.
v
LUDEK
,
v
PTACEK
A KOLEKTIV
, I
II. .
.
C-~ Akademické nakladatelství CERM, s.r.o.
--
OBSAH
i
OBSAH
,
14 UVOD
1
14.1 Historická poznámka
l
14.2 Současný stav použití technických materiálu
4
14.3 Technické materiály
6
14.4 Základní principy rozdelení kovových materiálu
6
Literatura ke kapitole 14
15 TECHNICKÉ
SLITINY
12
ŽELEZA
13
15.1 Železo a slitiny železa s uhlíkem 15.1.1 Vlastnostičistéhoželeza 15.1.2 Soustavaželezo-uhlík 15.1.3 Dalšíprvkyve slitináchželezas uhlíkem
13 13 14 18
15.2 Výroba technických slitin železa 15.2.1 Surovinyprovýrobuslitinželeza 15.2.2 Výrobasurovéhoželeza
30 30 31
""""
15.2.2.1 Základní reakce probíhající ve vysoké peci
32
15.2.3 Výroba oceli
34 35
15.2.3.1 Základní principy oceláfských reakci
39
15.2.3.2 Výrobaoceliv kyslíkovýchkonvertorech
''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
.""""""""""""""""""""''''''''''''''''''''''''''''''
15.2.3.3 Výroba oceli v elektrických obloukových pecích 15.2.3.4 Mimopecní zpracování oceli
40 "''''''''''''''''''
15.2.4 Odlévání ocelí
41 45
15.3 Rozdelení a značení technických slitin železa,
materiálové normy ...
...
...
15.3.1 Oceli ke tvái'ení
47 47
15.3.1.1 Rozdeleníocelíke tvái'ení 15.3.1.2 SystémyoznačovánÍocelí 15.3.2 Oceli na odlitky , 15.3.3 Litiny
""""""""""'"'''''''''''''''''''''''''''''-''''''''''''''''''''''''''''"''''''''''''
15.3.3.1 Systém označování litin
"'"''''''''''''''''''''''''''
15.4 Fázové premeny slitin železa v tuhém stavu 15.4.1 Precipitační rozpad tuhých roztoku
46
''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
50 54 54 54
57 57
,....---
ii
OBSAH 15.4.1.1 Polymorfníoceli 15.4.1.2 Nepolymorfníoceli 15.4.2 Austenitizace 15.4.2.1 Tvorbaa homogenizaceaustenitu 15.4.2.2 Austenitickézrnoajeho velikost 15.4.3 Premeny austenitu 15.4.3.1 Proeutektoidní pfemeny 15.4.3.2 Perlitickápfemena 15.4.3.3 Bainitickápfemena 15.4.3.4 Martenzitickápfemena
57
15.4.4 Transfonnační diagramy ocelí
75
15.4.5
71
15.4.4.1 Diagramy izotermického rozpadu austenitu (diagramy IRA) 15.4.4.2 Diagramy anizotermického rozpadu austenitu (diagramy ARA)
76 77
Premeny pri popouštení oceli
78
15.5 Tepelné zpracování 15.5.1 Žíhání 15.5.2
59 59 60 61 63 64 66 68
,
slitin železa
82 84
15.5.1.1 Žíhání bez pfekrystalizace 15.5.1.2 Žíhání s pfekrystalizací
84 86
Ka1ení 15.5.2.1 15.5.2.2 15.5.2.3 15.5.2.4 15.5.2.5
88 88 91 92 93
a popouštení Kalitelnost,zakalitelnosta prokalitelnost Kalicíteplota Kalicíprostredí.. Zpusobykalení Popouštení.
15.5.3 Tepelne mechanické zpracování "'"''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
15.5.4 Povrchové úpravy a vrstvy 15.5.4.1 Zpevňovánípovrchu 15.5.4.2 Chemicko-tepelné zpracování 15.5.4.3 Dalšímetodymodifikacepovrchovýchvrstev 15.5.4.4 Povlakyna kovecha slitinách(výčet)
15.6 Konstrukční oceli 15.6.1 Nelegované oceli obvyklých jakostí 15.6.2 Oceli jakostní a ušlechtilé 15.6.2.1 Oceli válcované za studena z hlubokotažných ocelí k tváfeni za studena ČSN EN 1Ol30 15.6.2.2 Oceli pro ocelové konstrukce 15.6.2.3 Oceli pro tlakové nádoby ČSN EN 10028
15.6.3 Oče1i pro výztuž do betonu ČSN EN 10080 15.6.4 Oceli pro kolejnice (evropská nonna se pripravuje) 15.6.5 Automatové oceli, ČSN EN 10087 15.6.6 Oceli k cementování ČSN EN 10084 15.6.7 Oceli k nitridaci ČSN EN 10085 15.6.8 Pružinové oceli ČSN EN 10132-4 15.6.9 Oceli k zušlechťování ČSN EN 10083 15.6.10 Nerezavející oceli včetne žárovzdomých a žáropevných 15.6.10.1 Nerezavející oceli ČSN EN 10088
...
94 95 97 98 101 106 109 ] 10
111 111 III 114 117
122 122 123 123 125 125 127 128 128
OBSAH
iii ] 5,6, 10,2 Žárovzdorné oceli ČSN EN 10095
".,,,.
",.". ""
"'"
"'"
"
139
".,..
"
15. 7 Nástrojové oceli 15.7.1 15.7.2 15.7.3 15.7A 15.8
140
Nelegované nástrojové oceli Legované oceli pro práci za studena Legované oceli pro práci za tepla Rychlorezné oceli
142 143 145 145
:
Oceli na valivá ložiska
148
15.9 Oceli na odlitky 15.9.1 Základní druhy ocelí na odlitky
150 150
15.9.1.] Oceli pro použití za normálni teploty a zvýšených teplot
15.9.].2 Oceli propoužitíza nízkýchteplot
"""
150
""".".
"".
""""""".
151
."""""""".".""""""""""""""""""""".""".".,,.,,
15.9.2 Oceli austenitickéa austeniticko-feritické 15.9.2 Oteruvzdorné oceli
154 154
15.10 Litiny 15.10.1 Krystalizace litin 15.10.2 Fázové premeny litin v tuhém stavu 15.10.3 Druhy a vlastnosti litin
154 155 158 159
,
]5.10.3.]
Bílá
15,]0.3.2
Gra1itické
litina
]5.10,3.3
"""""""""""". Tvrzená litina .""'''"."''''''''''''''"",.,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,,,,.,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,,,,.,.,,,,.'.".",..".,..,.,
.""""""""""".""""",,
litiny"
"""""""""".".."""" "".
""...""""""
159
""".",. .
"".
15.IOA Legované druhy litin ]5.]0.4.]
Litinylegovanéhliníkem.
15.]0.4.2 ] 5.] 0.4,3
Litinylegovanéki'emíkem. legované
"".
"".
"""
chrómem"
"". ",,""""
15, ]0.4.4 Litiny legované niklem
15.10.5
"".
174
"".
"""
""""
""
"""..175
"""""""""". ""..."""""""."""".
.
""",,"."
".""""""""""""""""""""."""""""""."""."""."""""".",,.
15.10.5,1
ZpÚsobyžíhání
litin
ZpÚsoby
litin,
".,,,.,
"",,"""""
kalení
""".
,,,,,,,,,,. "".
"""""""".".
""".,
"""""
.,,,.
"".
""""""""""""".""""""."""".
Literatura ke kapitole 15
16 NEŽELEZNÉ
KOVY A SLITINY
16.2 Technické slitiny neželezných kovu 16.2.1 Kovy a slitinys nízkouteplotoutání
Slitiny
hliníku,
,,".
""".""".""."""""""""""",
.""."
.,,,,,.,,,,,,
.,,,.
"""".
""",,""
191
195 195
16.2.].2 Slitinynízkotavitelných kovu """."""""""""""."".""""."""""".""""""""""""".,, """".""""".""""""""""."""""""."".""""""."""",,,,. 16.2.2 Hliník a slitiny hliníku ]6.2.2.1 Hliníktechnickéčistoty 16.2,2.2
178
189 190 """".""""""".
kovy"
177
.
189
16.1,].1 Metodika označování neželezných kovÚ a slitin die EN
Nízkotavitelné
.
187
16.1 Rozdelení neželezných kovu a slitin 16.1.1 Označováníneželeznýchkovua slitin
]6.2,].1
175 176 177
Tepelné zpracování grafitických litin 15,] 0.5.2
173 173
"".
Litiny
160
195 196 199
199
"""""""""""""""."""""""".".
"""""""",,,,,,,.
"".""".""""""""."""".,,".,,
200
iv
OBSAH
. 16.2.2.3 Tepelné zpracování slitin hliníku 16.2.2.4 Smery dalšího vývoje slitín hliníku
16.2.3 HoWk a slitiny horčíku ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
16.2.3.1 HoWk 16.2.3.2 Slitiny horčíku 16.2.3.3 Tepelné zpracování slitin horčíku
16.2.4 Berylium a slitiny berylia 16.2.4.1 Berylium 16.2.4.2 Slitiny berylia
16.2.5
Meď a slitiny medi 16.2.5.1 Meď ajejí slitiny 16.2.5.2 Slitinymedi 16.2.5.3 Tepelnézpracovánímedia slitinmedi 16.2.6 Nikl a slitiny niklu 162.6.1 .Nikl 16.2.6.2 Slitinyniklu 16.2.6.3 Tepelnézpracováníniklua slitinniklu 16.2.6.4 Smerydalšíhovývojeslitinnikluprovysokéteploty 16.2.7 KobaIt a slitiny kobaItu
16.2.8
16.2.9
16.2.7.1 Kobalt 16.2.7.2 Slitiny kobaltu Titan a slitiny titanu 16.2.8.1 Titan technické čistoty 16.2.8.2 Slitiny titanu 16.2.8.3 Tepelné zpracování titanu a slitin titanu 16.2.8.4 Smery dalšího vývoje slitin titanu Ušlechtilé kovy 16.2.9.1 Stfíbro a slitiny stfíbra 16.2.9.2 Zlatoa slitinyzlata 16.2.9.3 Kovy skupiny platiny
16.2.10 Kovy a slitinys vysokouteplotoutání Literatura ke kapitole 16
17 SLINUTÉ KOVY (PRÁŠKOV Á METALURGIE,
207 208
209 209 209
210 211 211 212 213 213 214 222 223 223 223 226 227 228 228 228 229 230 230 234 234 235 235
235 236
236 238
PM) ... 239
17.1 Úvod do práškové metalurgie
239
17.2 Výro ba ..:
240
17.2.1 17.2.2 17.2.3 17.2.4
Výroba kovových prášku Príprava prášku Zhutnení Slinování
17.3 Technické použití výrobku práškové metalurgie 17.3.1 Technicky dUležité slinuté materiály (tab. 17.6) 17.3.2 Materiály se stanovenouporézností
240 246 246 251 255 257 258
OBSAH
v
Literatura
ke kapitole
18 KERAMICKÉ
17
258
KONSTRUKČNÍ
MATERIÁLY
18.1 Úvod - rozdelení keramických materiálu
259
:
259
18.2 Stuktura keramických materiálu, silikátu a skel 18.2.1 Strukturakrystalických keramických látek 18.2.2 Strukturasilikátu 18.2.3 Skelné materiály
261 261 262 262
""'"''''''''''''''''
18.3 Výroba keramických a skelných materiálu 18.3.1 Metodyvýrobykeramickýchmateriálu 18.3.2 Metodyvýrobyskelnýchkonstrukčních materiálu
264 264 267
18.4 Vlastnosti keramických materiálu
268
18.5 Typy konstrukčních keramických materiálu
273
18.6 Použití konstrukčních keramických materiálu
275
Literatura ke kapitole 18
277
19 PLAS TY
279
19.1 Podstata plastu
279
19.1.1 Rozdelení plastu ""'"'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 19.1.2 Príprava polymeru 19.1.3 Prísady do polymeru 19.2 Struktura polymeru 19.2.1 Submolekulámí struktura 19.2.2 Molekulární struktura 19.2.2.1 19.2.2.2 19.2.2.3 19.2.2.4 19.2.3
""'"''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
Velikost makromolekul Linearita fet~zce Konfigurace fet~zce Uspofádanost v molekulách kopolymerii
279 280 282 282 282 286 286 287 287 287
Nadmo1ekulámí struktura 19.2.3.1 Ohebnost fet~zce 19.2.3.2 Pfedpoklady krystalizace polymerii 19.2.3.3 Krystalinita. 19.2.3.4 Základní krystalová buňka polymerii
288 288 288 290 290
19.2.3.5 Lamelámí krystaly 19.2.3.6 Sférolity
290 290
19.2.3.7
293
Orientace
","""'"''
19.3 Mechanické vlastnosti
293
rvi
OBSAH
19.3.1 Tahové diagramy 19.3.2 Mechanismy plastické deformace 19.3.2.1 Teplotnízávislostmodulupružnosti 19.3.2.2 Teplotaskelnéhopfechodu... 19.3.2.3 Viskoelastickéchovánípolymeni
293 294 295 297 297
Literatura ke kapitole 19
299
20 K O MPOZITY 20.1 Základní charakteristiky 20.2 Obecné charakteristiky
301
a rozdelení kompozitu
301
matric
302
20.3 Geometrie výztuže 20.3.1
20.3.2
303
Částicové kompozity '"'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' 20.3.1.1 Částicové kompozity s polymemí matricí 20.3.1.2 Částicové kompozity s kovovou nebo keramickou matricí Vláknové kompozity 20.3.2.1 Obecné charakteristiky vláken
303 303 304 304 305
20.4 Struktura a vlastnosti vláknových kompozitu
306
20.4.1 Vláknové kompozity s polymemími matricemi
312
20.4.1.1 Charakteristiky vláken pro kompozity s poIymemí matricí
315
20.4.2 Vláknové kompozity s kovovými a keramickýmimatricemi
319
20.4.2.1 Charakteristiky vláken pro kompozity s kovovými a keramickými matricemi
20.5 Technologie vláknových kompozitu 20.5.1 Prosycování(impregnace)výztužekapalnoufází 20.5.1.1 Kompozity s reaktoplastickou matricí 20.5.1.2 Kompozity s termoplastickou matricí
20.5.2 Práškové metody 20.5.2.1
321 321 321 323
,
""""""'"''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
20.5.1.3 Kompozitys kovovýmimatricemi
324
""""""""""""""''''''''''''''''''''''''''''''''
PoIymemí matrice
324 324
"'"''''''''''''''''
20.5.2.2 Kompozitys kovovýmimatricemi 20.5.2.3 Kompozitys keramickýmimatricemi
324 324
20.5.3 Infiltrace výztuže plynou fází 20.5.4 Ostatní metody 20.5.~.1 Plasmové nástfiky 20.5.4.2 Lisování za tepla ve vakuu 20.5.4.3 Pyrolýza prekurzorumatrice
320
324 325 325 325
325
"
20.6 N edestruktivní metody kontroly kompozitu
325
20.7 Kontrola výroby 20.7.1 Príklad
327 328
Literatura ke kapitole 20
30 t
---~~~---,-~.
-~.
OBSAH
vii
21 DEGRADAČNÍ
PROCESY
KONSTRUKČNÍCH
V
MATERIÁLECH
331
21.1 Výrobní degradace
331
21.1.1 Metalurgie,chemickáa struktumíheterogenita 21. \ .1.1 21.1. \.2 21.1. \.3 2\ .1.\.4
,
332
Vliv čistoty na vlastnosti ocelí Dendritická segregace. Segregace (mikrosegregace) Degradace svarových spoju
21.2 Degradace provozní 21.2.1 Opotfebení
332 333 333 335
...
335 335
21.2. \.1 Zkoušky opotľebení Degradační procesy zpusobené korozí 2\ .2.2. \ Koroze chemická 21.2.2.2 Elektrochemická koroze 2\ .2.2.3 Druhy korozního napadení 21.2.2.4 Porušování korozí za napetí.
337 343 343 347 350 351
21.2.2.5 Ochrana proti korozi
21.2.3 Vliv vodíku na vlastnosti kovU
353 353
21.2.3. \ Vodíková koroze 21.2.3.2 Vodíková ki'ehkost
354 355
21.2.2
Literatura
22 ZÁSADY
ke kapitole 21
VOLBY
356
MATERIÁLU
357
22.1 Úvod
357
22.2 Vztah materiálu, technologie a výrobku
360
22.3 Hlediska pro volbu materiálu
363
22.4 Volba materiálu v procesu návrhu výrobku
363
22.S Proces volby materiálu
365
22.6 Vztah volby materiálu a technologie
366
22.7 Cenové aspekty volby materiálu
367
22.8 Volba materiálu ve vztahu k životnímu prostredí
370
22.9 Nástroje pro volbu materiálu a jej ich formalizace
373
Literatura v
T
REJS TRIK
ke kapitole 22
.
.
384
385 #
