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

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.

1

Strojírenské materiály

PDF Compressor Pro

Strojírenské materiály

rozdělení strojírenských materiálů

kovy a nekovy

významné vlastnosti použití ve strojírenství

PDF Compressor Pro

3

Rozdělení strojírenských materiálů

Materiály ve strojírenství

Kovy Nekovy

Železné Neželezné

PDF Compressor Pro

4

• 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

PDF Compressor Pro

5

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)

PDF Compressor Pro

6

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)

PDF Compressor Pro

7

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)

PDF Compressor Pro

8

Nekovové materiály

1. Plasty

2. Dřevo

3. Sklo

4. Porcelán

5. Čedič

6. Technická kamenina

7. Uhlíková vlákna (karbon)

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

Další nekovové materiály

8. (Azbest) -

jedovatý

9. Kůže

10. Textilie

11. Pryž

12. Papír

PDF Compressor Pro

11

Příklady použití nekovových materiálů:

1. Plasty – obaly, hračky, kryty, spotřební materiál, bazény, okna, součásti strojů a přístrojů, ochranné přilby, brýlové čočky, všechna odvětví průmyslu, domácnost

2. Dřevo – stavebnictví, nábytek, domácnost, hudební nástroje, otop

3. Sklo – okna domů, automobilů, ochranné kryty, bezpečnostní sklo, šperkařství, optika

4. Porcelán – nádobí, izolační materiál v elektrotechnice, zubní lékařství, keramické řezné materiály při obrábění

PDF Compressor Pro

12

5. Čedič - potrubí, žáruvzdorné žlaby, cihly, vlákna, dlažba

6. Technická kamenina – roury, žlaby, užitková keramika, vlákna

7. Karbon - trupy a křídla letadel, lodě, nádrže na plyn, součásti automobilů, nárazníky, golfové hole, skluznice lyží, hůlky, rámy kol

8. Azbest – výborný materiál odolný proti vysoké teplotě, dříve střešní krytiny, ale dnes se již nesmí používat – je jedovatý (karcinogenní)

PDF Compressor Pro

13

9. Kůže – automobily,

stroje a zařízení –

řemeny, obuv, oblečení, hudební nástroje

10. 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

PDF Compressor Pro

14

11. Pryž (guma) – hadice, těsnění, pneumatiky, hračky, sport

12. Papír – hygienické potřeby, těsnění, knihy, kalednáře, obaly, bedny, jednorázové nádobí, smirkový papír

PDF Compressor Pro

15

Zdroje:

Wikimedia Commons

M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1

PDF Compressor Pro

Pracovní list Na obrázku vidíte fiktivní automobil.

Vyberte 10 dílů (součástek) z tohoto automobilu a za-

řaďte, 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

1

Charakteristika hlavních oborů KOVOVÉ MATERIÁLY

PDF Compressor Pro

2

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

Kovové materiály

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

4

Kovy

železné

(ocel, litina) neželezné

lehké

ρ<5000 kg.m-3

těžké(barevné) ρ>5000kg.m-3

PDF Compressor Pro

5

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

PDF Compressor Pro

6

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

PDF Compressor Pro

7

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 %)

PDF Compressor Pro

8

Ocel k tváření

konstrukční tř. 10-17

nástrojová tř. 19

obvyklých jakostí tř. 10-11

ušlechtilá tř. 12-17

uhlíková slitinová rychlořezná uhlíková tř. 10-12

slitinová tř. 13-17

PDF Compressor Pro

9

Litina 42 2xxx

Litina šedá

42 24xx

Litina tvárná

42 23xx

Litina temperovaná

42 25xx

Litina vermikulární (nemá označení v

ČSN)

Lupínkový grafit Červíkovitý grafit Kuličkový grafit Bílý nebo černý lom

PDF Compressor Pro

10

Použití slitin železa

PDF Compressor Pro

11

Příklad využití slitin Fe v automobilu

• moderní automobil se skládá z více než 5000 součástek

• většina z nich je ze slitin Fe

PDF Compressor Pro

12

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

PDF Compressor Pro

13

Použité zdroje:

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

• http://cs.wikipedia.org

PDF Compressor Pro

1

OCEL

PDF Compressor Pro

2

DUM: Materiály ve strojírenství

Číslo: VY_32_INOVůCE_STR_6_03

Název a adresa školy: SPŠ Hronov

VytvoUila: Ing. Zdeňka Suchánková

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596

PUedmEt: Strojírenská technologie 1. ročník

Datum vytvoUení: 1Ř.3.2013

PDF Compressor Pro

OCEL

výroba

označování použití

PDF Compressor Pro

4

Definice oceli

slitina Fe s C, a dalšími prvky ĚP, S, Mn, Siě, která obsahuje do 2,14% C

nejd]ležitEjší technický materiál

Fe α Fe γ

PDF Compressor Pro

5

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

naklonEním na druhou stranu se odlévá ocel do odlévací pánve

dUíve se ocel odlévala do stabilních forem Ěkokila-ingot)

dnes metoda plynulého Ěkontinuálníě lití, pUi kterém se ocel odlévá do nepUetržitého pásu

PDF Compressor Pro

6

Kyslíkový konvertor-schéma

PDF Compressor Pro

7

Rozdělení a značení ocelí ROZDDLENÍ

OCELI dle ČSN

DLE CHEMICKÉ-HO SLOŽENÍ DLE JAKOSTI

OCELI TVÁTENÉ DLE

POUŽITÍ

UHLÍKOVÁ tU. 10-12

OBVYKLÝCH JůKOSTÍ tU. 10-11

KONSTRUKČNÍ tU. 10-17

SLITINOVÁ tU. 13-17, 19

UŠLECHTILÁ 12-17, 19

NÁSTROJOVÁ tU. 1ř

OCELI DLE ZP¥SOBU VÝROBY

K TVÁTENÍ tU. 10-19

ĚkromE 1Řě

NA ODLITKY 42 26XX-42 29XX

PDF Compressor Pro

8

PDF Compressor Pro

9

OCEL tř.10

u tEchto ocelí se v hotovém výrobku nezaručuje určitý nejvEtší 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, hUebíky a nýty

u ocelí tUídy 10 a 11 je dvojčíslí ze tUetí a čtvrté

číslice Ě10 XYx) desetinnou hodnotu pevnosti v tahu v MPa

PDF Compressor Pro

10

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 svaUováníĚ.3ě

PDF Compressor Pro

11

Ocel tř. 12-16

tUetí číslice celkový zaokrouhlený obsah všech legovacích prvk] v % Ě12 xxx)

čtvrtá číslice je obsah C v desetinách %

tU.12 – tUetí číslice je 0 – ocel není legovaná

použití k cementování Ědo 0,2% Cě k zušlechťování, kalení

PDF Compressor Pro

12

Ocel tř.17 vysokolegované, zejména chrómem, chrómem a niklem

nejd]ležitEjší z tEchto ocelí-korozivzdorné žáruvzdorné-obsahují pUes 12 % chrómu

tUetí číslice znamená pUísadovou skupinu

PDF Compressor Pro

13

Ocel tř. 19 nástrojová ocel

– uhlíková 1ř 0Ě1,2ěxx – obsah C 0,8-1,5%

– slitinová 1ř 3Ě4-7)xx

– rychloUezná 1ř Řxx Ěobsah legur až 20%ě HSS

vysoce kvalitní ocel použití ruční náUadí, r]zné druhy nástroj] pro

tváUení za tepla i za studena, formy, zápustky

HSS-Uezné nástroje na obrábEní, nože, frézy, vrtáky

PDF Compressor Pro

14

Značení oceli dle EN (zkrácené označování)

Základní symboly

PUídavné symboly pro

oceli

PUídavné symboly pro

ocelové výrobky

E n n n an............. +an +an

ZÁKLůDNÍ SYMBOL TVOTÍ

PÍSMENO ů TTI ČÍSLICE

PÍSMENů VYJůDTUJÍ ZÁKLůDNÍ CHůRůKTERISTICKÉ ZNůKY

PDF Compressor Pro

15

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 pUi

teplotE 220°C

UklidnEná ocel

Ěvhodná pro svaUováníě

Ekvivalent dle ČSN 11 373.1

PDF Compressor Pro

Pracovní list

Doplňte v rovnovážném diagramu Fe-Fe3C:

1. všechny struktury vyznačené písmeny a-o

2. Koncentrace a teploty vyznačené hvEzdičkou

3. Popište vzniklé struktury pUi ochlazování v bodech ů a B

PUíloha strana 1

PDF Compressor Pro

PUíloha strana 2

PDF Compressor Pro

SLITINY ŽELEZA NA ODLITKY

PDF Compressor Pro

• 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

Slitiny železa na odlitky

PDF Compressor Pro

• výroba • struktura • rozdělení • použití

Slitiny železa na odlitky 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

Litiny

•šedá •tvárná

•temperovaná

• s bílým lomem

• s černým lomem

•vermikulární Oceli na odlitky (ocelolitina) 5

Rozdělení PDF Compressor Pro

Oceli na odlitky (ocelolitina)

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

Nelegované(uhlíkové)

Legované (slitinové)

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

Třetí dvojčíslí přesněji určuje podle typu litiny

-pořadové číslo

-mez pevnosti

1.doplňková číslice

-tepelné zpracování

2.doplňková číslice

-způsob odlévání

PDF Compressor Pro

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

• grafit ve formě lupínku

• malá pevnost v tahu Rm=100-300 MPa

• pevnost v tlaku je 3-4x větší než Rm

• tažnost téměř nulová

Lupínkový grafit

• výborná schopnost tlumit rázy a chvění

PDF Compressor Pro

TVÁRNÁ LITINA

nový název - Litina s kuličkovým grafitem

kuličkový grafit

• 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

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

1

LEHKÉ NEŽELEZNÉ KOVY

PDF Compressor Pro

2

• DUM: Materiály ve strojírenství

• 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

• Datum vytvoření: 2.4.2013

PDF Compressor Pro

LEHKÉ NEŽELEZNÉ KOVY důležité lehké kovy vlastnosti kovů a slitin použití

PDF Compressor Pro

4

Neželezné kovy lehké

• 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

5

Hliník Al • 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

6

podeutektické4,5 - 10 % Si

eutektické10 - 13 % Si

nadeutektické nad 13 % Si

Slévárenské slitiny- hlavně slitiny Al-Si (siluminy)

- Al-Si-Mg, Al-Si-Cu- Al-Si-Cu-Ni, Al-Cu, Al-Mg.

Al-Cu-Mg

Al-Mg-Si

Al-Zn-Mg

Al-Zn-Mg-Cu

vytvrditelné

Al-Mg

Al-Mn

nevytvrditelné

Slitiny určené k tváření

SLITINY HLINÍKUPDF Compressor Pro

7

Slitiny hliníku

• Dural Al-Cu4-Mg

• Superdural Al-Cu4Mg1 (Rm až 500 MPa)

• Hydronalium – odolnost proti korozi

• Elektron Mg-Al-(Zn, Mn)

blok motoru

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

9

1.slévárenské slitiny

2.slitiny určené k tváření

3.vytvrditelné slitiny

4.nevytvrditelné slitiny

Rozdělení hliníkových slitin

PDF Compressor Pro

10

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

PDF Compressor Pro

11

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

PDF Compressor Pro

12

• 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)

Použití titanových slitin PDF Compressor Pro

13

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

Značení lehkých neželezných kovů dle ČSN

PDF Compressor Pro

14

Značení hliníku a hliníkových slitin podle ČSN EN

• 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

15

Pracovní list • Vyhledejte ve Strojnických

tabulkách

Označení materiálu

Rm [MPa]

Vlastnosti, použití

42 4002

42 4201

42 4203

42 4400

42 4519

42 4911

42 4250

PDF Compressor Pro

16

Zdroje

• M. Hluchý, J. Kolouch:

Strojírenská technologie 1/1

• P. Vávra, J. Leinveber:

Strojnické tabulky

• http://cs.wikipedia.org

PDF Compressor Pro

1

• DUM: Materiály ve strojírenství • Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_06

• 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: 18.4.2013

PDF Compressor Pro

2

TDŽKÉ NEŽELEZNÉ KOVY • přehled

• technicky důležité těžké kovy

• význam, použití

PDF Compressor Pro

3

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

PDF Compressor Pro

4

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)

PDF Compressor Pro

5

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

PDF Compressor Pro

6

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)

PDF Compressor Pro

7

Bronzy

• slitiny Cu s dalšími prvky kromě zinku

• doba bronzová – vyšší tvrdost než u čistých prvků

• starší český název spEž

• název podle hlavního legujícího prvku

Bronzy

Tvářené Na odlitky

PDF Compressor Pro

8

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)

PDF Compressor Pro

9

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.

PDF Compressor Pro

10

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.

PDF Compressor Pro

11

Zdroje:

• Wikimedia Commons

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

PDF Compressor Pro

1

ZKOUŠKY TVRDOSTI II.

2

• DUM: ZKOUŠKY TVRDOSTI

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_07

• 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

3

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

4

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)

5

Výsledek zkoušky

• změříme průměr vtisku d1 a d2 na sebe kolmé a vypočítáme aritmetický průměr obou hodnot

• doba počátku zatížení od 2 – 8 s

• doba plného zatížení je 10 – 15 s

• hodnotu tvrdosti odečteme z tabulek

6

Vtisky po zkoušce

7

Přesné měření Ø

vtisku

8

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

9

2. Zkouška podle Rockwella

• vnikacím tělesem je diamantový kužel o vrcholovém úhlu 120° nebo kulička z tvrdokovu

• kužel se vtlačuje na dvakrát (předběžné a přídav-né 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

10

11

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

12

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

13

Princip zkoušky dle Vickerse

14

15

Vickersova

metoda

16

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie 1/1

1

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ – FYZIKÁLNÍ

VLASTNOSTI

PDF Compressor Pro

2

• 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

PDF Compressor Pro

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ:

FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI 1. Hustota 2. Teplota tání a tuhnutí 3. Délková a objemová roztažnost 4. Tepelná vodivost 5. Elektrická vodivost 6. Měrný elektrický odpor 7. Magnetické vlastnosti

PDF Compressor Pro

4

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

PDF Compressor Pro

5

Olovo Pb Ttá = 327,5 °C, ρ = 11,34 g cm-3

PDF Compressor Pro

6

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)

PDF Compressor Pro

7

PDF Compressor Pro

8

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)

PDF Compressor Pro

9

4. TEPELNÁ VODIVOST

• tepelná vodivost そ (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

PDF Compressor Pro

10

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

PDF Compressor Pro

11

Zlato

PDF Compressor Pro

12

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

PDF Compressor Pro

13

Stříbro

PDF Compressor Pro

14

7. MAGNETICKÉ VLASTNOSTI

• tuto vlastnost mají pouze slitiny Fe

• zjišťují se podle chování materiálů v magnetickém poli

• magnetické vlastnosti materiálu udává permeabilita た = B/H (H.m-1)

• vyjadřuje vztah magnetické indukce B a intenzity magnetického pole H

PDF Compressor Pro

15

• podle velikosti た → 3 skupiny: • diamagnetické látky: た<1 (vodík, většina

organických sloučenin, stříbro, zlato, truť, cín, olovo). Tyto kovy nezesilují účinek magnetického pole

• paramagnetické látky: た>1 (kyslík, alkalické kovy, hliník, platina). Tyto kovy nepatrně zvyšují účinek magnetického pole

• feromagnetické látky: た je vysoké a závislé na intenzitě magnetického pole (železo, nikl, kobalt, slitiny chrómu a manganu)

PDF Compressor Pro

16

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

PDF Compressor Pro

17

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.

PDF Compressor Pro

1

ZÁKLůDNÍ VLůSTNOSTI MůTERIÁL¥

MECHANICKÉ VLASTNOSTI

PDF Compressor Pro

2

• 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

•

• Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

•

PDF Compressor Pro

3

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.

PDF Compressor Pro

4

• 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

PDF Compressor Pro

5

Pevnost v tahu Rm

• je smluvní hodnota napětí odpovídající největší

zatěžující síle Fmax [N] vztažené k p]vodnímu

pr]řezu So

0S

FR

m

m MPa

PDF Compressor Pro

6

• 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

°C na trhacím stroji

Podstata zkoušky PDF Compressor Pro

7

HOOKŮV ZÁKON

En E – modul pružnosti v tahu

n – normálové napětí

ε - relativní prodloužení

Normálové napětí je přímo úměrné relativnímu prodloužení

Platí až do bodu U

PDF Compressor Pro

8

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

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

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

PDF Compressor Pro

11

Zkouška tahem

Zkouška tahem

PDF Compressor Pro

12

Otázky k opakování :

1. Jaké mechanické vlastnosti materiál] znáš?

2. Jaké existují zkoušky těchto vlastností?

3. Jaký druh zkoušky je zkouška tahová?

4. Popiš zkušební těleso této zkoušky. 5. Popiš všechny d]ležité body v Pracovním

diagramu.

6. Popiš veličiny, které se z této zkoušky získávají.

PDF Compressor Pro

13

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie 1, 2

PDF Compressor Pro

1

Neželezné kovy a jejich slitiny Prášková metalurgie I

PDF Compressor Pro

2

• DUM: Neželezné kovy a jejich slitiny – PRÁŠKOVÁ METALURGIE

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_10

• 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

3

Prášková metalurgie

• 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

Umožňuje získat výrobky, které jinými technologiemi nemůžeme vyrobit

PDF Compressor Pro

4

Postup výroby technologií práškové metalurgie

1. Výroba prášků

2. Míchání směsí

3. Lisování

4. Slinování

PDF Compressor Pro

5

Snímky prášků pořízené elektronovým mikroskopem PDF Compressor Pro

6

Prášky různých kovů

Atomizovaný prášek

PDF Compressor Pro

7

Výroba prášku mletím

PDF Compressor Pro

8

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

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie 2

• Techmagazín 2011

PDF Compressor Pro

1

Neželezné kovy a jejich slitiny Prášková metalurgie II

PDF Compressor Pro

2

• 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

• Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0596

• Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

PDF Compressor Pro

3

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

PDF Compressor Pro

4

Příprava slinutého karbidu PDF Compressor Pro

5

Struktura slinutého karbidu

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

PDF Compressor Pro

6

Destička ze slinutého karbidu

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

PDF Compressor Pro

7

PDF Compressor Pro

8

Polotovar pro výrobu fréz vyrobený práškovou metalurgií (uvnitř otvor pro

chlazení)

Již hotová fréza

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

Výrobky z prášků – ložiska, nástroje, části implantátů

PDF Compressor Pro

11

Pás z prášku Ti Čepy z SK

Brzdové destičky

PDF Compressor Pro

12

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.

PDF Compressor Pro

13

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie 2

• Techmagazín 2011

PDF Compressor Pro

1

Broušení

PDF Compressor Pro

2

• DUM: Charakteristika hlavních oborů - Broušení

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_12

• 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

3

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

PDF Compressor Pro

4

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

PDF Compressor Pro

5

Charakteristické znaky procesu broušení

• z důvodu různé geometrické formy zrn a jejich nepravi-delnému rozmístění v brus-ném nástroji se odebírá nepravidelná tříska

• záporné úhly čela jednotlivých zrn jsou různé a obvykle velké (ovlivňují oblast primární plastické deformace)

PDF Compressor Pro

6

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)

PDF Compressor Pro

7

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)

PDF Compressor Pro

8

Kinematika broušení

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

Druhy broušení na plocho

PDF Compressor Pro

11

Radiální (zapichovací) obvodové broušení vnějších ploch „dokulata“

PDF Compressor Pro

12

Axiální obvodové broušení vnějších ploch „dokulata“ s podélným posuvem

• dlouhé rotační součástky válcového nebo kuželového tvaru

PDF Compressor Pro

13

Obvodové rovinné broušení Posuvný pohyb obrobku

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

Rotační pohyb obrobku

PDF Compressor Pro

14

Čelní broušení obrobku

PDF Compressor Pro

15

Stroje na broušení - 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

1. Hrotové brusky

PDF Compressor Pro

16

Předchůdci dnešních brusek

PDF Compressor Pro

17

Zdroje:

• vlastní fotogalerie

• M. Hluchý, V. Haněk: Strojírenská technologie

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

PDF Compressor Pro

1

Nástrojové oceli

• DUM: Nástrojové oceli

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_13

• 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

3

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)

4

19 0xx

19 1xx Nástrojová ocel uhlíková

19 2xx

• Cementované kalibry, ruční nářadí

• Kladiva, kleště, šroubováky,

montážní nářadí, ruční sekáče na

měkkou ocel, svěrákové a upínací

čelisti, průbojníky na kůži

5

Způsoby kalení nástrojových ocelí

- nepřetržité (přímé)

- lomené

- termální

- se zmrazením

Kalení

6

Hlavní vlastnosti nástrojových ocelí

• Tvrdost

• Pevnost v ohybu

• Houževnatost

• Kalitelnost a prokalitelnost

• Odolnost proti popouštění

• Odolnost proti otěru

• Odolnost proti otupení (řezivost)

• Stálost rozměrů

7

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

CHEMICKÉ VLůSTNOSTI MůTERIÁL¥

KOROZE KOV¥

PDF Compressor Pro

2

• 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

PDF Compressor Pro

3

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

PDF Compressor Pro

4

Rozdělení koroze

Podle:

– vnitřního mechanismu – prostředí – druhu korozního napadení

mechanického namáhání

PDF Compressor Pro

5

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)

PDF Compressor Pro

6

• Elektrochemická koroze

– funguje na principu galvanického článku

– probíhá ve vodivém prostředí

Galvanický článek

e-

Kationtový proud Aniontový

proud

e-

PDF Compressor Pro

7

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

PDF Compressor Pro

8

kritická relativní vlhkost

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

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

Průběh vodní koroze

Rez

Fe2 + OH = Fe(OH)2

O2 - kyslík Vzduch

Oblast katodová

Kapka vody

Oblast anodová Kov (Fe)

O2+ 4e + H2O → 4OH Fe2

2Fekov → 2Fe + 4e

PDF Compressor Pro

11

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

PDF Compressor Pro

12

Typy korozního napadení • nerovnoměrná

– bodová

– důlková

– mezikrystalová

– transkrystalová

PDF Compressor Pro

13

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?

PDF Compressor Pro

14

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

PDF Compressor Pro

1

TVRDOST A ZKOUŠKY TVRDOSTI I.

PDF Compressor Pro

2

• DUM: ZKOUŠKY TVRDOSTI

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_15

• 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

3

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

PDF Compressor Pro

4

Značení tvrdosti

XX HXX

číselná hodnota tvrdosti zkratka použité zkoušky (norm.)

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

PDF Compressor Pro

5

PDF Compressor Pro

6

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).

PDF Compressor Pro

7

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

PDF Compressor Pro

8

MOHSOVA STUPNICE TVRDOSTI 1. mastek 6. živec 2. sůl kamenná 7. křemen 3. vápenec 8. topas 4. kazivec 9. korund 5. apatit 10. diamant

PDF Compressor Pro

9

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

PDF Compressor Pro

10

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.

PDF Compressor Pro

11

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

PDF Compressor Pro

12

Shoreho skleroskop Měření HMa

PDF Compressor Pro

13

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.

PDF Compressor Pro

14

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie 1/1

PDF Compressor Pro

Mechanické zkoušky materiálů ZKOUŠKA TAHEM

PDF Compressor Pro

2

DUM: ZKOUŠKA TAHEM

Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_16

Název a adresa školy: SPŠ Hronov

Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.059

Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

PDF Compressor Pro

3

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)

PDF Compressor Pro

4

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

0L

L

PDF Compressor Pro

5

Kontrakce Z [%] - největší změna příčného průřezu po

přetržení zkušební tyče (S0 – Su) vyjádřené v [%]

počátečního příčného průřezu S0

Tažnost A - trvalé prodloužení měřené délky po

přetržení vyjádřené v %

100

0

0 L

LLA

u

100

0

0 S

SSZ

u

PDF Compressor Pro

6

Pevnost v tahu Rm

Pevnost v tahu Rm [MPa] – smluvní

hodnota napětí odpovídající největší

zatěžující síle Fmax [N] vztažené k

původnímu průřezu

0S

FR

m

m

PDF Compressor Pro

7

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

napětí, při kterém nastává v tyči první plastická deformace

PDF Compressor Pro

8

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

PDF Compressor Pro

9

Výrobní výkres zkušební tyče

PDF Compressor Pro

10

Pracovní diagram s výraznou mezí kluzu

K – mez kluzu

U – mez úměrnosti

P – mez pevnosti

PP

PDF Compressor Pro

11

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.

PDF Compressor Pro

12

Zdroje:

cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

Strojírenská technologie 1

Techmagazín 2011

PDF Compressor Pro

1

ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI

PDF Compressor Pro

2

DUM: ZKOUŠKA VRUBOVÉ HOUŽEVNATOSTI

Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_17

Název a adresa školy: SPŠ Hronov

Vytvořila: Ing. Zdeňka Suchánková

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.059

Předmět: Strojírenská technologie 1. ročník

PDF Compressor Pro

3

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 zkoušky rázové

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

PDF Compressor Pro

4

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.

PDF Compressor Pro

5

Zkušební těleso – tyč

Kdy se používá V-vrub, kdy U-vrub? V-vrub materiály vykazující tranzitní lomové chování – v technických

dodacích podmínkách EN – svařitelné oceli tvářené i na odlitky, tvárná litina

U-vrub vyskytuje se zpravidla v materiálových listech – legované oceli,

perlitické oceli na železniční dvojkolí, apod.

Vrub V

Vrub U

PDF Compressor Pro

6

Výhody zkoušky vrubové houževnatosti

jednoduchost

dostupnost

ekonomická a časová nenáročnost porovnání různých materiálů navzájem

měření při různých teplotách – zjištění přechodové teploty

PDF Compressor Pro

7

Otázky k procvičení :

1. Vyjmenuj mechanické vlastnosti materiálů. 2. Rozdělení zkoušek. 3. Zkoušky dynamické, rozdělení. 4. Co se zjišťuje rázovou zkouškou?

5. Jaké zařízení se k této zkoušce používá?

6. V jakých oblastech se hodnot získaných ze zkoušek používá?

PDF Compressor Pro

8

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

PDF Compressor Pro

1

TECHNOLOGICKÉ VLůSTNOSTI MůTERIÁL¥

PDF Compressor Pro

2

• DUM: TECHNOLOGICKÉ VLůSTNOSTI MůTERIÁL¥

• Číslo: VY_32_INOVůCE_STR_6_1Ř

• Název a adresa školy: SPŠ Hronov

• VytvoUila: Ing. Zdeňka Suchánková

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

PDF Compressor Pro

3

Rozdělení technologických vlastností

1. OBROBITELNOST

2. TVÁRNOST

3. SVůTITELNOST

4. SLÉVůTELNOST (ZůBÍHůVOST)

5. ODOLNOST PROTI OPOTTEBENÍ

• jsou to takové vlastnosti, které souvisí pUímo s výrobou v konkrétním provozu, se zpracováním materiálu na výrobek

PDF Compressor Pro

4

1. OBROBITELNOST • chování materiálu pUi obrábění Ueznými nástroji • schopnost materiálu oddělovat tUísku • značení obrobitelnosti podle

– druhu materiálu – zp]sobu obrábění

• TTÍDY obrobitelnosti – tUídy jsou označeny číslem umístěným pUed písmeno (napU. 11a. 14b. atd.), – stUední hodnoty indexu obrobitelnosti v jednotlivých tUídách jsou odstup-

ňovány dle geometrické Uady s koeficientem q – tUída etalonového materiálu má hodnotu q = 1 – Uezná rychlost vcT v dané tUídě je vždy 1,26 krát vyšší/nižší, než rychlost v

sousední tUídě • SKUPINY obrobitelnosti

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

PDF Compressor Pro

5

Obrobitelnost

PDF Compressor Pro

6

2. TVÁRNOST

• je to vlastnost, který musí mít materiál určený k tváUení za tepla nebo za studena, to znamená – kování – válcování – protlačování – tažení – ražení – lisování – ohýbání – stUíhání – děrování – ...

PDF Compressor Pro

7

PDF Compressor Pro

8

3. SVůTITELNOST

• je schopnost materiálu vytváUet nerozebíratelný spoj zp]sobem tavného, tlakového nebo jiného svaUování

• podmínka svaUitelnosti ocelí – obsah uhlíku musí být menší než 0,4 %

• svaUitelnost se zkouší r]znými zkouškami • svary se tepelně zpracovávají většinou normalizačním

žíháním

PDF Compressor Pro

9

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 tvoUit bubliny, musí mít malou smrštivost

• zkouší se napU. zkouškou zabíhavosti (spirálová zkouška)

PDF Compressor Pro

10

PDF Compressor Pro

11

5. ODOLNOST PROTI OPOTTEBENÍ

• OPOTTEBENÍ je nežádoucí oddělování částeček materiálu na povrchu součástí stroj] pUístroj], nástroj], náUadí p]sobením vnějších sil

• tento jev znamená stálé ubývání materiálu a vynucuje si opravy nebo výměnu celé součásti

• opotUebení je nejčastěji zp]sobeno tUením mezi tuhými tělesy, také mezi tuhou látkou a kapalinou

• opotUebení se snižuje napU. mazáním, cementováním, kalením

PDF Compressor Pro

12

Otázky k procvičování

1. Jaké jsou technologické vlastnosti materiál]? 2. Vysvětli pojem obrobitelnost. 3. Vysvětli pojem svaUitelnost. 4. Vysvětli pojem tvárnost. 5. Vysvětli pojem slévatelnost. 6. Vysvětli pojem odolnost proti opotUebení. 7. Napiš konkrétní pUíklady provoz] ve firmách, které

zajímá určitá technologická vlastnost.

PDF Compressor Pro

13

Zdroje:

• Wikimedia Commons

• M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská

technologie 1/1

• Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu I

• Strojírenská technologie

PDF Compressor Pro

1

ZKOUŠKY BEZ PORUŠENÍ MATERIÁLU NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY

PDF Compressor Pro

2

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

PDF Compressor Pro

3

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

PDF Compressor Pro

4

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

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

PDF Compressor Pro

5

Rozdělení zkoušek bez porušení

1. Zjišťování vad na povrchu materiálu

elektromagnetická polévací zkouška

kapilární zkouška

2. Zjišťování vnitřních (skrytých) vad materiálů

zkouška prozařováním RTG a Gama zářením

zkouška ultrazvukem

PDF Compressor Pro

6

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

PDF Compressor Pro

7

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

PDF Compressor Pro

8

Vykreslené vady

PDF Compressor Pro

9

Příčná (kruhová) magnetizace

zjišťujeme vady podélné

provádíme střídavým proudem

používají se přístroje – defektoskopy- zde se provádí kombinace podélné i příčné magnetizace

PDF Compressor Pro

10

Vady vykreslené příčnou magnetizací

PDF Compressor Pro

11

Podélná magnetizace výrobku

zjišťujeme vady příčné

provádíme stejnosměrným proudem

součást však permanentně zmagnetizuje a musíme ji odmagnetizovat

PDF Compressor Pro

12

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

PDF Compressor Pro

13

Kapilární zkouška

PDF Compressor Pro

14

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

PDF Compressor Pro

15

RTG Záření PDF Compressor Pro

16

Použití

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

gama paprsky - ocel do tl. 300 mm

PDF Compressor Pro

17

Princip zkoušky gama zářením

PDF Compressor Pro

18

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

PDF Compressor Pro

19

Zkoušky ultrazvukem

1. Metoda odrazová základní echo koncové echo poruchové echo v pří-

padě vady

PDF Compressor Pro

20

Zkouška ultrazvukem

2. Metoda průchodová

je-li v materiálu vada, objeví se za vadou ultrazvukový stín

používá se např. na zjištění zdvojení plechů

PDF Compressor Pro

21

Procvičování tématu:

1. Jaký je význam zkoušek bez porušení materiálu?

2. Zhodnoť výhody a nevýhody těchto zkoušek ve srovnání s klasickými zkouškami mechanických vlastností.

3. Popiš zkoušky na odhalování vad na povrchu materiálu.

4. Popiš zkoušky pro zjišťování vnitřních vad materiálu.

PDF Compressor Pro

22

Zdroje:

Wikimedia Commons

M. Hluchý, J. Kolouch: Strojírenská technologie 1/1

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

PDF Compressor Pro

1

Volba konstrukčních materiálů Nekovové materiály

PDF Compressor Pro

2

VY_32_INOVACE_STR_6_20

• DUM: Volba konstrukčních materiálů – Nekovové materiály

• Číslo: VY_32_INOVACE_STR_6_20 • 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

Nekovové materiály

• rozdělení • vlastnosti

• použití

PDF Compressor Pro

4

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. Plasty (plastické hmoty) 2. Dřevo 3. Pryž 4. Sklo 5. Porcelán 6. Papír 7. Textilie 8. Kůže 9. Čedič, technická kamenina

PDF Compressor Pro

5

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

PDF Compressor Pro

6

PDF Compressor Pro

7

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)

PDF Compressor Pro

8

Druhy dřev a jejich použití 1. Jehličnany

– dřevo nepříliš pevné, snadno štípatelné, chem. odolné

– obyčejné druhy jehličnanů levné (smrk, borovice, jedle)

2. Listnaté – techniky cenná dřeva, měkká a tvrdá, těžko

štípatelné – hustá struktura, pěkný vzhled (řezbářství,

nábytek) 3. Cizokrajná dřeva

– 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)

PDF Compressor Pro

9

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.

PDF Compressor Pro

10

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

PDF Compressor Pro

11

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)

PDF Compressor Pro

12

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

PDF Compressor Pro

13

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

PDF Compressor Pro

14

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.

PDF Compressor Pro

15

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

PDF Compressor Pro

16

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

PDF Compressor Pro

17

Zdroje:

• cs.wikipedia.org, Wikimedia Commons

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

PDF Compressor Pro