Digitální učební materiál Autor: Ing. Rudolf Drahokoupil Předmět/vzdělávací oblast: Materiály a technologie Tematická oblast: Vlastnosti technických materiálů Téma: Chemické vlastnosti technických materiálů Ročník: 1. Datum vytvoření: září 2013 Název: VY_32_INOVACE_13.2.03.STR Anotace: Chemické vlastnosti kovů, koroze, druhy koroze, žáruvzdornost, žárupevnost. Metodický pokyn: Učební materiál slouží jako inovativní prezentační doplněk pro výuku odborného tématu s využitím aktivizujících možností multimediálních prostředků (dataprojektor, popř. interaktivní tabule). Závěrečné kontrolní otázky zvyšují interaktivitu výuky a podporují samostatné myšlení žáků. Ve spojení s webovými stránkami školy může být prezentace využívána i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání.

Chemické vlastnosti technických kovů Základní chemické vlastnosti kovů koroze žárovzdornost žáropevnost

PŘEHLED CHEMICKÝCH VLASTNOSTÍ U TECHNICKÝCH MATERIÁLŮ ODOLNOST PROTI KOROZI Koroze - rozumí se samovolné vzájemné působení mezi prostředím a materiálem, které má za následek znehodnocení materiálu. Opotřebení a zničení kovových součástí je v praxi způsobeno mechanickými a chemickými vlivy.

VLIV NA KOROZI Různá prostředí nebo chemické účinky některých kapalných a plynných látek způsobí porušení povrchu součástí. U kovů se tento jev nazývá koroze.

ZTRÁTY Z KOROZE Každoročně dochází vlivem koroze oceli ke ztrátě 2 % z celkové spotřeby při používání kovových ocelových a litinových materiálů. V průmyslově vyspělých státech dosahují korozní ztráty 4 až 6 % hrubého domácího produktu.

DRUHY KOROZE Chemická koroze znehodnocení vznikající vzájemným působením kovu a korozního prostředí (soli, kapaliny a plyny). Nejčastěji jde o oxidaci kovu, zejména u oceli. U některých neželezných kovů zamezuje průnik koroze do hloubky materiálu tenká vrstva oxidů, např. zelená patina u mědi, oxidační vrstva  u hliníku apod.

Elektrochemická koroze Elektrochemická koroze zahrnuje případy koroze kovů v elektrolytech, tedy ve vodivém prostředí. Vždy v sobě zahrnuje dvě dílčí reakce – anodovou a katodovou. Obě reakce jsou na sebe vázány a nemohou probíhat samostatně, pokud korodujícím kovem neprochází žádný vnější elektrický proud. Anodová reakce odpovídá oxidaci kovu, a tedy vlastní korozi. Katodová reakce odpovídá současné redukci některé oxidující složky roztoku, tj. buď vybíjení iontu vodíku nebo redukci kyslíku rozpuštěného v elektrolytu. Rychlost koroze může být řízena buď anodovou, nebo katodovou dílčí reakcí, popř. oběma současně. Tabulka rozdílné hustoty u vybraných technických kovů

Anodové i katodové reakce představují tedy dohromady korozní děj a podle okolností mohou probíhat buď na témž místě povrchu korodujícího kovu, nebo místně odděleně. Na témž místě povrchu kovu budou obě dílčí reakce probíhat tehdy, je-li kov zcela homogenní a jestliže i složení roztoku je stejné po celé ploše dotyku s kovem.

ATMOSFERICKÁ KOROZE Norma EN ISO 9223 rozděluje atmosféry podle korozní agresivity do šesti stupňů: C1 - velmi nízká. Atmosféry uzavřených, klimatizovaných místností, v nichž nedochází ke kondenzaci vody. C2 - nízká. Vztahuje se na prostory, v nichž dochází k občasné kondenzaci. C3 - střední. Odpovídá suchým klimatům. C4 - vysoká. Odpovídá vlhkým oblastem za působení atmosférických nečistot průmyslových měst, přístavů aj. C5 - velmi vysoká. CX - extrémní.Odpovídá prostředím s extrémní vlhkostí nebo velmi vysokým průmyslových znečištěním.

Způsoby ochrany proti korozi Volba vhodného konstrukčního materiálu (nespojovat elektrochemicky rozdílné materiály) Ochrana konstrukční úpravou (správné použití materiálu) 3) Ochrana úpravou korozního prostředí (inhibitory) Ochrana katodickou a anodickou metodou (pro potrubí) Ochrana povrchovými úpravami (jiným kovem, plastem, nátěrové hmoty)

Žárovzdornost Vlastnost materiálu dlouhodobě odolat vysokým teplotám nad 600°C. Je to zpravidla látka s vysokou teplotou tání, protože při vysokých teplotách probíhají chemické reakce, v jejichž důsledku dochází k zhoršení fyzikálních vlastností (měknutí, křehnutí, změna skupenství). Vlastnosti žárovzdornosti dosáhneme přidáním některých prvků (v %) do slitin jako je Al, Cr, Si. Využití Využívá se v těžkém průmyslu jako stavební materiál pro tavící pece, v topenářství, nebo v kosmonautice nebo materiál pro výrobu kotlů, roštů, trubek.

Žáropevnost Vlastnost, kterou musí mít materiály při dlouhodobém přenášení větších namáhání za vyšších teplot. Využití Materiály pro výrobu ventilů spalovacích motorů, lopatky parních turbín, součásti turbín tryskových letadel atd.

KONTROLNÍ OTÁZKY – diskuse Druhy chemických vlastností Koroze, žárovzdornost, žáropevnost. Druhy koroze Chemická, elektrochemická. Počet stupňů atmosferické koroze 6 stupňů označené písmenem C. Příklady způsobů ochrany proti korozi Volba vhodného konstrukčního materiálu, ochrana konstrukční úpravou, ochrana úpravou korozního prostředí, ochrana katodickou a anodickou metodou, ochrana povrchovými úpravami.

Použité zdroje: HLUCHÝ, Miroslav a Jan KOLOUCH. Strojírenská technologie 1 - 1. díl, 3., přeprac. vyd. Praha: Scientia, 2002, 266 s. ISBN 80-7183-262-6. FRISCHHERZ, Adolf a Paul SKOP. Technologie zpracování kovů 1: základní poznatky. 2. vyd. Praha: SNTL (Wahlberg), 1996, 268 s. ISBN 80-902110-0-3.