18MTY – 7. přednáškaneželezné kovy, kovové

pěny, skla, slitiny s tvarovou pamětí

Rozdělení neželezných kovů

• Ušlechtilé kovy (Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ir)

• Radioaktivní kovy (U, Pu, Th)

• Polovodiče (Si, Ge)Pevnosti čistých kovů a jejich slitin

Slitiny slévárenské = výroba odlitkůSlitiny tvářené = výroba tvářených polotovarů

Další speciální kovové materiály

• Magnetické materiály• Magneticky měkké• Magneticky tvrdé

• Vodiče• Nízký elektrický odpor• Vysoký e. odpor (topné spirály)

• Materiály s požadovanou teplotní roztažností• Minimální - Invar• Pro průchodky

• Materiály pro extrémní teploty• Žáruvzdorné• Žárupevné• Pro nízké teploty

• Pájky• Měkké (150-500°C)• Tvrdé (>500°C)

Podle teploty tání

Podle hustoty

Měď (Cu)

• Dobrý vodič tepla i elektřiny, hustota cca 9g/cm3

• Slitiny – mosaz (Cu+Zn) a bronz (Cu+další kovy -především Sn (dělovina, zvonovina), Be (ložiska), Pb, …), první slitiny, niklové mosazi (alpaka 14%Ni)

Olovo (Pb)

• Odolává kyselinám

• Ochrana proti záření (mPb=200)

• Akumulátory

• Liteřina

• Pájky

• Jedovaté – je nahrazováno jinými kovy

• Instalatér - plumber

Cín (Sn)

• Výborná tažnost a slévatelnost

• Bronzy, pájky (měkké – do 500°C, tvrdé – nad 500°C)

• Alotropní –α-cín (šedý) s krystalickou strukturou podobnou diamantu je stabilní za nízkých teplot, za pokojové teploty stálý bílý β-cín, který se vyskytuje v tetragonální krystalické soustavě, a γ-cín krystalizující v kosočtverečné soustavě.

• Přechod mezi formou bílého a šedého cínu nastává při teplotě 13,2 °C. Jsou-li cínové předměty (nádoby, sošky, píšťaly varhan) dlouhodobě vystaveny takto nízkým teplotám, může dojít k přechodu původně bílého cínu na šedou modifikaci (βα) a předmět se rozpadne na prach.

• Cínový mor - Scott, Napoleon

Nikl (Ni)• FCC mřížka

• Odolný proti korozi, žárupevný i houževnatý za nízkých teplot

• superslitiny

• Nimonic 20Cr2.5Ti20Co

• Invar Fe36Ni vs bimetal

Závislost koeficientuteplotní roztažnostina složení

alergie

Wolfram (W)

• Vysoká hustota 19.3 g/cm3 (tungsten)

• Velmi tvrdý, vysoká teplota tavení (3422°C)

• Legování oceli, obráběcí nástroje - WC

• Vlákna žárovek

• Pancíř, průbojné střelivo

Hliník (Al)• Měkký, dobrá vodivost, tvárnost (alobal)

• Pasivační vrstva =

odolává korozi

• Slitiny hliníku• Dural AlCu4Mg1

• Precipitace, stárnutí

Zeppelin, Junkers

Precipitačnívytvrzování

1

2

3

vytvrditelnénevytvrditelné

Hořčík (Mg)

• Nejmenší hustota z technických kovů (1.7g/cm3)

• Šesterečná kryst. mřížka málo tvárný, obvykle odléván

• Velice reaktivní (magnéziové blesky)

• Elektron: slitina Mg 90%, Al 9%, zbytek 1%

Titan (Ti)

• TiO2 Rutil, titanová běloba

• Složitá výroba, po 2. sv. válce, Krollův proces

• Vysoká pevnost, nižší hustota než ocel (4.4 g/cm3)

• Ti-6Al-4V hlavní dvoufázová slitina použitelná do 400°C.

• Hustota 4420 kg/m3, Youngův modul 115 GPa, pevnost1000 MPa

• Letecký, vojenský, kosmický průmysl

• Biokompatibilní - lékařstvíbcc

hcp

Kovové pěny

• Snížení hustoty

• Prvky pasivní bezpečnosti – deformační zóna

Práh automobilu

Kovové pěny – pokr.

Deformační diagram kovové pěny

Kovová skla

• Velmi rychlým ochlazováním kovů 103-106K/s

• Rychlost závisí na slitině

• Amorfní struktura• Bez mřížky• Bez dislokací• Bez plasticity• Pružné chování do lomu• Pevné a tvrdé• Nemagnetické

• Metglas, Vitreloy

Příprava kovového skla

Kovová skla

Materiály s tvarovou pamětí

Nitinol

Materiály s tvarovou pamětí

Materiály s tvarovou pamětí

Temperature

Co

mp

ress

ion

Stre

ssTe

nsi

on

Legenda:1 tepelný cyklus - modul pružnosti2 pseudoplasticita3 jev tvarové paměti4 superelasticita5 termomechanický cyklus konstantní deformace

Materiály s tvarovou pamětí