Shrnutí na Technické materiály a jejich vlastnosti

## Úvod Tato učební pomůcka shrnuje základní informace o **litinách** a **ocelích** pro samostudium. Zaměřuje se na definice, členění, vlastnosti a použití jednotlivých typů litin a ocelí, včetně praktických příkladů. Materiál je určen pro žáky, kteří studují materiály mimo obecné téma „Technické materiály" (to je pokryto jinde). > **Definice:** *Ocel* je slitina železa s uhlíkem a dalšími prvky s obsahem uhlíku do $2{,}14\%$. *Litina* je slitina železa s uhlíkem a dalšími prvky s obsahem uhlíku větším než $2{,}14\%$. ## Základní členění kovových materiálů Krátké rozdělení kovových materiálů podle druhu a hustoty: | Skupina | Co zahrnuje | Typická hustota | Příklady | |---|---:|---:|---| | Železné slitiny | Oceli, litiny | proměnná | konstrukční součásti, odlitky | | Neželezné těžké | kovy mimo Fe s hustotou nad $5\,\mathrm{kg/dm^3}$ | > $5\,\mathrm{kg/dm^3}$ | Cr, Co, W, Pb, Cu, Zn | | Neželezné lehké | kovy mimo Fe s hustotou do $5\,\mathrm{kg/dm^3}$ | < $5\,\mathrm{kg/dm^3}$ | Al, Mg, Ti, Be, Li | Did you know that měď a její slitiny, hliník a jeho slitiny a oceli na odlitky patří mezi nejčastěji používané kovové materiály v praxi? ## Oceli na odlitky ### Co jsou oceli na odlitky - Jsou to slitiny železa, uhlíku a dalších prvků, používají se pro výrobu odlitků. - Dělí se podle stupně legování na **uhlíkové oceli na odlitky** a **legované (slitinové) oceli na odlitky**. > **Definice:** *Uhlíková ocel na odlitky* je ocel bez významného legování, jejíž vlastnosti závisí hlavně na obsahu uhlíku a doprovodných prvků. ### Označování ocelí (příklad systému) - Formát: **42 XX XX** 1. „42" označuje třídu norem pro hutnictví. 2. Druhé dvojčíslí určuje druh oceli podle stupně legování: - 26 = uhlíkové oceli na odlitky - 27 = nízko a středně legované oceli odlévané do pískových forem - 28 = jiné způsoby, např. materiály pro trvalé magnety - 29 = vysokolegované oceli na odlitky 3. Třetí dvojčíslí: - u legovaných ocelí udává skupiny legovacích prvků - u uhlíkových ocelí 00–29 = odlévání jiným způsobem než do pískových forem - 30–99 = přibližná mez pevnosti v tahu v $10\,\mathrm{N\cdot mm^{-2}}$ (např. 30 ≈ $300\,\mathrm{N\cdot mm^{-2}}$) Praktický příklad: kód 42 27 50 by označoval ocel na odlitky třídy 42, nízce/středně legovanou, s přibližnou mezí pevnosti $500\,\mathrm{N\cdot mm^{-2}}$. ## Litiny — vlastnosti a druhy ### Obecné vlastnosti litin - Obsahují více uhlíku než ocel (více než $2{,}14\%$) a značné množství příměsí, zejména Si, Mn, P, S. - Vzrůstá množství eutektické fáze při tuhnutí. > **Definice:** *Litina* je slitina železa s uhlíkem a dalšími přísadami, v níž se uhlík často vylučuje jako grafit nebo karbidy v eutektické struktuře. ### Grafit a jeho role - **Grafit** je krystalická forma uhlíku, hexagonální soustava, dobrá tepelná vodivost, měkký. - Tvar vyloučeného grafitu rozhoduje o druhu litiny. Tabulka nejčastějších druhů litin podle tvaru grafitu: | Druh litiny | Tvar grafitu | Dřívější název | Vlastnosti | Použití | |---|---|---|---|---| | Lupínkový grafit | vločky/lupínky | šedá litina | dobrou tlumivost vibrací, snadné obrábění | poklopy, sloupy, kamna, písty | | Kuličkový grafit | kuličky | litina tvárná (tvárná litina) | vyšší tažnost a houževnatost | strojní součásti, kohoutky, konstrukce | | Červíčkový grafit | vermikulární tvar | vermikulární litina | vlastnosti mezi šedou a tvárnou litinou | automobilový průmysl | | Temperovaná litina | vločky grafitu po temperování | temperovaná litina (GJM) | kombinace tvrdosti a větší houževnatosti po tepelné úpravě | díly vyžadující vyšší pevnost a odolnost | ### Jak se vyrábí litina s kuličkovým grafitem - Proces: očkování — přidáním hořčíku do taveniny (před odlitím) se změní tvar grafitu na kuličky. - Výsledkem je výrazné zlepšení tvárnosti a houževnatosti. Věděli jste, že tvar grafitu v litině zásadně ovlivňuje její mechanické vlastnosti, a proto se pomocí malých přísad (např. Mg) mění struktura grafitu před odli