Fyzikální vlastnosti technických materiálů

Prezentace na téma: "Fyzikální vlastnosti technických materiálů"— Transkript prezentace:

1 Fyzikální vlastnosti technických materiálů
Hustota ρ Poměr hmotnosti m k objemu V homogenní látky při určité teplotě . ρ= m/V Hustota závisí na atomové stavbě dané látky. Je závislá na poloze prvku v periodické soustavě prvků. To platí jen tenkrát, jsou-li v krystalu obsazena atomy všechna uzlová místa. Ve skutečnosti to tak není - v mřížce se vyskytují četné poruchy - vakance, póry, nečistoty), skutečná hustota se od ideální liší.

2 Teplota tání a tuhnutí [°C]
Teplota, při níž látka mění své skupenství. Závisí na vnitřní stavbě kovů. Znalost této teploty je důležitá pro slévárenství, pokovování, svařování apod. Látky krystalické, skládající se z jediného prvku nebo jediné sloučeniny- zcela určitá teplotu tání a tuhnutí. Slitiny, skla, keramické látky apod. přecházejí se stoupající nebo klesající teplotou z jednoho skupenství do druhého pozvolna. Pro ně se uvádí teplotní interval tavení nebo tuhnutí.

3 Délková a objemová roztažnost Prodloužení délky nebo zvětšení objemu vlivem zvýšení teploty látky. Je vztažena na počáteční délku nebo objem. Teplotní součinitel délkové a objemové roztažnosti Změna délkové nebo objemové jednotky při změně teploty o 1 K. 0 °C = +273,15 K, 0 K = −273,15 °C U odlitků, součástí ze spékaných materiálů a součástí z plastů musíme naopak počítat se smrštivostí, která je opakem roztažnosti.

4 Tepelná vodivost Množství tepla, které projde za jednotku času mezi dvěma protilehlými stěnami krychle o délce hrany 1 m, je-li rozdíl teplot mezi těmito stěnami 1 K. Nejlepším vodičem tepla je stříbro. Tepelnou vodivost ostatních kovů zjišťujeme porovnáváním s tepelnou vodivostí Ag a udáváme ji v %. Největší vodivost mají čisté kovy. Nekovové materiály mají tepelnou vodivost 10 - l00krát nižší. Číselné hodnoty jednotlivých materiálů najdeme ve Stroj. tab..

5 Elektrická vodivost Schopnost vést elektrický proud. Podle vodivosti dělíme materiály na : vodiče I.třídy- materiál má velké množství volných elektronů II.třídy - roztoky a taveniny solí nevodiče (izolanty) - nejlepším izolantem by bylo dokonalé vakuum polovodiče (např. selen, germanium, křemík apod.).

6 Měrný elektrický odpor
Veličina charakterizující schopnost vedení elektrického proudu. Nejlepší vodiče - stříbro, měď, hliník. Poruchy v mřížce, legující prvky a nečistoty zhoršují elektrickou vodivost.

7 Supravodivost Vlastnost některých kovů, u kterých se při velmi nízkých teplotách (blízkých absolutní teplotní nule) skokem sníží elektrický odpor na nezjistitelnou hodnotu (ele. proud prochází vodičem bez odporu).

8 Magnetické vlastnosti materiálů
Zjišťujeme z jejich chování v magnetickém poli. Permeabilita -vztah mezi mag.indukcí a intenzitou mag.pole,která udává vliv prostředí, v němž magnetické pole působí. Diamagnetické látky mají μ < 1 a patří k nim vodík, většina organických sloučenin, z kovů měď, stříbro, zlato, rtuť, cín, olovo apod. Kovy nezesilují účinek vnějšího magnetického pole.

9 Paramagnetické látky mají μ > 1, ale blízké jedné
Paramagnetické látky mají μ > 1, ale blízké jedné. Patří k nim kyslík, soli vzácných zemin, alkalické kovy, hliník, platina apod. Tyto kovy zesilují účinek vnějšího magnetického pole zcela nepatrně. Feromagnetické látky mají μ velmi vysoké. Patři k nim železo, nikl, kobalt a slitiny chromu a manganu. FM látky dělíme na magneticky měkké a magneticky tvrdé. Magneticky měkké se snadno zmagnetizují, ale i snadno odmagnetizuji - magnetické obvody u elektrických strojů a přístrojů. Materiály magneticky tvrdé se obtížně magnetizují, ale své vlastnosti si podrží i po zániku vnějšího magnetického pole - výroba permanentních (stálých) magnetů.

10

11 Chemické vlastnosti technických materiálů
Odolnost proti korozi - koroze, chem. reakce na povrchu kovu Rychlost koroze - hmotnostní úbytek kovu na 1cm2 za určitý čas Korozi můžeme roztřídit z několika hledisek: 1. podle vnitřního mechanismu - chemická a elektrochemická 2. podle druhu korozního prostředí - atmosférická, v kapalinách a půdní 3. podle kombinace s vnějšími činiteli - koroze při mechanickém namáhání, při únavě materiálu (korozní únava), korozní praskání a vibrační koroze 4. podle druhu korozního napadení - koroze rovnoměrná a nerovnoměrná

12 Žáruvzdornost - schopnost materiálu odolat opalu (oxidaci za vyšších
teplot 600°C) přidáním Al, Cr, Si - výroba kotlů, roštů, trubek Žárupevnost - schopnost materiálu odolat opalu při namáhání za vyšších teplot- ventily motorů, lopatky turbín, turbíny tryskových letadel

13 Mechanické vlastnosti technických materiálů
Materiál musí odolat různým druhům namáhání- obr.: tah, tlak, krut, smyk-střih, ohyb Pevnost - max.napětí, které je nutné k porušení materiálu na dvě části Pružnost - mat.se po deformaci vrací zpět do původního stavu Tvrdost - odolnost mat.proti vnikání cizích částic Tvárnost (plasticita) - schopnost mat.měnit tvar bez porušení soudržnosti a pak v něm zůstat Houževnatost - množství práce potřebné k rozdělení mat.na dvě části. Opakem houževnatosti je křehkost.

14

15 Technologické vlastnosti technických materiálů
Určují možnost dalšího opracování výrobku. Svařitelnost - schopnost mat.vytvořit ze dvou částí nerozebíratelný celek některým způsobem tavného nebo tlakového svařování Slévatelnost - vlastn.kovů určených k odlévání - dobrá tekutost, netvořit bubliny, malá smrštitelnost Obrobitelnost - chování mat.při obrábění řeznými nástroji za různých řezných podmínek ( otáčky, řezná rychlost, trvanlivost, způsob chlazení, materiál nástroje…) Kovatelnost - tzv. zpracovatelnost za tepla - čím míň mat.tuhne, tím lepší kovatelný