Téma: Vlastnosti materiálů a jejich ochrana
Předmět: Strojírenská technologie
Přidal(a): Losos
Vlastnosti materiálu a jejich ochrana
- 1) Fyzikální vlastnosti
- 2) Chemické vlastnosti
- 3) Koroze a ochrana proti korozi
- 4) Technologické vlastnosti
- 5) Technologické zkoušky materiálů
- 6) Mechanické vlastnosti
Fyzikální vlastnosti
Hustota p
- je dána poměrem hmotnosti m k objemu V při určité teplotě p = m/V [kg.m3]
- hustota je důležitá pro výpočet hmotnosti polotovaru nebo hotové součásti
- u jednotlivých technologiích výroby dostaneme rozdílné hmotnosti
- od nejmenšího – odlitek, obrobek, výkovek, součást tvářená
Teplota tání, tuhnutí, lití [°C]
- teplota tání u čistých kovů je v jednom bodě
- u slitin je ve dvou bodech – začínáme na solidusu a končíme na likvidusu
- mezi těmito křivkami nacházíme pevnou fázi a taveninu
- teplota tavení je o 100°C – 200°C vyšší jež teplota tání
- teplota lití je přesně uprostřed mezi teplotou tavení a tání 50 °C – 100 °C
Délková a objemová roztažnost
- je prodloužení délky nebo zvětšení objemu vlivem zvýšení teploty
- opakem roztažnosti je smrštivost – použití u odlitků
(šedá litina 1% smrštivost)
Tepelná vodivost
- tepelná vodivost je teplo, které projde ta jednotku času mezi dvěma stěnami krychle o délce jednoho metru
- nejlepší tepelné vodiče jsou – stříbro, hliník, měď, zlato (Ag, Al, Cu, Au)
- nekovové materiály mají vodivost malou
Elektrická vodivost
- je to schopnost vest elektrický proud
- materiály se dělí podle vodivosti na – vodiče, polovodiče, nevodiče (izolanty)
- nejlepším elektrické vodiče jsou – stříbro, měď, hliník, zlato
Supravodivost
- je vlastnost kovů u kterých při velmi nízkých teplotách o kelvinů (-273,15°C) který nemá odpor, projde 100% elektrického proudu
Měrný elektrický odpor
- je veličina charakterizující schopnost vedení elektrického proudu
Magnetické vlastnosti
- magnetické vlastnosti materiálů zjišťujeme z jejich chování v magnetickém poli kde vypočítáme tzv. permabilitu u = B/H
- B – magnetická indukce
- H – magnetická intenzita
- Dělíme je na:
- Diamagnetické – látka nelze zmagnetizovat u < 1
- Paramagnetické – látka Ize částečně zmagnetizovat u≥ 1
- Feromagnetické — Ize velmi dobře zmagnetizovat u > 1
- Dále na:
- Tvrdé – obtížné zmagnetizování, ale zůstávají trvalými magnety
- Měkké – rychle se zmagnetizují ale i odmagnetizují
Chemické vlastnosti
- Žáru pevnost nad 400 °C – při této teplotě si materiál zachovává své mechanické vlastnosti
- Žáruvzdornost nad 600 °C – při této teplotě je materiál schopný dlouhodobě odolat vysokým teplotám
Koroze a ochrana proti korozi
- Koroze je rozrušení povrchu součásti nebo vnitřní struktury vlivem působení okolního prostředí nebo jiných činitelů například namáhaní součásti
- Koroze dělíme na:
- Chemická – způsobena okolním prostředím
- Elektrochemická – působením jednotlivých kovů na sebe
- Nejvíce nebezpečná koroze je u železa (oceli) vzniká oxid železitý Fe2O3 a koroze postupně pochází materiálem
- Musíme se zabránit korozi:
- Povrchová úprava – nátěry, nástřiky, pokovování)
- Volba jiného materiálu
- Konstrukční hledisko (odjehlení hran)
- Opál – oxidace za vyšších teplot – volíme proto žáru vzdorné a žáru pevné materiály
Technologické vlastnosti
Tvárnost
- Je vlastnost, kterou musí materiál určený k tváření – kování, válcování, lisování
Svařitelnost
- Je spojení dvou částí do jedné nerozebíratelné
- Obtížná svařitelnost materiálu se projevuje nečistým málo pevným svárem nebo křehnutím materiálu v okolí sváru
- Musíme používat materiály se zaručitelnou svárností, které mají stejné nebo podobné mechanické vlastnosti
Obrobitelnost
- Chování materiálů při obrábění řeznými nástroji
- Posuzujeme podle snadnosti oddělování třísky dále podle mechanických vlastností a řezného odporu
Slévatelnost
- Je souhrn vlastností, který musí mít kov určený k odlévání, musí mít co nejmenší smrštivost he používáme litiny (šedá)
- Musí mít co nejlepší tekutost – schopnost vyplňovat rychle celou formu
- Nesmí tvořit bubliny – musí být dobře produšný
Odolnost proti opotřebení
- Je to nežádoucí oddělování částeček materiálu, k němuž dochází na povrchu součásti
- Tento jev znamená stálé ubývání materiálu a je nutné provést opravu nebo výměnu
- Toto je způsobeno třením (Geometrie, rozměry, drsnost povrchu)
Technologické zkoušky materiálů
Statické zkoušky
- Je to příjme zatížení, které zvětšujeme zvolna, působí obvykle minuty při dlouhodobých zkouškách dny až Roky
Dynamické zkoušky rázové a cyklické
- Nárazové – působí nárazově po zlomek sekundy
- Cyklické – zatížení se opakuje mnoha cykli za sekundo až do mnoha mil. Cyklů
Zvláštní technické zkoušky
- Tvrdosti Podle teploty – zkoušky na normálních, zvýšených, snížených teplot
Mechanické vlastnosti
Nejdůležitějšími vlastnostmi je pevnost a tvrdost
- Pevnost posuzujeme podle druhů namáhání – tah, tlak, ohyb, krut, smyk/střih
- V technické praxi se většinou setkáme s kombinovanými namáháním
- Tvrdost je odolnost materiálů proti vniknutí cizího tělesa, posuzujeme podle technické vlastnosti název = odolnost proti opotřebení
- z pevnosti a tvrdosti můžeme odvodit další vlastnosti
- pružnost, křehkost, houževnatost…
