Druhy Technických Materiálů - Poznámky

Druhy Technických Materiálů

Rozdělení

• Železné kovy:
  • Oceli
    • Konstrukční oceli
    • Nástrojové oceli
    • Oceli na odlitky
  • Litiny
    • Litina
    • Temperovaná litina
• Neželezné kovy:
  • Těžké kovy (\rho > 5 kg/dm^3)
    • Měď
    • Zinek
    • Olovo
  • Lehké kovy (\rho < 5 kg/dm^3)
    • Hliník
    • Hořčík
    • Titan
• Nekovové materiály:
  • Přírodní materiály
    • Žula
    • Azbest
    • Dřevo
  • Syntetické materiály
    • Plasty
    • Sklo
    • Keramika
• Kompozitní materiály:
  • Tvrzené plasty
  • Slinuté karbidy

Čisté Železo

• Chemicky čisté železo není vhodné jako technický materiál, protože je příliš měkké.

Ocel

• Slitina Fe + C
• Maximálně 2,14 % C + ostatní legující prvky.

Litina

• Slitina Fe + C
• Obsahuje od 2,14 do 5 % C + ostatní legující prvky.

Legující Prvky

• Prvky, které jsou:
  • Nežádoucí: dostanou se do materiálu (fosfor, křemík).
  • Žádoucí: přidávají se ke zlepšení mechanických vlastností (Cr, Mo, V, W, Co atd.).

Ocel - Kujné Železné Materiály

• Hlavní konstrukční materiál pro:
  • Stroje
  • Motory
  • Konstrukce
• Používá se hlavně pro silně namáhané díly:
  • Hřídele
  • Ozubená kola
  • Šrouby
  • Pružiny
  • Čepy
  • Vačkové hřídele

Rozdělení Ocelí

• Podle použití
• Podle chemického složení
  • Nelegované (uhlíkové) oceli
  • Legované (slitinové) oceli
• Podle jakosti
  • Oceli obvyklých jakostí
  • Oceli jakostní (méně ušlechtilé)
  • Oceli ušlechtilé
  • Nástrojové oceli
  • Konstrukční oceli

Rozdělení Ocelí Podle Složení

• Doprovodné prvky (nekovové příměsi)
  • Ovlivňují vlastnosti ocelí.
  • Zlepšují:
    • Pevnost v tahu
    • Odolnost proti opotřebení
    • Odolnost proti korozi
  • Příklady: fosfor, vodík, síra, dusík
  • Ovlivňují zejména:
    • Pevnost
    • Houževnatost
• Legující prvky (kovy)
  • Žádoucí a nežádoucí.

Nelegované Oceli

• Legující prvky nesmí překročit předepsané meze.
• Vlastnosti oceli ve velkém významu ovlivňuje obsah uhlíku (C).

Legované Oceli

• Legující prvky nesmí překročit předepsané meze.
• Vlastnosti oceli ve velkém významu ovlivňuje obsah jednotlivých legujících prvků.

Rozdělení Ocelí Podle Jakosti

Nelegované Oceli

• Oceli obvyklých jakostí
  • Nevyžadují zvláštní opatření během výroby s ohledem na jakost.
  • Nejsou určeny pro tepelné zpracování.
  • Nutno dodržet požadavky pro nezpracovaný nebo normalizačně žíhaný stav.
  • Nepředepsané klasifikační charakteristiky (způsobilost k hlubokému tažení atd.).
  • Předepsán pouze obsah Si a Mn.
  • Oceli třídy 10 a 12
• Nelegované jakostní oceli
  • Kladeny přísnější nebo dodatečné požadavky než na oceli obvyklých jakostí na základě namáhání.
  • Výroba vyžaduje větší pozornost.
• Nelegované ušlechtilé oceli
  • Vyžadují vyšší stupeň čistoty.
  • Vyžadují zvláštní podmínky výroby.
  • Mají přesné chemické složení.
  • Určeny pro zušlechťování nebo pro povrchové kalení.

Příklady Nelegovaných Ocelí

• Oceli třídy 10
• Oceli třídy 11
• Oceli třídy 12

Legované Oceli

• Legované jakostní oceli
  • Pro podobné účely jako nelegované jakostní oceli.
  • Pro zvláštní podmínky použití obsahují legovací prvky.
• Legované ušlechtilé oceli
  • Nejsou určeny pro zušlechťování nebo povrchové kalení.
  • Požadovány zvláštní podmínky výroby.
  • Požadavky na přesné složení oceli (pro zpracovatelské a užitkové vlastnosti).

Příklady Legovaných Ocelí

• Legované jakostní oceli
  • Svařitelné oceli konstrukcí, tlakových nádob a potrubí.
  • Oceli se zvláštními požadavky na magnetické a elektrické vlastnosti.
  • Oceli určené na výrobu kolejnic, štětovnic a důlních výztuží.
  • Oceli pro ploché výrobky válcované za tepla nebo za studena, které jsou určeny pro náročnější tváření za studena.
  • Oceli legované pouze mědí.
• Legované ušlechtilé oceli
  • Nerezavějící oceli
  • Žárovzdorné a žáropevné oceli
  • Oceli na valivá ložiska
  • Nástrojové oceli
  • Oceli pro ocelové konstrukce a stavbu strojů
  • Oceli se zvláštními fyzikálními vlastnostmi
  • Oceli třídy 13 až 19

Materiálový List Oceli

• Každá ocel má svůj materiálový list obsahující všechny informace charakterizující danou ocel, údaje pro tepelné zpracování a použití.

Značení Ocelí dle ČSN

• Značení: Třída oceli, Informace závislá na třídě oceli, Pořadová číslice, Doplňkové číslice, Stav oceli (druh tepelného zpracování), Stupeň přetváření
• Oceli třídy 10 a 11
• Oceli třídy 12 až 16
• Oceli třídy 17 (nereozová ocel)
• Oceli třídy 19 (nástrojové)

Rozdělení Ocelí Podle Použití

• Konstrukční oceli
• Nelegované oceli k nitridování
• Jemnozrnné oceli
• Oceli k zušlechtění
• Automatové oceli
• Oceli ke zvláštnímu použití
• Oceli k cementování
• Ocelové plechy

Podrobnější Rozdělení Podle Použití

• Konstrukční oceli:
  • Tyče a profily k dalšímu zpracování, nejsou určeny k tepelnému zpracování, díly strojů a ocelových konstrukcí
• Nelegované jemnozrnné oceli:
  • Malý obsah C i legujících prvků. Pro tepelné zpracování: houževnatost, odolnost proti stárnutí a křehkému lomu: velmi namáhané svařované konstrukce jeřábů, strojů a rámů vozidel
• Automatové oceli:
  • Neleg. oceli se zvýšeným obsahem S a Pb – dobře se obrábí (krátké třísky při sériové výrobě) nehodí se pro svařování
• Oceli k cementování:
  • Výroba houževnatých dílů s povrchem odolným proti opotřebení
• Oceli k nitridování:
  • Při tepelném zpracování vytváří velmi tenkou vrstvu tvrdého povrchu, součásti odolné proti otěru s vysokou únavovou pevností
• Oceli k zušlechtění:
  • Tepelným zpracováním získávají velkou pevnost při velké houževnatosti dynamicky namáhané pevné díly
• Oceli ke zvláštnímu použití:
  • Oceli pro nízké teploty a chemicky odolné oceli

Značení Ocelí Podle Starší ČSN 42 002

Přehled Nového Označení Ocelí a Odpovídajících Dřívějších Označení

• Tabulka 2: Označování ocelí dle ČSN EN 10 027-1
• Zkrácené (symbolické) označování ocelí podle ČSN EN 10 027-1 (42 0011).
• Oceli označené podle použití a mechanických nebo fyzikálních vlastností (oceli S, jakostní oceli Q, QL).
• Příklad: GS355J2N+PV
  • Základní symbol skupiny:
    • S - oceli pro všeobecné použití
    • P - oceli pro tlakové nádoby
    • L - oceli pro potrubí
    • E - oceli pro strojní součásti
  • Hodnota charakteristické vlastnosti:
    • pro S, P, L, E, H: min. hodnota $R<em>e$ nebo $R</em>{p0.2}$
    • pro Y: min hodnota $R_m$
  • Přídavné symboly pro oceli:
    • DC, DD - měkké plechy (hlubokotažné)
    • M - plechy a pásy pro elektrotechniku
    • B,Y - oceli pro výztuž do betonu
    • H, HT - ploché válcované výrobky, ztráty, izotropie plechu, tloušťka
  • Přídavné symboly pro ocelové výrobky
    • OG - ocel na odlitky (tvářené - )
  • Určení oceli:
    • G1 - neuklidněno, G2 - uklidněno
    • uklidněno + NZ
    • L = jemnozrnné oceli
    • H - pro vysoké
  • Záruka hodnot KV [J]:
    • teplota [°C]
      • +20: JR, KR
      • 0: JO, KO
      • -20: J2, K2
      • -30: J3, K3
      • -40: J4, K4
      • -50: J5, K5
      • -60: J6, K6
    • KV
      • 27 J
      • 40 J
      • 60 J
  • Stav a tepelné zpracování:
    • M = termomechanicky válcováno,
    • N = normalizačně žíháno nebo válcováno
    • Q = zušlechtěno !

Neželezné Materiály