NAUKA O MATERIÁLU VLASTNOSTI MATERIÁLŮ I. Ing. Iveta Mičíková
Střední škola, Havířov-Šumbark, Sýkorova 1/613, příspěvková organizace Tento výukový materiál byl zpracován v rámci akce EU peníze středním školám - OP VK 1.5. Výuková sada – ZÁKLADNÍ KURZ SVAŘOVÁNÍ - MAG, DUM č. 5
OBSAH PREZENTACE:
• Rozdělení vlastností materiálů. • Fyzikální vlastností materiálů. • Chemické vlastnosti materiálů.
VÝBĚR A VLASTNOSTI MATERIÁLŮ • Stroje se skládají z mnoha součástí z nejrůznějšího materiálů.
• Každá součást musí plnit určitý úkol, je proto vyrobena z vhodného materiálu.
Rozdělení technických materiálů
Výběr a vlastnosti materiálů
VLASTNOSTI KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Jednotlivé druhy kovových materiálů se navzájem liší svými vlastnostmi.
Vlastnosti kovů se rozdělují na: • • • •
Fyzikální Chemické Mechanické Technologické
FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI • Vyjadřují chování materiálu po dobu určitých fyzikálních jevů nebo fyzikální podstatu materiálu. • Udávají se fyzikálními veličinami. • Určují: - vnější stav, např. skupenství, hustotu, - změny stavu, např. délková a objemová roztažnost, - vlastnosti jako jsou tepelná a elektrická vodivost.
Hustota • je podíl její hmotnosti m a objemu V • jednotkou hustoty kg/m3
m ρ= V
Teplota tání a tuhnutí
• je teplota, při níž látka mění své skupenství • znalost této teploty je důležitá pro slévárenství, svařování,…
Teplota tavení • je teplota, při které se látka začíná tavit • čisté kovy mají přesnou tepotu tavení
• slitiny přecházejí z pevného do kapalného skupenství v určitém intervalu teplot
Délková a objemová roztažnost • je prodloužení délky nebo zvětšení objemu vlivem zvýšení teploty látky • teplotní délková roztažnost: Δl = l1 . α . Δt • musí se brát v úvahu např. u měřidel a vestavěných dílů nebo u odlitků, jejichž tepelné smrštění po odlití se musí vyrovnat rozměrovým přídavkem
Elektrická vodivost • je schopnost vést elektrický proud a odpovídá proudu při jednotkovém napětí • jednotkou je 1 siemens • dobrými vodiči jsou stříbro, měď a hliník • podle vodivosti se materiály dělí na vodiče – polovodiče - nevodiče • látky, které proud nevedou označujeme jako izolanty, např. plasty, sklo, keramika
Tepelná vodivost • je míra schopnosti nějaké látky vést tepelnou energií • velkou tepelnou vodivost mají kovy – stříbro, měď, hliník, železo • nízkou tepelnou vodivost mají např. plasty, sklo → používají se k tepelné izolaci
Co vyjadřují fyzikální vlastnosti? 2. Jaké znáte fyzikální vlastnosti? 3. U kterých technologií je důležité znát teplotu tání? 1.
Odpověď: 1. 2. 3.
Vyjadřují chování materiálu po dobu určitých fyzikálních jevů nebo fyzikální podstatu materiálu. Hustota, teplota tání a tuhnutí, délková a objemová roztažnost, elektrická vodivost, tepelná vodivost. Znalost této teploty je důležitá např. pro slévárenství nebo svařování.
CHEMICKÉ VLASTNOSTI • Určují chování materiálů v různém prostředí za různých teplot. • Patří sem např. korozivzdornost, žáruvzdornost.
Korozní chování • popisuje chování materiálu v prostředí vlhkého vzduchu, vody nebo jiných agresivních látek • narušení struktury začínající na povrchu materiálu způsobené chemickými a elektrochemickými procesy se nazývá koroze • proti korozi jsou odolné nerezavějící oceli a většina měděných a hliníkových materiálů • úpravou povrchu nátěrem nebo jiným ochranným povlakem lze vzniku koroze zabránit
Žárovzdornost • je schopnost odolávat opalu, tj. oxidaci za vyšších teplot • tuto vlastnost musí mít ty části strojů a zařízení, které musí dlouhodobě odolávat žáru (teplotě zhruba nad 600 oC) • např. kotle, rošty, trubky,…. • žárovzdornosti se dosáhne tím, že do slitin se přidávají některé prvky – hliník, chrom, křemík
Žáropevnost
• je vlastnost, kterou musí mít materiály dlouhodobě přenášející větší namáhání za vyšších teplot • např. materiály na ventily spalovacích motorů, trubky raket, …
Co je to koroze? 2. Jak lze zabránit korozi? 3. Které vlastnosti můžeme dále zařadit mezi vlastnosti chemické? 1.
Odpověď: 1.
2. 3.
Koroze je narušení struktury začínající na povrchu materiálu způsobené chemickými a elektrochemickými procesy. Korozi lze zabránit úpravou povrchu nátěrem nebo jiným ochranným povlakem. Mezi chemické vlastnosti dále patří žárovzdornost a žáropevnost.
POUŽITÁ LITERATURA: • HLUCHÝ, M., KOLOUCH, J. Strojírenská technologie 1 – 1. díl, Nauka o materiálu. Praha: Scientia, 1999. ISBN 80-7183-150-6. • MALINA, Z. Základní kurz svařování MIG/MAG. 5. vydání. Ostrava: ZEROSS, 2000. ISBN 80-85771-76-4. • DILLINGER, J. a kol. Moderní strojírenství pro školu i praxi. Praha: Europa-Sobotáles, 2007. ISBN 978-80-86706-19-1.
