Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910, Hronov

Protokol – „SADA DUM“ Číslo sady DUM: VY_32_INOVACE_STR_6 Název sady DUM:

Materiály ve strojírenství

Název a adresa školy:

Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910, 549 31 Hronov

Registrační číslo projektu:

CZ.1.07/1.5.00/34.0596

Číslo a název šablony: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Obor vzdělávání:

23-41-M/01 Strojírenství

Tematická oblast ŠVP:

Materiály ve strojírenství

Předmět a ročník:

Strojírenská technologie, 1.A

Autor:

Ing. Zdeňka Suchánková

Použitá literatura:

M. Hluchý,J. Kolouch:Strojírenská technologie I/I, I/2

Datum vytvoření:

21.1.2014

Anotace

Využití ve výuce

Úvod do problematiky předmětu´Strojírenská technologie, seznámení se strojírenskými materiály, jejich označování a způsob volby a použití jednotlivých materiálů pro konkrétní výrobky s přihlédnutím k technologii výroby, která byla použita.

Tento výukový materiál používá učitel k lepšímu pochopení, k názornosti v oblasti strojírenských materiálů a zejména jejich struktury.

Vytvořeno v rámci projektu OP VK zavedení nové oblasti podpory 1.5 s názvem Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách. Stránka 1 z 1

PDF Compressor Pro

Strojírenské materiály

1

PDF Compressor Pro

Strojírenské materiály rozdělení

strojírenských materiálů kovy a nekovy významné vlastnosti použití ve strojírenství

PDF Compressor Pro

Rozdělení strojírenských materiálů Materiály ve strojírenství

Kovy

Železné

Nekovy

Neželezné

3

PDF Compressor Pro

•

DUM: Neželezné kovy a jejich slitiny – PRÁŠKOVÁ METALURGIE

•

Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_1

•

Název a adresa školy: SPŠ Hronov

•

Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková

•

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596

•

Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

4

PDF Compressor Pro

Kovy       

téměř ¾ všech prvků jsou kovy malá elektronegativita kovová vazba (elektronový mrak) – z toho vyplývá elektrická a tepelná vodivost kovů jsou to látky krystalické (kromě Hg) některé kovy jsou polymorfní (krystalizují ve více krystalových mřížkách) mohou tvořit slitiny (s kovy i nekovy) některé jsou magnetické (Fe, Co, Ni a jejich slitiny) 5

PDF Compressor Pro

Kovy železné 

ocel – slitina Fe s C a dalšími prvky (Mn, Si, P, S), obsah C < 2,14 %. Uhlík je vyloučen ve formě cementitu (Fe3C)  litina - slitina Fe s C a dalšími prvky (Mn, Si, P, S), obsah C > 2,14 %. Uhlík je vyloučen ve formě grafitu (lupínkový, červíkovitý, kuličkový)

6

PDF Compressor Pro

Rozdělení neželezných kovů 





podle hustoty 

lehké (Na, Mg, Al)  těžké (Fe, Cu, Pb, Hg)

podle elektronegativity 

ušlechtilé (Pt, Au, Ag)  neušlechtilé (Mg, Fe, Zn)

podle teploty tání 

nízkotavitelné (Sn, Pb, Al)  vysokotavitelné (W, Ti, Ta, Mo, Nb)

7

PDF Compressor Pro

Nekovové materiály 1.

Plasty

2.

Dřevo

3.

Sklo

4.

Porcelán

5.

Čedič

6.

Technická kamenina

7.

Uhlíková vlákna (karbon)

8

PDF Compressor Pro

Uhlíkové vlákno o průměru 6 μm v porovnání s lidským vlasem.

9

Další nekovové materiály

PDF Compressor Pro

8.

(Azbest) jedovatý

9.

Kůže

10.

Textilie

11.

Pryž

12.

Papír

10

PDF Compressor Pro

Příklady použití nekovových materiálů: 1.

2. 3. 4.

Plasty – obaly, hračky, kryty, spotřební materiál, bazény, okna, součásti strojů a přístrojů, ochranné přilby, brýlové čočky, všechna odvětví průmyslu, domácnost Dřevo – stavebnictví, nábytek, domácnost, hudební nástroje, otop Sklo – okna domů, automobilů, ochranné kryty, bezpečnostní sklo, šperkařství, optika Porcelán – nádobí, izolační materiál v elektrotechnice, zubní lékařství, keramické řezné materiály při obrábění 11

PDF Compressor Pro

5.

6.

7.

8.

Čedič - potrubí, žáruvzdorné žlaby, cihly, vlákna, dlažba Technická kamenina – roury, žlaby, užitková keramika, vlákna Karbon - trupy a křídla letadel, lodě, nádrže na plyn, součásti automobilů, nárazníky, golfové hole, skluznice lyží, hůlky, rámy kol Azbest – výborný materiál odolný proti vysoké teplotě, dříve střešní krytiny, ale dnes se již nesmí používat – je jedovatý (karcinogenní) 12

PDF Compressor Pro

9.

10.

Kůže – automobily, stroje a zařízení – řemeny, obuv, oblečení, hudební nástroje

Textilie – přehled použití v % v tabulce

Zemědělství

8,5

ochrana proti plevelům, sítě proti zvěři

Stavebnictví

11,0

izolace, nafukovací stavby

Oděvnictví

7,0

protiprašné oděvy, Goretex, nanovlákna

Geo

2,0

sítě, mříže, membrány

Dům

11,5

tapety, markýzy

Průmysl

13,5

brusné kotouče, nádrže, zvedací pásy

Zdravotnictví

10,0

obvazy, chirurgické šicí nitě

Automobil

14,0

pneumatikové kordy, čalounění aut, airbagy, autoplachty

Obaly

15,0

přepravní vaky, lana

Ochrana

1,5

"neprůstřelné" vesty, filtry (život. prostředí)

Sport

6,0

lodní plachty, padáky, umělý trávník

13

PDF Compressor Pro

11.

12.

Pryž (guma) – hadice, těsnění, pneumatiky, hračky, sport Papír – hygienické potřeby, těsnění, knihy, kalednáře, obaly, bedny, jednorázové nádobí, smirkový papír

14

PDF Compressor Pro

Zdroje:



Wikimedia Commons  M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1 15

PDF Compressor Pro

Pracovní list

Na obrázku vidíte fiktivní automobil. Vyberte 10 dílů (součástek) z tohoto automobilu a zařaďte, z jakého druhu materiálu jsou vyrobeny do tabulky uvedené na následující straně.

1

PDF Compressor Pro

Název součástky

Kov (železný) druh

Kov (neželezný) druh

Nekovový materiál (druh, název)

2

PDF Compressor Pro

Charakteristika hlavních oborů

KOVOVÉ MATERIÁLY

1

PDF Compressor Pro

Kovové materiály DUM: Materiály ve strojírenství Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_02 Název a adresa školy: SPŠ Hronov Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596 Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník Datum vytvoření: 1.3.2013

2

PDF Compressor Pro

Kovové materiály • rozdělení kovů • železo – nejvýznamnější kov - výroba • charakteristika a způsob označování slitin železa • praktické ukázky využití slitin železa

PDF Compressor Pro

Kovy

železné (ocel, litina)

neželezné

lehké ρ<5000 kg.m-3

těžké(barevné) ρ>5000kg.m-3 4

PDF Compressor Pro

Čisté železo Fe • čisté železo se ve strojírenství téměř nepoužívá (měkké, snadno koroduje) • v přírodě ve formě sloučenin v mnoha rudách – – – – –

hematit (krevel) Fe2O3 - nejhojnější magnetit (magnetovec) Fe3O4 nejvíc Fe (až 75%) limonit (hnědel) Fe2O3 siderit (ocelek) FeCO3 pyrit FeS2 5

PDF Compressor Pro

Výroba železa - vysoká pec • vsázka: – železná ruda – koks – struskotvorné přísady

• odpich: – vypouštění surového Fe – 1x za 6 hod.

• pec je až 60m vysoká, nepřetržitě hoří cca 11 let • v ČR hoří 2 pece 6

PDF Compressor Pro

Železné kovy (slitiny železa) • slitiny Fe a C – ocel a litina • výrazné zlepšení mechanických vlastností • hlavní konstrukční materiál

Slitiny Fe s C

Ocel (C<2,14%)

Litina(C>2,14 %) 7

PDF Compressor Pro

Ocel k tváření

konstrukční tř. 10-17

slitinová tř. 13-17

obvyklých jakostí tř. 10-11

nástrojová tř. 19

uhlíková tř. 10-12

uhlíková

slitinová

rychlořezná

ušlechtilá tř. 12-17 8

PDF Compressor Pro

Litina 42 2xxx

Litina šedá 42 24xx

Litina vermikulární (nemá označení v ČSN)

Litina tvárná 42 23xx

Litina temperovaná 42 25xx

Lupínkový grafit

Červíkovitý grafit

Kuličkový grafit

Bílý nebo černý lom 9

PDF Compressor Pro

Použití slitin železa

10

Příklad využití slitin Fe v automobilu

PDF Compressor Pro

• moderní automobil se skládá z více než 5000 součástek • většina z nich je ze slitin Fe

11

PDF Compressor Pro

Domácí úkol:

• Domácí úkol zadání.jpg • základní pojmy použité v této prezentaci použijte v osmisměrce, kde můžete spojovat písmena vodorovně, svisle i šikmo • Domácí úkol řešení.jpg 12

PDF Compressor Pro

Použité zdroje: • M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1

• http://cs.wikipedia.org

13

PDF Compressor Pro

OCEL

1

PDF Compressor Pro

 DUM: Materiály ve strojírenství

 Číslo: VY_32_INOVůCE_STR_6_03

 Název a adresa školy: SPŠ Hronov  Vytvo ila: Ing. Zdeňka Suchánková

 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596  P edm t: Strojírenská technologie 1. ročník  Datum vytvo ení: 1Ř.3.2013

2

PDF Compressor Pro

OCEL výroba označování použití

PDF Compressor Pro

Definice oceli

 slitina Fe s C, a dalšími prvky ĚP, S, Mn, Siě, která obsahuje do 2,14% C  nejd ležit jší technický materiál

Fe α

Fe γ

4

PDF Compressor Pro

Výroba oceli

 ocel se vyrábí z ocelárenského surového železa v kyslíkových konvertorech Ě2/3ě nebo Siemens martinských pecích  proces výroby oceli spočívá ve snižování uhlíku = zkujňování  do konvertoru se dmýchá čistý kyslík cca 20 minut  nejprve se odleje struska  naklon ním na druhou stranu se odlévá ocel do odlévací pánve  d íve se ocel odlévala do stabilních forem Ěkokila-ingot)  dnes metoda plynulého Ěkontinuálníě lití, p i kterém se ocel odlévá do nep etržitého pásu 5

PDF Compressor Pro

Kyslíkový konvertor-schéma

6

Rozdělení a značení ocelí

PDF Compressor Pro

ROZD LENÍ OCELI dle ČSN

DLE CHEMICKÉ-

HO SLOŽENÍ

UHLÍKOVÁ t . 10-12

SLITINOVÁ t . 13-17, 19

OCELI TVÁ ENÉ DLE POUŽITÍ

KONSTRUKČNÍ t . 10-17

NÁSTROJOVÁ t . 1ř

DLE JAKOSTI

OBVYKLÝCH JůKOSTÍ t . 10-11

UŠLECHTILÁ 12-17, 19

OCELI DLE ZP SOBU VÝROBY K TVÁ ENÍ t . 10-19 Ěkrom 1Řě

NA ODLITKY 42 26XX-42 29XX 7

PDF Compressor Pro

8

PDF Compressor Pro

OCEL tř.10  u t chto ocelí se v hotovém výrobku nezaručuje určitý nejv tší obsah P a S  není zaručená pevnost v tahu  nesmí se používat na nosné svary  používají na r zné stavební i strojní konstrukce, svorníky, šrouby, h ebíky a nýty  u ocelí t ídy 10 a 11 je dvojčíslí ze t etí a čtvrté číslice Ě10 XYx) desetinnou hodnotu pevnosti v tahu v MPa 9

PDF Compressor Pro

Ocel tř. 11

 zaručen obsah fosforu a síry i pevnosti v tahu

 3. a 4. číslice je desetinou Rm v MPa  zvláštní oceli jsou automatové Ě11 1xx)  vhodné ke sva ováníĚ.3ě

10

PDF Compressor Pro

Ocel tř. 12-16

t etí číslice celkový zaokrouhlený obsah všech legovacích prvk v % Ě12 xxx) čtvrtá číslice je obsah C v desetinách % t .12 – t etí číslice je 0 – ocel není legovaná použití k cementování Ědo 0,2% Cě k zušlechťování, kalení

11

PDF Compressor Pro

Ocel tř.17

vysokolegované, zejména chrómem, chrómem a niklem nejd ležit jší z t chto ocelí-korozivzdorné žáruvzdorné-obsahují p es 12 % chrómu t etí číslice znamená p ísadovou skupinu

12

PDF Compressor Pro

Ocel tř. 19

nástrojová ocel

– uhlíková 1ř 0Ě1,2ěxx – obsah C 0,8-1,5% – slitinová 1ř 3Ě4-7)xx – rychlo ezná 1ř Řxx Ěobsah legur až 20%ě HSS

vysoce kvalitní ocel použití ruční ná adí, r zné druhy nástroj pro tvá ení za tepla i za studena, formy, zápustky HSS- ezné nástroje na obráb ní, nože, frézy, vrtáky 13

PDF Compressor Pro

Značení oceli dle EN (zkrácené označování) Základní symboly

Ennn

P ídavné P ídavné symboly pro symboly pro oceli ocelové výrobky an............. +an +an

ZÁKLůDNÍ SYMBOL TVO Í PÍSMENO ů T I ČÍSLICE

PÍSMENů VYJůD UJÍ ZÁKLůDNÍ CHůRůKTERISTICKÉ ZNůKY

14

PDF Compressor Pro

Příklad značení oceli dle EN S 235 JR G2 Ocel pro ocelové konstrukce, obvykle plechy, tyče atp... mez kluzu Re = 235 MPa

Nárazová práce 27J p i teplot 220°C

Uklidn ná ocel Ěvhodná pro sva ováníě

Ekvivalent dle ČSN 11 373.1

15

PDF Compressor Pro

Pracovní list Doplňte v rovnovážném diagramu Fe-Fe3C: 1.

všechny struktury vyznačené písmeny a-o

2.

Koncentrace a teploty vyznačené hv zdičkou

3.

Popište vzniklé struktury p i ochlazování v bodech ů a B

P íloha strana 1

PDF Compressor Pro

P íloha strana 2

PDF Compressor Pro

SLITINY ŽELEZA NA ODLITKY

PDF Compressor Pro

Slitiny železa na odlitky • DUM: SLITINY ŽELEZA NA ODLITKY • Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_04 • Název a adresa školy: SPŠ Hronov • Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková

• Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596 • Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

PDF Compressor Pro

Slitiny železa na odlitky • výroba • struktura • rozdělení • použití

PDF Compressor Pro

Litiny • jsou slitiny železa s uhlíkem, kterého obsahují více než 2,14 % • jsou to nejpoužívanější materiály spolu s ocelí

PDF Compressor Pro

Rozdělení Litiny •šedá •tvárná •temperovaná • s bílým lomem • s černým lomem •vermikulární Oceli na odlitky (ocelolitina)

5

PDF Compressor Pro

Oceli na odlitky (ocelolitina) Nelegované (uhlíkové) 42 2630-70 - odlévané do pískových forem • ložiska vozidel, součásti kotlů, turbín(450°C) • 7 značek těchto ocelí v ČSN

Legované (slitinové)

nízko a středně legované odlévané jiným způsobem 42 2709 až 42 2771 • použití výhybky, ozub. kola, součásti kotlů • jsou to oceli žáropevné, součásti namáhané tlakem za vyšších teplot

PDF Compressor Pro

OZNAČOVÁNÍ SLITIN ŽELEZA NA ODLITKY

42 2xxx.xx 42 - třída norem „Hutnictví“ Druhé dvojčíslí označuje druh slitin železa na odlitky:

23 – tvárná litina 24 – šedá litina 25 – temperovaná litina 26 – uhlíková ocel na odlitky 27 – nízko a středně legovaná ocel na odlitky (pískové formy) 28 – odlitky přesně lité (jiné formy než pískové) a slitiny pro trvalé magnety 29 – vysokolegovaná ocel na odlitky

2.doplňková číslice -způsob odlévání

1.doplňková číslice -tepelné zpracování

Třetí dvojčíslí přesněji určuje podle typu litiny -pořadové číslo -mez pevnosti

ŠEDÁ LITINA 42 24xx nový název - Litina s lupínkovým grafitem

PDF Compressor Pro

• grafit ve formě lupínku • malá pevnost v tahu Rm=100-300 MPa • pevnost v tlaku je 3-4x větší než Rm • tažnost téměř nulová

• výborná schopnost tlumit rázy a chvění

Lupínkový grafit

PDF Compressor Pro

TVÁRNÁ LITINA nový název - Litina s kuličkovým grafitem

• 42 23xx • Jednotlivé jakosti se liší strukturou základní hmoty – feritická – feriticko-perlitická – perlitická

• Použití: součásti silničních vozidel, ložiskové skříně, ozubená kola, brzdové bubny • 42 2340 – křemíková - žárovzdorná vrata pecí

kuličkový grafit

PDF Compressor Pro

TEMPEROVANÁ LITINA

• temperování je tepelné zpracování dlouhodobým žíháním • tímto procesem vzniká vločkový grafit, který je typický pro tuto litinu

• je zastaralé, je velmi zdlouhavé a nákladné (až 140hod) • využívá se nejčastěji pro tenkostěnné odlitky • tl. stěny maximálně 6 mm

PDF Compressor Pro

Otázky k procvičování a upevňování 1. Jak se dělí slitiny železa podle druhu výroby? 2. Definice litiny. 3. Druhy litin. 4. Jak je v litinách vyloučen uhlík? 5. Jaké znáš tvary grafitu? 6. Jaké vlastnosti má šedá litina? 7. Popiš a vysvětli číselné označení litin dle ČSN.

PDF Compressor Pro

• • • •

cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I Strojírenská technologie 2 Techmagazín 2011

PDF Compressor Pro

LEHKÉ NEŽELEZNÉ KOVY

1

PDF Compressor Pro

2

•

DUM: Materiály ve strojírenství

•


•


•


•


•


•

Datum vytvoření: 2.4.2013

CZ.1.07/1.5.00/34.0596

LEHKÉ NEŽELEZNÉ

PDF Compressor Pro

 důležité lehké kovy  vlastnosti kovů a slitin  použití

KOVY

PDF Compressor Pro

Neželezné kovy lehké • • •

4

ρ<5000 kg.m-3 hliník Al, hořčík Mg, titan Ti nejdůležitější konstrukční materiály jsou ze slitin těchto kovů – zlepšení pevnosti, tvárnosti, odolnosti proti korozi

PDF Compressor Pro

Hliník Al • • • • • • • • • 5

latinský název aluminium chemická značka Al atomové číslo 13 relativní atomová hmotnost 26,981 teplota tání v 660,37 °C teplota varu 2467 °C hustota 2698 kg m-3 objeven v roce 1825 mřížka krychlová plošně středěná

PDF Compressor Pro

SLITINY HLINÍKU

Slévárenské slitiny - hlavně slitiny Al-Si (siluminy) - Al-Si-Mg, Al-Si-Cu - Al-Si-Cu-Ni, Al-Cu, Al-Mg.

podeutektické 4,5 - 10 % Si eutektické 10 - 13 % Si nadeutektické nad 13 % Si

6

Slitiny určené k tváření

vytvrditelné

nevytvrditelné

Al-Cu-Mg

Al-Mg

Al-Mg-Si

Al-Mn

Al-Zn-Mg

Al-Zn-Mg-Cu

PDF Compressor Pro

Slitiny hliníku • • • •

Dural Al-Cu4-Mg Superdural Al-Cu4Mg1 (Rm až 500 MPa) Hydronalium – odolnost proti korozi Elektron Mg-Al-(Zn, Mn) blok motoru

7

PDF Compressor Pro

• • • • • • 8

Použití slitin Al

litá kola rámy jízdních kol turbodmychadla karoserie je o 43 % lehčí než z oceli letadla, vrtulníky písty, chladiče

PDF Compressor Pro

Rozdělení hliníkových slitin 1.slévárenské slitiny 2.slitiny určené k tváření 3.vytvrditelné slitiny

4.nevytvrditelné slitiny

9

PDF Compressor Pro

Hořčík Mg • Hořčík (Magnesium), Mg , číslo 12 • teplota tání 650°C • krystalová mřížka šesterečná • dobrá tvárnost • vysoká reaktivnost • použití především ve slitinách Al s Cu známý jako Dural

10

PDF Compressor Pro

Titan Ti • Titan (Titanium), Ti , číslo 22 • poměrně tvrdý a mimořádně odolný proti korozi i ve

slané vodě • při teplotách pod 0,39 K se stává supravodičem I.typu

• zcela netečný k působení vody a atmosférických plynů a odolává působení většiny běžných minerálních kyselin

11

PDF Compressor Pro

Použití titanových slitin • povrchové ochranných štítů kosmických objektů (družice, vesmírná tělesa...) • namáhané součásti letadel • hodinky, šperky, chirurgické nástroje, nádobí • implantáty v lidském těle • výrobky s tvarovou pamětí (brýle)

12

Značení lehkých neželezných kovů dle ČSN

PDF Compressor Pro

• Číselné označování a rozdělení těžkých a lehkých neželezných kovů podle ČSN 42 0055.doc

13

PDF Compressor Pro

Značení hliníku a hliníkových slitin podle ČSN EN

14

•

Tvorba čtyřčíslí: První číslice udává skupinu slitin:

• • • • • • • • •

1xxx (řada 1000) .........obsah Al min. 99% 2xxx (řada 2000) ………………….měď 3xxx (řada 3000) ………………….mangan 4xxx (řada 4000) ………………….křemík 5xxx (řada 5000) ………………….hořčík 6xxx (řada 6000) ………….hořčík a křemík 7xxx (řada 7000) ………………….zinek 8xxx (řada 8000)…………….ostatní prvky 9xxx (řada 9000) ……….neobsazená řada

PDF Compressor Pro

Pracovní list • Vyhledejte ve Strojnických tabulkách Označení materiálu 42 4002 42 4201 42 4203 42 4400 42 4519 42 4911 42 4250 15

Rm [MPa]

Vlastnosti, použití

PDF Compressor Pro

Zdroje • M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1 • P. Vávra, J. Leinveber:

Strojnické tabulky • http://cs.wikipedia.org

16

PDF Compressor Pro

• •

DUM: Materiály ve strojírenství Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_06

• •

Název a adresa školy: SPŠ Hronov Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková

•


•


•

Datum vytvoření: 18.4.2013

1

PDF Compressor Pro

T ŽKÉ NEŽELEZNÉ KOVY • přehled • technicky důležité těžké kovy • význam, použití 2

PDF Compressor Pro

Těžké neželezné kovy • těžké (barevné) kovy mají ρ>5000 kg.m-3 • měď, cín, nikl, olovo, zinek, kadmium a jejich slitiny • velký význam – specifické vlastnosti

3

PDF Compressor Pro

Měď měď Cu (Cuprum) Teplota tání 1083ºC, ρ= 8900 kgm-3 krystalizuje v mřížce krychlové vysoká elektrická i tepelná vodivost (6x vyšší než Fe) • velmi dobrá tvárnost (minimum při teplotách kolem 500 – 600 ºC) • odolnost proti korozi, obtížná obrobitelnost (lepí se na nástroj) • • • •

4

PDF Compressor Pro

Druhy a použití mědi

Označení

ČSN

Obsah příměsí (max v %)

Použití

ECu 99,95 ECu 99,9

42 3002 42 3001

Rozhoduje el. vodivost

Pro elektrotechnické účely, v polygrafickém průmyslu

Cu 99,95

42 3102

Pb 0,005 O 0,02

Ve vakuové elektrotechnice

Cu 99,9

42 3103

Pb 0,04 O 0,08

Do slitin, elektrotech. účely

Cu 99,85 Cu 99,75

42 3003 42 3004

Pb 0,03 O 0,01

Pro svařování, chem., potravin.

Cu 99,5

42 3005

Pb 0,1 O 0,1

Konstrukce ve strojírenství

Cu 99,2 As

42 3009

As 0,1 až 0,5

Odolná proti redukčním plynům za zvýšených teplot

5

PDF Compressor Pro

Mosazi • slitiny mědi (více než 58%) a zinku, případně dalších kovů • obsah Cu nad 80% tombaky • automatové – s Pb

Mosazi

tvářené (70% Cu)

slévárenské (60% Cu)

6

PDF Compressor Pro

Bronzy • slitiny Cu s dalšími prvky kromě zinku • doba bronzová – vyšší tvrdost než u čistých prvků • starší český název sp ž • název podle hlavního legujícího prvku

Bronzy

Tvářené

Na odlitky

7

PDF Compressor Pro

Druhy bronzů • bronzy cínové – max. 20% Sn, značmě namáhané součásti, dobrá odolnost proti korozi • bronzy olověné, cíno-olověné – až 33% Pb, ložiskové kovy, vysoká namáhání • bronzy červené – Sn 3-10%, součásti pracující s teplou tlakovou vodou, ložiska • bronzy hliníkové – 3-11% Al, teplá pára, vysoce namáhané součásti, • bronzy niklové – konstantan, nikelin, odolné proti mořské vodě • Heuslerovy slitiny – 10% Mn, 9%Al. Tvoří feromagnetické slitiny (bez obsahu Fe) 8

PDF Compressor Pro

Pájky Pájení je způsob spojování součástí roztaveným pomocným materiálem, tzv.pájky s nižší teplotou tavení, než mají spojované součásti, které se při tom neroztaví • tvrdé - tavitelné při teplotách nad 450 °C, obvykle slitiny, Cu, Al a Ag se v oblastech, kde dochází k většímu mechanickému namáhání nebo na místech namáhaných vysokými teplotami • měkké - tavitelné při teplotách pod 450 °C, nízkotavitelné kovy - obvykle Sn nebo slitiny cínu a Pb • využívají se pro místa, která nejsou mechanicky ani teplotně nijak zvlášť namáhána. 9

PDF Compressor Pro

Opakování: 1. Vysvětlete pojem těžké neželezné kovy a vyjmenujte hlavní zástupce. 2. Vyjmenujte významné vlastnosti mědi, olova a cínu a jejich slitin. 3. Pojmenujte významné vlastnosti slitin Cu, jejich rozdělení. Použití slitin v praxi. 10

PDF Compressor Pro

Zdroje: • Wikimedia Commons • M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1

11

ZKOUŠKY TVRDOSTI II.

1

•

DUM: ZKOUŠKY TVRDOSTI

•


•


•


•


•


2

Zkoušky tvrdosti statické vnikací podle 1. Brinella 2. Rockwella

3. Vickerse •

jsou to nejpoužívanější zkoušky zjišťování tvrdosti kovových materiálů

•

princip těchto zkoušek je zatlačování velmi tvrdého tělesa a měřítkem je velikost vtisku 3

1. Zkouška podle Brinella • zkoušíme především tvrdost neželezných kovů, měkkých ocelí • zkoušku provádíme na povrchu zkušebního tělesa nebo přímo na součásti • povrch musí být hladký, rovný, bez okují a bez mazadel • vnikací (zkušební těleso je kulička): – ocelová kalená...označení HB – z tvrdokovu.......značení HBW (WC+Co) 4

Výsledek zkoušky • změříme průměr vtisku d1 a d2 na sebe kolmé a vypočítáme aritmetický průměr obou hodnot • doba počátku zatížení od 2–8s • doba plného zatížení je 10 – 15 s • hodnotu tvrdosti odečteme z tabulek 5

Vtisky po zkoušce

6

Přesné měření Ø vtisku

7

Poldi kladívko • je ruční přenosný tvrdoměr

• patří mezi zkoušky dynamické, ale princip je jako u zkoušek podle Brinella • princip je porovnání známé tvrdosti porovnávací tyčky s tvrdostí zkoušeného materiálu

8

2. Zkouška podle Rockwella • vnikacím tělesem je diamantový kužel o vrcholovém úhlu 120° nebo kulička z tvrdokovu • kužel se vtlačuje na dvakrát (předběžné a přídavné zatížení silou F)

• měří se hloubka vtisku v mm • na tvrdoměru se odečte přímo hodnota tvrdosti

• zkouška je rychlá, přesná, vtisky malé (max 0,2mm hluboké) • nejčastější použití v kalírnách na zakalené předměty 9

10

Značení tvrdosti podle Rockwella • HRA - indentorem je diamantový kužel s vrcholovým úhlem 120°, zkouška probíhá při zatěžování silou 600N • HRB - indentorem jekalená o průměru cca 1,6mm, zkouška probíhá při zatěžování silou 1000N • HRC - indentorem je opět diamantový kužel, v tomto případě zkouška probíhá při zatěžování silou 1500N 11

3. Zkouška tvrdosti podle Vickerse • vnikacím tělesem je diamantový pravidelný čtyřboký jehlan (vrchol. úhel je 136°) • doba působení síly na vnikací těleso je min. 10 – 15 s • měří se 2 úhlopříčky vtisku a vypočítá se jejich aritmetický průměr

• je to metoda nejpřesnější ze všech předchozích • označení HV 12

Princip zkoušky dle Vickerse

13

14

Vickersova metoda

15

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons • Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie 1/1

16

PDF Compressor Pro

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ – FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

1

PDF Compressor Pro

• DUM: Základní vlastnosti materiálů – Fyzikální vlastnosti • • Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_08 • Název a adresa školy: SPŠ Hronov • Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková • Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596 • Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

2

PDF Compressor Pro

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ: FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Hustota Teplota tání a tuhnutí Délková a objemová roztažnost Tepelná vodivost Elektrická vodivost Měrný elektrický odpor Magnetické vlastnosti

PDF Compressor Pro

1. HUSTOTA • hustota ϱ je dána poměrem hmotnosti m k objemu V homogenní látky ϱ = m/V • jednotka kg.m-3 • skutečná hustota se mírně liší od ideální poruchy v mřížce (vakance, póry, nečistoty), – lité kovy mají až o 3% menší hustotu než kovy tvářené 4

PDF Compressor Pro

Olovo Pb

Ttá = 327,5 °C, ρ = 11,34 g cm-3

5

PDF Compressor Pro

2. TEPLOTA TÁNÍ A TUHNUTÍ

• teplota (bod) tání a tuhnutí = teplota, při které látka mění skupenství • závisí na vnitřní stavbě kovů • využití - slévárenství, pokovování, svařování • při lití - teplota tavení - je cca o 200° > než Ttá • teplota lití - o 50-100°C vyšší než T likvidu • slitiny mají postupný přechod skupenství teplotní rozsah (interval) 6

PDF Compressor Pro

7

PDF Compressor Pro

3. DÉLKOVÁ A OBJEMOVÁ ROZTAŽNOST

• prodloužení délky či zvětšení objemu vlivem zvýšení teploty látky • vztahuje se na počáteční délku nebo objem • teplotní součinitel délkové α (K-1) a objemové roztažnosti β (K-1) = změna délkové či objemové jednotky při změně teploty o 1 K • odlitky, spékané materiály a plasty – smrštivost (opakem roztažnosti) 8

PDF Compressor Pro

4. TEPELNÁ VODIVOST • tepelná vodivost (W.m-1.K-1) = teplo Q, které při ustáleném stavu projde za časovou jednotku mezi dvěma protilehlými stěnami krychle o délce hrany 1m, je-li rozdíl teplot mezi těmito stěnami 1 K • nejlepší vodič tepla: stříbro • ostatní kovy: srovnáváme se stříbrem • nejlepší vodiče: čisté kovy • nekovové materiály mají vodivost 10 - 100krát nižší než kovové 9

PDF Compressor Pro

5. ELEKTRICKÁ VODIVOST • elektrická vodivost G (S) je schopnost vést elektrický proud • vodič s odporem 1 Ω má vodivost 1 S • materiály dělíme na vodiče a nevodiče (izolanty) • mezi nimi jsou tzv. polovodiče (selen, křemík, germanium) • vodivost se posuzuje podle elektrického odporu 10

PDF Compressor Pro

Zlato 11

PDF Compressor Pro

6. MĚRNÝ ELEKTRICKÝ ODPOR • • • • • • • •

odpor ϱ charakterizuje schopnost vedení elektrického proudu nejlepší vodič: stříbro, měď a hliník nejlepší izolant: vakuum elektrickou vodivost zhoršují poruchy v mřížce, legující prvky a nečistoty tváření vodivost zhoršuje, rekrystalizace zlepšuje supravodivost: vlastnost některých kovů při velmi nízkých teplotách skokem snížit elektrický odpor na nezjistitelnou hodnotu čisté kovy – rychlý přechod, slitiny – pomalejší supravodivost se vyskytuje hl. u stejnosměrného proudu 12

PDF Compressor Pro

Stříbro

13

PDF Compressor Pro

7. MAGNETICKÉ VLASTNOSTI • tuto vlastnost mají pouze slitiny Fe • zjišťují se podle chování materiálů v magnetickém poli • magnetické vlastnosti materiálu udává permeabilita = B/H (H.m-1) • vyjadřuje vztah magnetické indukce B a intenzity magnetického pole H 14

PDF Compressor Pro

• podle velikosti → 3 skupiny: • diamagnetické látky: <1 (vodík, většina organických sloučenin, stříbro, zlato, truť, cín, olovo). Tyto kovy nezesilují účinek magnetického pole • paramagnetické látky: >1 (kyslík, alkalické kovy, hliník, platina). Tyto kovy nepatrně zvyšují účinek magnetického pole • feromagnetické látky: je vysoké a závislé na intenzitě magnetického pole (železo, nikl, kobalt, slitiny chrómu a manganu) 15

PDF Compressor Pro

FEROMAGNETICKÉ LÁTKY • měkké - snadno se zmagnetizují a odmagnetizují = po zániku magnetického pole si své vlastnosti neudrží • použití: stavba magnetických obvodů u elektrických strojů • tvrdé - magnetizují se obtížně, ale podrží si vlastnosti i po zániku magnetického pole • použití: výroba permanentních magnetů 16

PDF Compressor Pro

Shrnutí 1. Vyjmenujte základní vlastnosti technických materiálů. 2. Rozdělení materiálů podle vlastností. 3. Popište jednotlivé vlastnosti, vztahy, jednotky. 4. Uveďte příklady materiálů s význačnými vlastnostni. 17

PDF Compressor Pro

ZÁKLůDNÍ VLůSTNOSTI MůTERIÁL

MECHANICKÉ VLASTNOSTI 1

PDF Compressor Pro

• • • • • • • •

DUM: ZÁKLůDNÍ VLůSTNOSTI MůTERIÁL – MECHůNICKÉ VLASTNOSTI Číslo: VY_32_INOVůCE_STR_6_9 Název a adresa školy: SPŠ Hronov Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596


•

2

PDF Compressor Pro

• • • • • • •

ZPŮSOBY ZATÍŽENÍ MATERIÁLU tah tlak krut střih ohyb tyto zátěže p sobí obvykle v kombinacích pro odolání těmto zátěžím musí mít materiál pevnost, pružnost, tvrdost, tvárnost apod. 3

PDF Compressor Pro

• pevnost v tahu je smluvní hodnota napětí daného podílem největší zatěžující síly, kterou snese zatěžující tyč a počátečního pr řezu zkušební tyče • tvrdost definujeme jako odpor, který materiál klade proti vnikání cizího tělesa • pokud jsou hodnoty odvozeny ze vztahu mezi tlakovou silou a plochou vtisku, přisuzujeme jim jednotku MPa • vrubová houževnatost je podílem spotřebované nárazové práce a počátečního příčného pr řezu v místě vrubu • křehkost je opakem houževnatosti

4

PDF Compressor Pro

Pevnost v tahu Rm Fm Rm  S0

MPa

• je smluvní hodnota napětí odpovídající největší zatěžující síle Fmax [N] vztažené k p vodnímu pr řezu So

5

PDF Compressor Pro

Podstata zkoušky

• zkouška spočívá v deformaci zkušební tyče tahovým zatížením obvykle do přetržení pro stanovení jedné nebo více mechanických vlastností zavedených v normě. Obvykle se zkouší při okolní teplotě v rozmezí od 10°C do

6

PDF Compressor Pro

HOOKŮV ZÁKON

 n  E 



Normálové napětí je přímo úměrné relativnímu prodloužení



Platí až do bodu U



E – modul pružnosti v tahu



n – normálové napětí



ε - relativní prodloužení 7

PDF Compressor Pro

DRUHY ZKOUŠEK MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ MATERIÁLŮ • zkoušky jsou d ležité pro získávání údaj nutných pro návrh tvaru, rozměr , materiálu strojních součástí Druhy zkoušek: • statické • dynamické rázové a cyklické • speciální • zkoušky za normálních, zvýšených a snížených teplot 8

PDF Compressor Pro

STATICKÉ ZKOUŠKY

• zatížení se zvětšuje poměrně zvolna • p sobí minuty, při dlouhodobých zkouškách dny až roky DYNAMICKÉ ZKOUŠKY • rázové: síla p sobí nárazově po zlomek sekundy • cyklické = zkoušky na únavu materiálu; proměnné zatížení se opakuje mnoha cykly za sekundu až milionkrát 9

PDF Compressor Pro

ZVLÁŠTNÍ TECHNICKÉ ZKOUŠKY

• jejich údaje je možno považovat za směrné výsledky závisí na mnoha vedlejších činitelích • nejd ležitější jsou zkoušky tvrdosti ZKOUŠKY ZA NORMÁLNÍCH, ZVÝŠENÝCH A SNÍŽENÝCH TEPLOT • rozdělení podle teplot 10

PDF Compressor Pro

Zkouška tahem Zkouška tahem

11

PDF Compressor Pro

Otázky k opakování : Jaké mechanické vlastnosti materiál znáš? Jaké existují zkoušky těchto vlastností? Jaký druh zkoušky je zkouška tahová? Popiš zkušební těleso této zkoušky. Popiš všechny d ležité body v Pracovním diagramu. 6. Popiš veličiny, které se z této zkoušky získávají. 1. 2. 3. 4. 5.

12

PDF Compressor Pro

Zdroje: • cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I • Strojírenská technologie 1, 2

13

PDF Compressor Pro

Neželezné kovy a jejich slitiny Prášková metalurgie I

1

PDF Compressor Pro

•

DUM: Neželezné kovy a jejich slitiny – PRÁŠKOVÁ METALURGIE

•


•


•


•


•


2

PDF Compressor Pro

Prášková metalurgie

Umožňuje získat výrobky, které jinými technologiemi nemůžeme vyrobit • např. směsi kovů s velmi rozdílnou T tání • směsi prvků s velkými rozdíly v hustotě – ložiska z kovu a grafitu • výrobky se speciálními vlastnostmi (žárupevnost, otěruvzdornost)

• výrobky s vysokou porezitou

3

PDF Compressor Pro

Postup výroby technologií práškové metalurgie

1. Výroba prášků

2. Míchání směsí 3. Lisování

4. Slinování

4

PDF Compressor Pro

Snímky prášků pořízené elektronovým mikroskopem

5

PDF Compressor Pro

Prášky různých kovů

Atomizovaný prášek 6

PDF Compressor Pro

Výroba prášku mletím

7

PDF Compressor Pro

1. Lisování prášků

• prášky a jejich směsi se upravují do tvaru výrobků • při lisování se vlastnosti prášků mění - zmenšuje se pórovitost, dochází k plastické deformaci částic a zvětšuje se styková plocha mezi zrny • lisovací tlaky jsou 200 až 690 MPa • způsoby lisování: lisování za studena, za tepla, izostatické, protlačování, vibrační lisování

• pevnost výlisku stoupá přibližně úměrně s lisovacím tlakem 8

PDF Compressor Pro

2. Slinování (spékání, sintrování) • spékání směsí prášků při teplotách 0,65 až 0,8 nejvyšší T teploty tání

• smrštění délkových rozměrů činí 17 až 25 % za předpokladu, že pórovitost je nulová. Ta ale i při nejmodernějších metodách zpracování činí 1 až 2 % • podmínky slinování ovlivňuje teplota, čas, prostředí (ochranný plyn, vakuum) a druh slinování (přímé, nepřímé apod.). Teplota slinování bývá většinou 0,8násobek teploty tavení. U některých prášků je 1050 až 1150 °C, u mědi 800 až 850 °C • doba slinování bývá 2 až 3 hodiny 9

PDF Compressor Pro


• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I • Strojírenská technologie 2

• Techmagazín 2011

10

PDF Compressor Pro

Neželezné kovy a jejich slitiny Prášková metalurgie II

1

PDF Compressor Pro

• DUM: Neželezné kovy a jejich slitiny – Prášková metalurgie II • Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_08 • Název a adresa školy: SPŠ Hronov • Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková


2

PDF Compressor Pro

Slinuté karbidy – tvrdokovy

• materiály s vysokými hodnotami pevnosti (1700 – 4850 MPa), vysokou otěruvzdornosti, obsahující karbidy těžkotavitelných kovů a spojující kov. Velikost karbidických částic se pohybuje v rozmezí 0,5 – 10 µm. • SLINUTÉ karbidy můžeme rozdělit: – WC – Co – WC – TiC – Co – WC – TiC – TaC – Co – TiC – Ni (spojujícím kovem je Ni) • jsou určené především na výrobu obráběcích nástrojů • hlavně na destičky soustružnických nožů. • velkým přínosem při zvyšování odolnosti tvrdokovů proti opotřebení je nanášení velice tenkých povlaků (cca 5 µm) a to například TiC, Ta nebo TiN 3

PDF Compressor Pro

Příprava slinutého karbidu

4

PDF Compressor Pro

Struktura slinutého karbidu

Tvrdá fáze => karbid wolframu WC Tvárná fáze (pojivo) => Co, Ni, Fe

5

PDF Compressor Pro

Destička ze slinutého karbidu

Velikost zrna (prášku): < 0,2 µm - nano zrno >10 µm - extra hrubé zrno

6

PDF Compressor Pro

7

PDF Compressor Pro

Polotovar pro výrobu fréz vyrobený práškovou metalurgií (uvnitř otvor pro chlazení)

Již hotová fréza 8

PDF Compressor Pro

Výrobky práškové metalurgie

Kluzné materiály

• nízký koef. tření, vysoká odolnost vůči opotřebení, dobrý záběh, dynamická a statická pevnost, velká tepelná vodivost, nízká tepelná roztažnost • „samomazná ložiska“ – 15 – 30 % pórů, nasytí se olejem • teflonová ložiska • pístní kroužky Filtry a porézní materiál • zhutňování se provádí bez použití tlaku • elektrody NI-Cd akumulátorů • části pro kostní transplantace 9

Výrobky z prášků – ložiska, nástroje, části implantátů

PDF Compressor Pro

10

PDF Compressor Pro

Čepy z SK

Pás z prášku Ti

Brzdové destičky 11

PDF Compressor Pro

Otázky k opakování: 1. Popište mechanický způsob výroby prášků. 2. Popište způsob výroby prášků. 3. Výroba granulátu slinutého karbidu.

4. Lisování práškových kovů. 5. Popište slinování.

6. Popis výroby slinutého karbidu. 7. Vlastnosti slinutého karbidu.

8. Využití slinutých karbidů. 12

PDF Compressor Pro



• Techmagazín 2011

13

PDF Compressor Pro

Broušení

1

PDF Compressor Pro

•

DUM: Charakteristika

hlavních oborů - Broušení

• • •

Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_12 Název a adresa školy: SPŠ Hronov Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková

•


•


2

PDF Compressor Pro

Teorie broušení • je hlavní dokončovací metoda, která umožňuje získat vysokou přesnost obrobené plochy

• metoda obrábění mnohobřitými nástroji s geometricky nedefinovatelnými řeznými hranami (zrna brusiva), které jsou spojeny pojivem • řadí se mezi nejstarší metody obrábění • v současnosti se díky možnostem rozšiřuje z původního pouze dokončovacího obrábění i do oblasti hrubování 3

PDF Compressor Pro

Teorie broušení • třísky mají malý průřez (asi 10-3 mm2) • řez je přerušovaný a třísky mají proměnlivý průřez (obdoba s frézováním) • dochází v důsledku velkých plastických deformací a tření třísky k vysokým teplotám (až 1500 ºC), že se některé třísky roztaví a shoří (jiskření) • z důvodu vzniku velkého tepla při broušení je nutné chladit obrobek i řezný kotouč

• teplo vznikající při broušení oduhličuje povrch obrobku, tak dochází ke vzniku trhlin 4

PDF Compressor Pro

Charakteristické znaky procesu broušení

• z důvodu různé geometrické • záporné úhly čela jednotlivých formy zrn a jejich nepravizrn jsou různé a obvykle velké delnému rozmístění v brus(ovlivňují oblast primární ném nástroji se odebírá plastické deformace) nepravidelná tříska

5

PDF Compressor Pro

Schéma vylamování brusného zrna

• zrna jsou schopna přenášet pouze malé řezné síly (slabé upevnění zrn pojivem) • při obrábění dochází k samovolnému uvolňování jednotlivých zrn nebo jejich částí („samoostření“ brousícího kotouče) 6

PDF Compressor Pro

Tvorba třísky při broušení

• Broušení jako dokončovací operace má tyto hlavní přednosti: • velkou přesnost (1 až 3 μm), správnost geometrických tvarů (kruhovitost i pod 0,2 μm) a malou drsnost obrobené plochy (Ra = 0,8 až 0,2 μm) 7

PDF Compressor Pro

Kinematika broušení

8

PDF Compressor Pro

Druhy broušení • Vnější broušení „dokulata“ – s podélným posuvem – s příčným posuvem (zapichovací) – kotoučem nastaveným na rozměr – krokové (s příčným i podélným posuvem) – bezhroté (průběžné, zapichovací, broušení na doraz) • Vnitřní broušení „dokulata“ – bezhroté – bezhroté v tuhých opěrách • Broušení na plocho (broušení rovinné): – obvodem brusného kotouče – čelem brusného kotouče 9

PDF Compressor Pro

Druhy broušení na plocho

10

PDF Compressor Pro

Radiální (zapichovací) obvodové broušení vnějších ploch „dokulata“

11

PDF Compressor Pro

Axiální obvodové broušení vnějších ploch „dokulata“ s podélným posuvem

• dlouhé rotační součástky válcového nebo kuželového tvaru 12

PDF Compressor Pro

Obvodové rovinné broušení

Posuvný pohyb obrobku

Rotační pohyb obrobku

• používá se obvykle pro obrábění „načisto • obvodové broušení patří mezi nejpřesnější způsob broušení rovinných ploch 13

PDF Compressor Pro

Čelní broušení obrobku

14

PDF Compressor Pro

Stroje na broušení - brusky 1. Hrotové brusky

– bruska s posuvným stolem – na stole unášecí vřeteník a

koník • stůl – přímočarý vratný pohyb (posuv rotujícího obrobku) • brousicí vřeteník – přísuv (přísuv brousicího kotouče)

–

bruska s posuvným brousicím vřeteníkem - pro těžší obrobky • brousicí vřeteník – posuv na saních + přísuv • obrobek – rotace • natočením stolu – dlouhé kuželové plochy • natočením brousicího vřeteníku – krátké kuželové plochy 15

PDF Compressor Pro

Předchůdci dnešních brusek

16

PDF Compressor Pro

Zdroje: • vlastní fotogalerie • M. Hluchý, V. Haněk: Strojírenská technologie • cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

17

Nástrojové oceli

1

• DUM: Nástrojové oceli

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_13 • Název a adresa školy: SPŠ Hronov • Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková


Rozdělení NO podle ČSN 420002 • Nelegované nástrojové oceli – Nízkouhlíkové (0,3 – 0,6 % C) – Středněuhlíkové (0,5 – 1,1 % C) – Vysokouhlíkové (1,0 – 1,5 % C)

• Legované nástrojové oceli – Nízkolegované (do 5% legur) – Střednělegované (5 – 10% legur) – Vysokolegované (nad 10% legur)

• Rychlořezné oceli – Oceli pro běžné použití – Výkonné oceli – Vysoce výkonné oceli (+ Co) 3

19 0xx 19 1xx 19 2xx

Nástrojová ocel uhlíková

• Cementované kalibry, ruční nářadí

• Kladiva, kleště, šroubováky, montážní nářadí, ruční sekáče na měkkou ocel, svěrákové a upínací čelisti, průbojníky na kůži 4

Způsoby kalení nástrojových ocelí

Kalení - nepřetržité (přímé) - lomené - termální - se zmrazením

5

Hlavní vlastnosti nástrojových ocelí • • • • • • • •

Tvrdost Pevnost v ohybu Houževnatost Kalitelnost a prokalitelnost Odolnost proti popouštění Odolnost proti otěru Odolnost proti otupení (řezivost) Stálost rozměrů 6

Zdroje:

• strojirenstvi-ucivo.blogsport.com

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons • Hluchý, Kolouch, Paňák: Strojírenská technologie 2, 1. díl • Ptáček, L. a kol.: Nauka o materiálu II., 1999 • Fremunt, P., Krejčík, J., Podrábský, T.: Nástrojové oceli, 1994

7

PDF Compressor Pro

CHEMICKÉ VLůSTNOSTI MůTERIÁL

KOROZE KOV

PDF Compressor Pro

• DUM: CHEMICKÉ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ KOROZE KOVŮ • Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_14 • Název a adresa školy: SPŠ Hronov

• Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková • Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596

• Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

2

PDF Compressor Pro

Koroze

korodere (lat.) - rozhlodávat

– je samovolné rozrušování materiál následkem chemické nebo elektrochemické reakce s prostředím – probíhá ve vodě, atmosféře nebo zeminách – nežádoucí jev zp sobující snižování určitých vlastností materiálu (až do úplného rozpadu) – nejčastěji napadá kovy 3

PDF Compressor Pro

Rozdělení koroze Podle: – vnitřního mechanismu – prostředí

– druhu korozního napadení mechanického namáhání

4

PDF Compressor Pro

Rozdělení podle vnitřního mechanismu

• Chemická koroze – znehodnocení vznikající vzájemným působením kovu a korozního prostředí (soli, kapaliny, plyny)

– vzniká v nevodivém prostředí oxidací kovů, hlavně oceli, nejčastěji v prostředí přehřáté páry a při ohřevu kovu – u neželezných kovů - koroze omezena tenkou vrstvou oxidu (zelená patina u mědi - měděnka, oxidační vrstva u hliníku) 5

PDF Compressor Pro

• Elektrochemická koroze – funguje na principu galvanického článku – probíhá ve vodivém prostředí

Galvanický článek eeKationtový proud

Aniontový proud

6

PDF Compressor Pro

Rozdělení podle prostředí

• Atmosférická koroze • Koroze v kapalinách

• Půdní koroze

Tzv. "nekorodující" sloup v Dillí, přestože je jeho povrch zcela zřetelně pokryt korozními produkty železa. ( výška 7,2m, hmotnost 6t ) stáří 1600 let

7

PDF Compressor Pro

kritická relativní vlhkost

- je-li povrch kovu drsný, pokrytý nečistotami, tvoří se vodní film při nižší relativní vlhkosti (60%)

8

PDF Compressor Pro

Koroze v kapalinách – nejčastější: vodní koroze – vodní stroje, stroje a zařízení na výrobu páry, chladicí systémy motorů, kompresorů, rozvodná potrubí, armatury pitných vod aj. – agresivita vod je závislá na tvrdosti, hodnotě pH, množství plynů rozpuštěných ve vodě (hl. kyslíku), na teplotě a proudění vody → úpravy vody pro průmyslové účely: změkčování, odplyňování, chemická úprava

9

PDF Compressor Pro

Průběh vodní koroze

O2 - kyslík

Vzduch Kapka vody Fe2 + OH = Fe(OH)2 Fe2

O2+ 4e + H2O → 4OH Oblast katodová

Rez 2Fekov → 2Fe + 4e Kov (Fe)

Oblast anodová 10

PDF Compressor Pro

Rozdělení podle druhu korozního napadení

• Rovnoměrná koroze – celková (napadá rovnoměrně celý povrch materiálu)

• Nerovnoměrná koroze

– vzniknou-li v korozním systému heterogenity na straně prostředí nebo materiálu – patří sem. galvanická, štěrbinová a bodová koroze, korozní praskání, mezikrystalová, selektivní a erozní koroze 11

Typy korozního napadení

PDF Compressor Pro

• nerovnoměrná – bodová – důlková

– mezikrystalová – transkrystalová

12

PDF Compressor Pro

Kontrolní otázky: 1. Co je to koroze? 2. Jak se koroze rozděluje? 3. Jak probíhá chemická a elektrochemická koroze a jaký je mezi nimi rozdíl? 4. Jaké známe druhy koroze podle prostředí? 5. Jaký je nejčastější projev koroze? 6. Jaké materiály koroze nejčastěji napadá? 7. Jak lze materiály chránit proti korozi? 13

PDF Compressor Pro

Zdroje: • M. Hluchý, J. Kolouch – Strojírenská technologie: Nauka o materiálu • www.encyklopedie.cz • použité obrázky: rez - cs.wikipedia.org* • vlastní obrázky vytvořené v programu Malování • vlastní fotogalerie autora * na použité obrázky se nevztahují autorská práva

14

PDF Compressor Pro

TVRDOST A ZKOUŠKY TVRDOSTI I.

1

PDF Compressor Pro

•

DUM: ZKOUŠKY TVRDOSTI

•


•


•


•


•


2

PDF Compressor Pro

TVRDOST • základní mechanická vlastnost • je to odpor, který klade materiál proti vnikání cizího tělesa

• značí se H (z angl. hardness) • jednotka MPa, která se ovšem neuvádí z důvodu možné záměny tvrdosti za pevnost • hodnoty tvrdosti se uvádějí pomocí označení zkoušky, která se na předmětu provádí 3

PDF Compressor Pro

Značení tvrdosti XX HXX číselná hodnota tvrdosti

zkratka použité zkoušky (norm.)

tvrdost se zkouší buď na odebraném vzorku, nebo přímo na hotové součásti 4

PDF Compressor Pro

5

PDF Compressor Pro

Zkoušky tvrdosti – hlediska rozdělení

1. statické (tvrdost podle Brinella, Rockwella, Vickerse)

2. dynamické (Poldi kladívko, Shoreho skleroskop) Další dělení: 1. zkoušky vrypové (Martens), 2. vnikací (Brinell, Rockwell, Vickers), 3. odrazové (Shore).

6

PDF Compressor Pro

1. Zkoušky vrypové Zkoušení tvrdosti kovů vrypem - založeno na myšlence Mohsovy stupnice pro zkoušení minerálů V této stupnici je seřazeno 10 nerostů, z nichž každý následující je schopen vyrýt do všech předcházejících nerostů vryp. Použití – jen pro tvrdé a křehké materiály Pořadí materiálů používaných ve strojírenství: Grafit 0,5 cín 1,5 olovo 1,5 hliník 2 zlato 2,5 Stříbro 2,5 Antimon 3,5 Železo 4,5 Platina 4,5 Měkká ocel 5 Iridium 6 Tvrdá ocel 8,5 nitridovaný povrch 9 slinuté karbidy 9,8

7

PDF Compressor Pro

MOHSOVA STUPNICE TVRDOSTI

1. mastek 2. sůl kamenná 3. vápenec 4. kazivec 5. apatit

6. živec 7. křemen 8. topas 9. korund 10. diamant

8

PDF Compressor Pro

Vrypová zkouška podle Martense • značí se HMa • provádí se přitlačováním diamantového hrotu měnitelným tlakem na leštěný povrch zkušebního předmětu • mírou tvrdosti je síla F, potřebná ke vzniku vrypu širokého 0,01 mm

9

PDF Compressor Pro

2. ZKOUŠKY ODRAZOVÉ Zkouška odrazem podle Shoreho • zjišťujeme tvrdost z velikosti odskoku závaží (kulička, diamantový hrot) spuštěného z určité výše od zkoušeného materiálu. Působením závaží dojde k plastické deformaci zkoušeného materiálu a ke spotřebování části energie závaží. To se pak neodrazí do původní výšky.

10

PDF Compressor Pro

Shoreův skleroskop • přístroj pro stanovení tvrdosti podle Shorea [HSh] • tohoto způsobu zjišťování tvrdosti se používá velmi málo, většinou jen pro měření tvrdosti velkých výrobků, konstrukcí • je to metoda poměrně nepřesná 11

PDF Compressor Pro

Shoreho skleroskop

Měření HMa 12

PDF Compressor Pro

Procvičování probrané látky: 1. Vysvětlete, do jaké skupiny vlastností patří tvrdost. 2. Uveďte definici tvrdosti.

3. V jakých jednotkách se tvrdost měří a jak se označuje? 4. Rozdělení zkoušek tvrdosti ze 2 hledisek. 5. Popište způsob označování tvrdosti.

13

PDF Compressor Pro

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons • Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I • Strojírenská technologie 1/1

14

PDF Compressor Pro

Mechanické zkoušky materiálů ZKOUŠKA TAHEM

PDF Compressor Pro



DUM: ZKOUŠKA TAHEM
















2

PDF Compressor Pro

Zkouška tahem (ČSN EN ISO 6892-1, ČSN 42 0310, ČSN EN 10001-5)



tahová zkouška je nejdůležitější statickou zkouškou mechanických vlastností matriálů



Provádí se na trhacím stroji



Průběh a výsledek zkoušky se zaznamenává na

zapisovacím zařízení stroje,dříve na mm papír, dnes již z tiskárny 

Výsledkem zkoušky je tzv.Pracovní diagram, který udává závislost celkového (resp. poměrného) prodloužení na zatěžující síle(resp. napětí)

3

PDF Compressor Pro

Definice základních pojmů:



Počáteční měřená délka L0 [mm]



Konečná délka Lu [mm] - měřená délka po přetržení



Celkové prodloužení  L [mm]



Poměrné prodloužení ε [%] prodloužení vyjádřené v %

L=Lu – L0

L  L0 4

PDF Compressor Pro 

Kontrakce Z [%] - největší změna příčného průřezu po přetržení zkušební tyče (S0 – Su) vyjádřené v [%] počátečního příčného průřezu S0 S0  Su  100 Z S0



Tažnost A - trvalé prodloužení měřené délky po přetržení vyjádřené v %

Lu  L0 A  100 L0 5

PDF Compressor Pro

Pevnost v tahu Rm 

Pevnost v tahu Rm [MPa] – smluvní hodnota napětí odpovídající největší zatěžující síle F max [N] vztažené k původnímu průřezu Fm Rm  S0 6

PDF Compressor Pro

Pevnost v kluzu Re 

Pevnost v kluzu (mez pevnosti v kluzu) [MPa] –

napětí, při kterém nastává v tyči první plastická deformace

7

PDF Compressor Pro

Zkušební tyče kruhového průřezu 

Počáteční průměr d0



Počáteční délka L0 (=10 d0 nebo 5 d0 )



Na počátku zkoušky se na tyči vyznačí rysky po 10 mm – měření po přetržení

tyče

8

PDF Compressor Pro

Výrobní výkres zkušební tyče

9

PDF Compressor Pro

Pracovní diagram s výraznou mezí kluzu

P – mez pevnosti

PP K – mez kluzu

U – mez úměrnosti

10

PDF Compressor Pro

Otázky k procvičování: 1. Nakreslete pracovní diagram pro měkkou uhlíkovou ocel. 2. Do nakresleného diagramu vyznačte všechny důležité body a popište jejich význam. 3. Uveďte vzorec pro výpočet smluvní pevnosti v tahu včetně jednotek. 4. Nakreslete diagram pro tvrdou ocel, s nevýraznou mezí kluzu. 11

PDF Compressor Pro

Zdroje: 

cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons



Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I



Strojírenská technologie 1



Techmagazín 2011

12

PDF Compressor Pro

ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI

1


DUM: ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI




   

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.059 Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

2



V praxi jsou strojní součásti většinou namáhány zatížením,jehož smysl a velikost se prudce nebo opakovaně mění K porušení materiálu může docházet, i když zatěžující síla nedosáhla statické pevnosti, která se zjišťuje pomocí statické zkoušky tahem Proto se používají Dynamické

PDF Compressor Pro





zkoušky rázové

- tou je zkouška rázem v ohybu (zkouška vrubové houževnatosti) 3




V současné době se ve světě jako srovnávací zkouška pro hodnocení houževnatosti materiálů používá zkouška rázem v ohybu podle Charpyho, nazývaná jako Zkouška rázem v ohybu, Zkouška vrubové houževnatosti ČSN EN 10045-1(42 0381):1998. Způsoby zkoušky :  při pokojové teplotě – orientačně informativní význam  při více teplotách – hodnocení přechodu z houževnatého lomu na křehký



Houževnatost - vyjadřuje odolnost materiálu vůči lomu a zpravidla je charakterizována velikostí mechanické práce, nutné k lomu.



Křehkost – je opakem houževnatosti. 4

PDF Compressor Pro

Zkušební těleso – tyč

Vrub V Vrub U



Kdy se používá V-vrub, kdy U-vrub?



V-vrub



U-vrub

materiály vykazující tranzitní lomové chování – v technických dodacích podmínkách EN – svařitelné oceli tvářené i na odlitky, tvárná litina

vyskytuje se zpravidla v materiálových listech – legované oceli, perlitické oceli na železniční dvojkolí, apod.

5

PDF Compressor Pro

Výhody zkoušky vrubové houževnatosti



   

jednoduchost dostupnost ekonomická a časová nenáročnost porovnání různých materiálů navzájem měření při různých teplotách – zjištění přechodové teploty 6

PDF Compressor Pro

Otázky k procvičení : 1. 2.

3. 4. 5. 6.

Vyjmenuj mechanické vlastnosti materiálů. Rozdělení zkoušek. Zkoušky dynamické, rozdělení. Co se zjišťuje rázovou zkouškou? Jaké zařízení se k této zkoušce používá? V jakých oblastech se hodnot získaných ze zkoušek používá? 7

PDF Compressor Pro

Použité zdroje:    

 

Vlastní fotogalerie Jareš V.: Základní zkoušky kovů a jejich teorie, Praha 1966 Dorazil, E. a kol.: Nauka o materiálu I, Brno 1989 ČSN EN 10045-1 Kovové materiály – Zkouška rázem podle Charpyho – Část 1: Zkušební metoda (U a V vruby) Hluchý M.,Kolouch J.:Strojírenská technologie 1,Praha 2002 cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

8

PDF Compressor Pro

TECHNOLOGICKÉ VLůSTNOSTI MůTERIÁL

1

PDF Compressor Pro

2

•

DUM: TECHNOLOGICKÉ VLůSTNOSTI MůTERIÁL

•

Číslo: VY_32_INOVůCE_STR_6_1Ř

•


•

Vytvo ila: Ing. Zdeňka Suchánková

•


•

P edmět: Strojírenská technologie 1. ročník

CZ.1.07/1.5.00/34.0596

PDF Compressor Pro

Rozdělení technologických vlastností

• jsou to takové vlastnosti, které souvisí p ímo s výrobou v konkrétním provozu, se zpracováním materiálu na výrobek 1. OBROBITELNOST 2. TVÁRNOST 3. SVů ITELNOST 4. SLÉVůTELNOST (ZůBÍHůVOST) 5. ODOLNOST PROTI OPOT EBENÍ 3

PDF Compressor Pro

1. OBROBITELNOST • chování materiálu p i obrábění eznými nástroji • schopnost materiálu oddělovat t ísku • značení obrobitelnosti podle – druhu materiálu – zp sobu obrábění

• T ÍDY obrobitelnosti

– t ídy jsou označeny číslem umístěným p ed písmeno (nap . 11a. 14b. atd.), – st ední hodnoty indexu obrobitelnosti v jednotlivých t ídách jsou odstupňovány dle geometrické ady s koeficientem q – t ída etalonového materiálu má hodnotu q = 1 – ezná rychlost vcT v dané t ídě je vždy 1,26 krát vyšší/nižší, než rychlost v sousední t ídě

• SKUPINY obrobitelnosti

a - litiny, b - oceli, c - těžké neželezné kovy (měď a slitiny mědi), d - lehké neželezné kovy (hliník a slitiny hliníku), 4

PDF Compressor Pro

Obrobitelnost

5

PDF Compressor Pro

2. TVÁRNOST • je to vlastnost, který musí mít materiál určený k tvá ení za tepla nebo za studena, to znamená – – – – – – – – – – 6

kování válcování protlačování tažení ražení lisování ohýbání st íhání děrování ...

PDF Compressor Pro

7

PDF Compressor Pro

3. SVů ITELNOST • je schopnost materiálu vytvá et nerozebíratelný spoj zp sobem tavného, tlakového nebo jiného sva ování • podmínka sva itelnosti ocelí – obsah uhlíku musí být menší než 0,4 % • sva itelnost se zkouší r znými zkouškami • svary se tepelně zpracovávají většinou normalizačním žíháním

8

PDF Compressor Pro

4. SLÉVůTELNOST • je souhrn vlastností, které musí mít kov nebo slitina určený k odlévání • umožňuje výrobu „zdravých odlitk “ • takový kov musí mít dobrou tekutost (schopnost rychle vyplňovat formu), nesmí tvo it bubliny, musí mít malou smrštivost • zkouší se nap . zkouškou zabíhavosti (spirálová zkouška)

9

PDF Compressor Pro

10

PDF Compressor Pro

5. ODOLNOST PROTI OPOT EBENÍ • OPOT EBENÍ je nežádoucí oddělování částeček materiálu na povrchu součástí stroj p ístroj , nástroj , ná adí p sobením vnějších sil • tento jev znamená stálé ubývání materiálu a vynucuje si opravy nebo výměnu celé součásti • opot ebení je nejčastěji zp sobeno t ením mezi tuhými tělesy, také mezi tuhou látkou a kapalinou • opot ebení se snižuje nap . mazáním, cementováním, kalením 11

PDF Compressor Pro

Otázky k procvičování 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 12

Jaké jsou technologické vlastnosti materiál ? Vysvětli pojem obrobitelnost. Vysvětli pojem sva itelnost. Vysvětli pojem tvárnost. Vysvětli pojem slévatelnost. Vysvětli pojem odolnost proti opot ebení. Napiš konkrétní p íklady provoz ve firmách, které zajímá určitá technologická vlastnost.

PDF Compressor Pro

Zdroje: • Wikimedia Commons • M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská

technologie 1/1 • Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I • Strojírenská technologie

13

PDF Compressor Pro

ZKOUŠKY BEZ PORUŠENÍ MATERIÁLU NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY

1

PDF Compressor Pro

DUM: ZKOUŠKY BEZ PORUŠENÍ MATERIÁLU NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY

Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_19 Název a adresa školy: SPŠ Hronov Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596 Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

2

PDF Compressor Pro

Význam zkoušek bez porušení 

u všech předchozích zkoušek mechanických vlastností se používaly buď vzorky nebo přímo hotové výrobky, které se zkouškami porušovaly  proto se používají i zkoušky tzv. bez porušení materiálu, které výrobek neporušují  je vyvinuto hodně metod a jejich použití se vzájemně kombinuje, protože žádná z metod není stoprocentní 3

PDF Compressor Pro

Provedení zkoušek bez porušení    

zkoušky můžeme dělat již během výroby můžeme je provádět na 100% ks výrobků dělají se v laboratoři nebo přímo na místě montáže (např. mosty) http://www.techmagazin.cz/ke_stazeni/T082011M.pdf

4

PDF Compressor Pro

Rozdělení zkoušek bez porušení

1.

Zjišťování vad na povrchu materiálu

 

2.

elektromagnetická polévací zkouška kapilární zkouška

Zjišťování vnitřních (skrytých) vad materiálů

 

zkouška prozařováním RTG a Gama zářením zkouška ultrazvukem 5

PDF Compressor Pro

1. Zkouška elektromagnetická polévací



pouze u feromagnetických materiálů  pro zjištění trhlin a vad, které dosahují až na povrch materiálu  princip – ve zkoušeném materiálu vytvoříme magnetické pole – siločára jsou pak vytlačeny na povrch tam, kde jsou trhliny a vytvoří na materiálu magnetické póly 6

PDF Compressor Pro

Postup magnetické polévací zkoušky



zkoušený předmět se poleje detekční kapalinou (olej, petrolej), v němž je rozptýleno jemné práškové železo (metalizovaný olej)  železné částečky se uchytí v místech, kde se vytvořily magnetické póly  z ostatních míst jsou částečky odplaveny olejem  tím vznikne obraz dříve neviditelné vady 7

PDF Compressor Pro

Vykreslené vady

8

PDF Compressor Pro

Příčná (kruhová) magnetizace 

zjišťujeme vady podélné  provádíme střídavým proudem  používají se přístroje – defektoskopy- zde se provádí kombinace podélné i příčné magnetizace

9

PDF Compressor Pro

Vady vykreslené příčnou magnetizací

10

PDF Compressor Pro

Podélná magnetizace výrobku 

zjišťujeme vady příčné  provádíme stejnosměrným proudem  součást však permanentně zmagnetizuje a musíme ji odmagnetizovat

11

PDF Compressor Pro

Kapilární zkouška 

použití převážně u materiálů nemagnetických  zkoušený předmět ponoříme do indikační tekutiny (petrolej, fluorescenční kapalina), poté vysušíme a posypeme detekční látkou (např. plavenou křídou)  vlivem vzlínavosti vystoupí tekutina z trhlin na povrch a na vrstvě plavené křídy vznikne zvýrazněný obraz trhliny 12

PDF Compressor Pro

Kapilární zkouška

13

PDF Compressor Pro

2. Vnitřní vady materiálu

Zkouška prozařováním RTG a gama zářením 

je založena na schopnosti krátkovlnného záření pronikat materiálem  zeslabení intenzity záření závisí na hustotě zkoušeného materiálu a na jeho tloušťce  je-li v předmětu vnitřní vada (např. póry, staženiny a nečistoty ve svarech, odlitcích , výkovcích, je v tomto místě skutečná tloušťka materiálu menší o rozměr vady  vada se projeví na vyvolaném snímku jako tmavá vrstva na světlejším pozadí 14

PDF Compressor Pro

RTG Záření

15

PDF Compressor Pro

Použití 

RTG paprsky - ocel do tl. 90 mm, hliník do 400 mm  gama paprsky - ocel do tl. 300 mm

16

PDF Compressor Pro

Princip zkoušky gama zářením

17

PDF Compressor Pro

Zkoušky ultrazvukem 



používají se impulsní defektoskopy 

s jednou sondou (je střídavě vysílač i přijímač)  se dvěma sondami (vysílací a přijímací)

využívají se podélné a příčné ultrazvukové vlny o vysoké frekvenci (1-10 MHz)  ultrazvukové vlny se šíří přímopčaře a na rozhraní dvou prostředí se odrážejí a lámou 18

PDF Compressor Pro

Zkoušky ultrazvukem 1.

Metoda odrazová

  

základní echo koncové echo poruchové echo v případě vady

19

PDF Compressor Pro

Zkouška ultrazvukem

2. 



Metoda průchodová je-li v materiálu vada, objeví se za vadou ultrazvukový stín používá se např. na zjištění zdvojení plechů

20

PDF Compressor Pro

Procvičování tématu: 1.

2.

3.

4.

Jaký je význam zkoušek bez porušení materiálu? Zhodnoť výhody a nevýhody těchto zkoušek ve srovnání s klasickými zkouškami mechanických vlastností. Popiš zkoušky na odhalování vad na povrchu materiálu. Popiš zkoušky pro zjišťování vnitřních vad materiálu. 21

PDF Compressor Pro

Zdroje: 

Wikimedia Commons  M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1  Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I  Strojírenská technologie

22

PDF Compressor Pro

Volba konstrukčních materiálů Nekovové materiály

1

PDF Compressor Pro

VY_32_INOVACE_STR_6_20 •

DUM: Volba konstrukčních materiálů – Nekovové materiály

• • •


•


•


2

PDF Compressor Pro

Nekovové materiály • rozdělení • vlastnosti • použití

PDF Compressor Pro

Co jsou nekovy? – –

stále větší využití ve všech odvětvích průmyslu oproti kovovým materiálům odolnější proti korozi, chemickým vlivům, lepší izolátory elektřiny a tepla atd.

Nejdůležitější nekovové materiály: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Plasty (plastické hmoty) Dřevo Pryž Sklo Porcelán Papír Textilie Kůže Čedič, technická kamenina

4

PDF Compressor Pro

1.Plasty • Makromolekulární organické sloučeniny – nejrozmanitější skupina konstrukčních materiálů – název od slova plasticita (tvarovatelnost)

• Charakteristické vlastnosti plastů: – – – – –

lehkost odolnost proti korozi chemická odolnost tepelné a elektrické izolátory snadná a levná zpracovatelnost

5

PDF Compressor Pro

6

PDF Compressor Pro

2. Dřevo

– materiál rostlinného původu – konstrukční materiál, surovina – základem dřeva je celulóza a lignit

• Vlastnosti dřeva

– závisí na druhu, podmínkách růstu, stáří, době kácení a sušení – mechanické vlastnosti – nejlepší ve směru vláken – výhody - nízká hustota, nízká tepelná vodivost, tlumí vibrace i zvuk, snadné obrábění a spojování – nevýhody - sesychavost, bobtnavost, vliv vlhkosti na pevnost, snadná zápalnost – úpravy

• impregnace dehtovými oleji, solemi a pryskyřicemi (proti škůdcům) • plastifikace čpavkem (pro modelářství, nábytkářství, stavebnictví, hudební nástroje) 7

PDF Compressor Pro

Druhy dřev a jejich použití Jehličnany

1. – –

dřevo nepříliš pevné, snadno štípatelné, chem. odolné obyčejné druhy jehličnanů levné (smrk, borovice, jedle)

Listnaté

2. – –

techniky cenná dřeva, měkká a tvrdá, těžko štípatelné hustá struktura, pěkný vzhled (řezbářství, nábytek)

Cizokrajná dřeva

3. – –

z tropických lesů, vytlačována moderními hmotami použití omezeno na nejnižší míru (hudební nástroje, sportovní nářadí); korkový dub kůra = korek - tepelná, vzduchová a zvuková izolace (zátky do lahví)

8

PDF Compressor Pro

3. Kaučuk (Pryž)

• polymerní materiál - elastomer přírodního nebo syntetického původu, vyznačující se velkou pružností, tedy schopností se účinkem vnější síly výrazně deformovat a poté opět zaujmout původní tvar. • základní surovinou pro výrobu pryže (guma) • pryž vzniká vulkanizací, teplem, nebo katalyzátory (urychlovači) podporovaná reakce vulkanizačního činidla (např.síry nebo sirných sloučenin) – vznik můstků mezi makromolekulami kaučuku. • delší doba vulkanizace - více můstků - pryž tvrdší • vulkanizací se obvykle zásadně zlepší vlastnosti kaučuků, např. pevnost v tahu, vratnost deformace, strukturní pevnost, odolnost proti otěru, rozpustnost apod. 9

PDF Compressor Pro

4. Sklo – vyrábí se tavením sklářského kamene = křemičitý písek, vápenec, soda, skleněný odpad, přísady – zpracování: tavením, foukáním, litím – vlastnosti: tepelná roztažnost, propustnost světla

• Druhy:

– bezpečnostní sklo - vozidla – konstrukční sklo

• chem. odolné, hladký povrch • vodoznaky, armatury, optika textilní zařízení, papírenské stroje ap.

– nezamrzající sklo • částečně vodivé

– skleněné vlákno - pružné, tepelně odolné

• použití na elektroionizační materiál a sklolamináty 10

PDF Compressor Pro

5. Porcelán = keramická hmota z vybraných surovin (kaolin, živec, křemen) – vlastnosti: bílá barva, malá pórovitost, pevnost, chemická odolnost, dobré elektroionizační vlastnosti, elektrický izolátor, tepelně odolný (až do 1 100 °C) – zpracování: litím, lisováním, vytlačováním – výrobky se suší, glazují a vypalují (t. až 1 500 °C)

11

PDF Compressor Pro

6. Papír • výrobek z celulózy dřeva – při výrobě se přidávají pryskyřičná mýdla, síran hlinitý, plnidla, barvy – zkouší se odolnost proti protržení, savost, hladkost, nepropustnost vody aj.

• průmyslové použití: – pauzovací a kladívkové papíry - pro konstrukční a technické kanceláře – papírovina - pro obalovou techniku – filtrační papíry - propustnost a čistota 12

PDF Compressor Pro

7. Textilie = výrobky zhotovené z vláken

• Rostlinná vlákna – celulóza, v přírodě součástí rostlin (len, lýko, konopí), vláken obsahujících semeno (bavlna), součástí plodových obalů (kokos)

• Živočišná vlákna – srst savců nebo bílkovinný výměšek housenek

• Umělá a anorganická vlákna – chemického původu - umělé hedvábí, skleněná vlákna, kovová vlákna

• Technické tkaniny – plachtoviny, filtrační tkaniny, obalové tkaniny, kord, šňůry a lana, plsť 13

PDF Compressor Pro

8. Kůže – úpravy: lakování, leštění, žehlení, opatření vzorem apod. – nejjakostnější = tvz. krupon - kůže ze hřbetů zvířat – využití: hnací řemeny, manžety, čalounění, sportovní nářadí, membrány, těsnící podložky ad.

14

PDF Compressor Pro

9. Čedič, technická kamenina – jemnozrnná hornina sopečného původu – zpracování: litím, lisováním, válcováním – vlastnosti: chem. odolnost, nenasákavost, odolnost proti opotřebení – výroba: potrubí, žlaby, vložky do ocelového potrubí – teplota tání: 1 350 °C! – nevýhody: velká hmotnost, nelze odlévat stěny menší než 20 mm 15

PDF Compressor Pro

Technická kamenina – vyrábí se z keramických zemin - ty se tvarují, suší, glazují a vypalují – nevýhody: křehkost, malá odolnost proti tlaku, nesnášenlivost prudkých změn teploty, špatná tepelná vodivost a obrobitelnost – výhody: tvrdost, chemická odolnost – výroba: vany, zařízení pro zdravotnictví, laboratoře, chem. průmysl

16

PDF Compressor Pro



17

Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910, Hronov

Recommend Documents