o z itu... 306 2 0. 4.1 V l á k n o v é k o m p o z i t y s p o l y m e r n í m i m a t r i c e m i... 3 1 2 20.4.1.1 C harakteristiky vláken p ro kom pozity s polym erní m a tric í...3 1 5 2 0. 4. 2 V l á k n o v é k o m p o z i t y s k o v o v ý m i a k e r a m i c k ý m i m a t r i c e m i... 3 1 9 20.4.2.1 C harakteristiky vláken pro kom pozity s kovovým i a keram ickým i m a tric e m i...3 2 0 20.5 Technologie vláknových k o m p o z itá...3 2 1 2 0.5.1 P r o s y c o v á n í ( i m p r e g n a c e ) v ý z t u ž e k a p a l n o u f á z í...3 2 1 2 0.5.1. 1 K om pozity s reaktoplastickou m a tric í...3 2 1 2 0.5.1.2 K om pozity s term oplastickou m a tric í...3 2 3 2 0.5.1.3 K om pozity s kovovým i m a tric e m i...3 2 4 2 0. 5. 2 P r á š k o v é m e t o d y...3 2 4 2 0.5.2.1 Polym erní m a tric e...3 2 4 20.5.2.2 K om pozity s kovovým i m a tric e m i...3 2 4 20.5.2.3 K om pozity s keram ickým i m a tric e m i... 3 2 4 2 0. 5.3 I n f i l t r a c e v ý z t u ž e p l y n o u f á z í...3 2 4 2 0. 5. 4 O s t a t n í m e t o d y... 3 2 5 2 0.5.4.1 Plasm ové n á s třik y...3 2 5 2 0.5.4.2 L isováni z a tepla ve v a k u u...3 2 5 2 0.5.4.3 Pyrolýza prekurzoru m a tric e...j 2 5 20.6 N edestruktivní m etody kontroly k o m p o zitá... 3 2 5 20.7 K ontrola v ý r o b y... 3 2 7 2 0.7.1 P ř í k l a d...3 2 8 L iteratura ke kapitole 2 0...3 3 0
21 DEGRADAČNÍ PROCESY V KONSTRUKČNÍCH M ATERIÁLECH... ззі 2 1.1 V ý r o b n í d e g r a d a c e...331 21.1.1 M etalurgie, chem ická a strukturní h e te ro g e n ita...332 21.1.1.1 Vliv čistoty na vlastnosti ocelí... 332 21.1.1.2 Dcndritická segregace... 333 21.1.1.3 Segregace (mikroscgregacc)...333 21.1.1.4 Degradace svarových spojů... 335 2 1.2 D e g r a d a c e p r o v o z n í... 335 2 1.2.1 O p o tře b e n i... 335 21.2.1.1 Zkoušky opotřebení... 337 2 1.2.2 D egradační procesy způsobené k o r o z í...343 21.2.2.1 Koroze chemická... 343 21.2.2.2 Elektrochemická koroze... 347 21.2.2.3 Druhy korozního napadeni... 350 21.2.2.4 Porušováni korozí za napčtí... 351 21.2.2.5 Ochrana proti korozi... 353 21.2.3 V liv vodíku na vlastnosti k o v ů...353 21.2.3.1 Vodíková koroze... 354 21.2.3.2 Vodíková křehkost... 355 L i t e r a t u r a k e k a p i t o l e 2 1...356 22 ZÁSADY VOLBY MATERIÁLU...357 2 2.1 Ú v o d... 357 2 2.2 V z t a h m a t e r i á l u, t e c h n o l o g i e a v ý r o b k u... 360 2 2.3 H l e d i s k a p r o v o l b u m a t e r i á l u...363 2 2.4 V o l b a m a t e r i á l u v p r o c e s u n á v r h u v ý r o b k u... 363 2 2.5 P r o c e s v o l b y m a t e r i á l u...365 2 2.6 V z t a h volby m a t e r i á l u a t e c h n o l o g i e...366 2 2.7 C e n o v é a s p e k t y v o l b y m a t e r i á l u... 367 2 2.8 V o l b a m a t e r i á l u v e v z t a h u к ž i v o t n í m u p r o s t ř e d í...370 2 2.9 N á s t r o j e p r o v o l b u m a t e r i á l u a j e j i c h f o r m a l i z a c e...373 L i t e r a t u r a k e k a p i t o l e 2 2...384 REJSTŘÍK... 3 8 5