NEŽELEZNÉ KOVY A ICH ZLIATINY

Transcript

1 NEŽELEZNÉ KOVY A ICH ZLIATINY

2 Označovanie neželezných kovov a zliatin Al 99,5 hliník čistoty 99,5% má 0,5% nečistôt AlCu4Mg1 duralumínium (hliníková zliatina) základný kov je legovaný 4%Cu a 1%Mg Číselné označovanie normami STN 3: ťažké kovy 4: ľahké kovy r = 5000kgm -3 hutná skupina 42 X XXX. XX 0,2,4,6,8: tvárnené stav a akosť skupiny kovov a zliatin 1,3,5,7,9: zlievarenské

3 Ľahkotaviteľné kovy OLOVO mäkký a ťažký kov modrosivej farby výborná odolnosť voči kyselinám (kyselina sírová) malá pevnosť špeciálne riešenie nádrží vysoká odolnosť voči vlhkosti a atmosfére využitie pri oplášťovaní elektrických káblov Použitie: výroba akumulátorov ochrana proti röntgénovému a rádioaktívnemu žiareniu výroba zliatin (tvrdosť sa zvyšuje antimónom) mäkké spájky kompozície

4 Ľahkotaviteľné kovy dobrá odolnosť proti korózii využitie pri výrobe pocínovaných plechov pre potravinársky priemysel je zdravotne neškodný Použitie: plechy pre potravinársky priemysel výroba zliatin CÍN mäkké spájky kompozície bronzy

5 Ľahkotaviteľné kovy ZINOK dobrá odolnosť proti atmosférickej korózii dobre odolný proti morskej vode dobrá zlievateľnosť nízka tvárniteľnosť Použitie: výroba zliatin medi - mosadze pozinkovanie plechov najmä ocele výroba zliatin výroba plechov, drôtov zinkový prach

6 Zliatiny ľahkotaviteľných kovov zliatiny s nízkou teplotou tavenia - zliatiny olova, bizmutu, cínu, kadmia... - Woodov kov Bi : Pb : Sn : Cd = 4 : 2 : 1 : 1 (T T C) Použitie: - zátky alebo iné konštrukčné súčiastky hasiacich prístrojov, elektrických a plynových ohrievačov, ktoré reagujú na zvýšenú teplotu -bezpečnostné zátky pre kotly a nádoby pre stlačené plyny - zliatiny zinku - odlievanie zložitých odliatkov od tlakom (karburátory) - ternárne zliatiny Zn : Al : Cu

7 Zliatiny ľahkotaviteľných kovov mäkké spájky zliatiny olova a cínu s teplotou tavenia pod C Použitie: - spájkovanie medi, zinku, olova, ocelí a ďalších kovov a zliatin spájky s Sn (až do 90%) sa ľahko tavia pomerne drahé jemnejšie práce (chladiče motorových vozidiel)

8 Zliatiny ľahkotaviteľných kovov kompozície Zlievarenské zliatiny používané na výrobu klzných ložísk. Podľa zloženia poznáme: olovené kompozície prísada Sb (16 18%) cínové kompozície - ternárne zliatiny Sn Sb Cu 2 6% vlastnosti sa zlepšujú Ni (0,4 1,2%) Použitie: značne namáhané ložiská rýchlobežných motorov, dieselových motorov a kompresorov

9 Horčík, Berýlium a ich zliatiny HORČÍK z technických kovov má najnižšiu hustotu (1 700kgm -3 ) a pomerne nízke mechanické vlastnosti málo odolný proti korózii, najmä vo vlhkej atmosfére ľahko zápalný na vzduchu horí veľmi intenzívnym plameňom za veľkého vývinu tepla ako konštrukčný materiál sa používa málo Použitie: - výroba zliatin hliníka (dobrá zlievateľnosť, nízka hustota, umožňuje vytvrdzovanie)

10 Horčík, Berýlium a ich zliatiny BERÝLIUM nízky koeficient teplotnej rozťažnosti rozmerová stabilita výborné jadrové vlastnosti dobre prepúšťa röntgenové žiarenie na vzduchu sa pokrýva tenkou vrstvičkou oxidu, ktorá ho chráni pred ďalšou oxidáciou nízka hustota (r = 1850 kgm -3 ) vysoká cena Použitie: - atómové reaktory - stavba rakiet a lietadiel Náhradou Al Be sa zníži m konštrukcií o 40 60%

11 MEĎ kov červenej farby vysoká elektrická a tepelná vodivosť dobrá chemická odolnosť dobre odoláva poveternostným vplyvom patrí medzi najtvárnejšie kovy tvárnenie za studena zle sa odlieva nepriaznivý účinok na vlastnosti má kyslík spôsobuje krehkosť medi za studena, vyvoláva ťažkosti pri zváraní kyslík je viazaný na Cu 2 O Cu 2 O+ H 2 O = 2Cu + H 2 O spôsobuje vodíkovú nemoc (nenastáva, ak obsah kyslíka je pod 0,03%) - spájkovaním a zváraním sa dobre spája

12 Zliatiny medi MOSADZE Zliatina Cu + Zn jednoduché mosadze (5 42% Zn) CuZn4, CuZn10, CuZn15, CuZn20 tombaky (mäkké, tvárne) Použitie: výroba armatúr, manometrov, drôty na výrobu sít... CuZn10, CuZn15 majú svetložltú farbu umelecké predmety, nepravé šperky, využitie v architektúre CuZn30, CuZn33 vysoká ťažnosť s dobrou pevnosťou Použitie: nábojnice, hudobné nástroje, chladiče a ohrievače pre chemický a potravinársky priemysel... CuZn38Pb, CuZn40Pb automatové mosadze obrábanie automatmi veľkými rýchlosťami Pb (1 2)%

13 Zliatiny medi MOSADZE Zliatina Cu + Zn špeciálne mosadze + Al, Ni,...- hliníkové, niklové... Hliníkové mosadze (70 77%Cu, 3 3,5%Al) Al zlepšuje odolnosť voči korózii kondenzátorové trubky, súčiastky pracujúce v morskej vode Niklové mosadze (~60%Cu, 14 18%Ni) pakfón, alpaka, čínske striebro Ni zlepšuje mechanické vlastnosti a odolnosť proti korózii výroba úžitkových predmetov v domácnosti vysoko namáhané pružiny Mangánové mosadze (do 2%Mn) vysoká pevnosť a odolnosť voči korózii armatúry, vysokotlakové rúry...

14 Zliatiny medi MOSADZE Zliatina Cu + Zn Tvrdéspájky T T nad C mosadzné spájky ( C): najpoužívanejšie spájkovanie medi, bronzov, mosadzí, liatin, ocelí... (42 54%Cu + Zn + (Ni)) strieborné spájky (720 0 C): spájkovanie zliatin medi, antikoróznych ocelí, popr. titánu a jeho zliatin (30 50%Cu % Zn + Ag)

15 Zliatiny medi BRONZY zliatina Cu + iné kovy okrem Zn pomenovanie podľa hlavnej prísady cínové, hliníkové, olovené a pod. bežne bronz predstavuje zliatinu Cu + Sn Cínové bronzy: dobrá el. vodivosť odolnosť proti korózii dobré klzné vlastnosti Použitie: elektrotechnické účely súčiastky v chemickom priemysle pružiny do prístrojov klzné ložiská...

16 Zliatiny medi BRONZY zliatina Cu + iné kovy okrem Zn Hliníkové bronzy: (Cu + Al + Fe, Ni, Mn) dobrá odolnosť proti korózii, dobrá zvariteľnosť, nízka hustota vysoká odolnosť voči opotrebeniu, dobré klzné vlastnosti farba podobná farbe zlata Použitie: konštrukčný materiál na súčiastky namáhané trením (závitovkové kolesá) ložiskový materiál ( P, ω) výroba mincí, plakiet, ozdobných predmetov neiskriace nástroje a súčiastky do plynární, tovární na výbušniny...

17 Zliatiny medi BRONZY zliatina Cu + iné kovy okrem Zn Berýliové bronzy: (Cu + 2,5%Be + Ni, Co, Mn, Ti...) vhodné na vytvrdzovanie 1 400MPa veľmi drahé Použitie: v elektrotechnike neiskria vhodný materiál pre chemický priemysel bane Olovené bronzy: ( Cu % Pb) Pb znižuje koeficient trenia - použitie výhradne na klzné ložiská

18 NIKEL, KOBALT, MANGÁN a ich zliatiny Nikel: feromagnetický vysoký modul pružnosti E = 215GPa vysokú pevnosť Rm = 500MPa mechanické vlastnosti sa do T = C menia málo silne sa zvyšujú pri záporných T ( T = -253 o C, Rm = 790MPa) Použitie: výroba ocelí výroba zliatin (žiarupevných) žiarupevné zliatiny niklu( C) - nimonic: plynové turbíny, potreby letectva

19 NIKEL, KOBALT, MANGÁN a ich zliatiny Kobalt: polymorfný kov bielej farby vysoká cena Použitie: prísadovým prvkom do niektorých zliatin Fe a Ni ako spojivo v SK zliatiny kobaltu (stelity): vysoká tvrdosť výroba liatych rezných nástrojov Mangán: prísadový prvok do ocelí eliminuje nepriaznivý vplyv S dezoxidačná prísada zlepšuje mechanické a fyzikálne vlastnosti ocelí a zliatin neželezných kovov (Al a Cu)

20 Kovy s vysokou teplotou tavenia NIÓB T T = 2415 o C vysoká odolnosť proti korózii odolná proti roztaveným kovom Li a zliatinám Na a K do o C Použitie: výroba ocelí - medzu tečenia sklon k medzikryštalickej korózii zjemňuje zrno prísada vo výrobe SK ako karbid NbC výroba kovovokeramických materiálov cermety ( o C)

21 Kovy s vysokou teplotou tavenia ZIRKÓNIUM T T = 1852 o C vysoká odolnosť proti korózii stálosť vlastností v prostredí s rádioaktívnym žiarením Použitie: konštrukcia atómových reaktorov

22 Kovy s vysokou teplotou tavenia CHRÓM T T = 1865 o C vysoká odolnosť proti korózii lesk nestráca ani na vzduchu ani vo vode odolný proti roztokom niektorých kyselín a alkalickým roztokom Použitie: legovanie ocelí čistý Cr galvanické pokovovanie pohlcovanie tepelného žiarenia zvýšenie povrchovej tvrdosti

23 Kovy s vysokou teplotou tavenia MOLYBDÉN T T = 2610 o C dôležitý prvok v žiarupevných zliatinách Použitie: držiaky volfrámového vlákna v žiarovkách odporový materiál v elektrických peciach pre T = o C výroba konštrukčných a nástrojových ocelí pri konštrukcii nadzvukových lietadiel a rakiet (zliatiny s Ti a Zr ) - súčiastky krátkodobo zaťažené veľkými silami a teplotami (ochranné vrstvy krídiel a raketových telies T o C)

24 Kovy s vysokou teplotou tavenia VOLFRÁM T T = 3400 o C Použitie: výroba vlákien pre žiarovky výroba katód a anód röntgenových lámp ako ohrievacie teleso v peciach na najvyššie T výroba netaviacich sa elektród na zváranie v ochrannom plyne legovanie konštrukčných a nástrojových ocelí vo forme karbidu WC tvorí základ výroby SK