Ocel – složení, vlastnosti

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Jaroslav DufkaDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM

Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1

Autor Ing. Jaroslav Dufka

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-In-Mat/1-SO-4/8

Název DUM Ocel – složení, vlastnosti

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 36-52-H/01

Obor vzdělávání Instalatér

Vyučovací předmět Materiály

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 15 – 16 let

Anotace Výukový materiál je určený k výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium. Náplň: výroba železa a oceli, základní vlastnosti oceli a rozdělení

Vybavení, pomůcky Dataprojektor

Klíčová slova Železo, ocel, výroba železa a oceli, složení a vlastnosti oceli, rozdělení oceli do tříd, barva podle teploty

Datum 15. 11. 2012

Ocel – složení, vlastnosti

Náplň výuky:

Výroba železa

Výroba oceli

Složení oceli

Vlastnosti oceli

Rozdělení oceli do tříd

Výroba železa

Železo se vyrábí ve vysoké peci. Do pece se vkládá tzv. vsázka. Tu tvoří železná ruda obohacená o železný šrot, koks a vápenec. V peci je vysoká teplota, protože železo se taví při teplotě 1539 °C. Doba tavení je okolo 10 hodin v závislosti na množství rudy.

Pec má několik pásem, v každém pásmu dochází k určitým tepelným a chemickým procesům.

Produkty vysoké pece jsou: surové železo, struska a plyn.

Samotné, dále nezpracované železo má špatné vlastnosti a vyrábí se z něj ocel a litina.

Výroba oceli

Ocel je zpracované nebo také kujné železo. To znamená, že se může dále zpracovávat, aniž by se lámalo nebo jinak poškodilo. Ocel obsahuje maximálně 2 % uhlíku. Trubky z oceli, které se mají svařovat, mohou obsahovat max. 0,22 % uhlíku.

Výroba oceli se nazývá zkujňování. Nejvíce oceli se vyrábí v Martinských pecích (jiný název je Siemens-Martinské pece). Ze železa se odstraňuje uhlík a další nežádoucí prvky, které kazí vlastnosti – fosfor, síra a další. V pecích je teplota okolo 1700 °C.

Ocel se dále vyrábí také v elektrických pecích nebo různých typech konvertorů.

Složení oceli

Přibližné složení oceli:

- 98 % železo- 1 % uhlík- 1% ostatní prvky

Instalatéři používají ocelové trubky se zaručenou svařitelností, které mají maximálně 0,22 % uhlíku.

Nejpoužívanější je ocel konstrukční obvyklých jakostí určená k tváření se zaučeným obsahem uhlíku (C), fosforu (P), síry (S).

Nejdůležitější vlastnosti oceli

- teplota tavení asi 1 540 °C

- hustota 7,8 kg/dm3

- nejvíce zhoršují kvalitu oceli prvky uhlík, fosfor a síra

- větší množství uhlíku dělá ocel nesvařitelnou

Instalatéři používají nejčastěji trubky z oceli dodávané pod označením11 373.

Je to ocel konstrukční, obvyklých jakostí, určená k tváření se zaručeným obsahem prvků C, P, S. Tato ocel má zaručenou svařitelnost.

Nejdůležitější vlastnosti oceli

Odolnost proti korozi – ocel, která se běžně používá (třídy 11) a instalatéři ji používají na potrubních rozvodech ve vlhkém prostředí brzy zkoroduje. Aby nerezivěla musí se udělat opatření, např. použít ocel s vyšším obsahem chromu (tuto však nelze svařovat běžným způsobem) nebo trubku natřít základní antikorozní barvou a pak dalším nátěrem.

Tvárnost– trubky a tvarové profily (jakly) mají tvárnost různou, podle toho, kolik jakých prvků ocel obsahuje. Běžné nízkouhlíkové oceli mají tvárnost dobrou – lze je ohýbat aniž by se materiál lámal.

Svařitelnost- aby byla zaručena svařitelnost v běžných podmínkách, musí se používat ocel nízkouhlíková. Trubky z této oceli běžně instalatéři svařují a ke svařování těchto ocelí stačí základní kurz svařování ocelí a řezání kyslíkem.

Obr. 3 Rozdělení oceli

Barva oceli podle teploty

Obr. 6 I nerezové potrubí dlouhodobě vystavené vlhkosti zreziví – úpravna pitné vody

Obr. 5 I když je nízkouhlíkatá ocel tvárná, nelze trubky velkých průměrů s tlustou stěnou ohýbat

Kontrolní otázky:

1. Otázka – Jak se vyrábí železo?

2. Otázka – Jak se vyrábí ocel?

3. Otázka – Jaké je složení oceli?

4. Otázka – Které jsou nejdůležitější vlastnosti oceli?

5. Otázka – Do jakých tříd se rozděluje ocel?

6. Otázka – Jak se pozná teplota oceli podle barvy?

Seznam obrázků:

Obr. 1: Bothe, O.: „Strojírenská technologie“, Praha, 1983, SNTLObr. 2: Bothe, O.: „Strojírenská technologie“, Praha, 1983, SNTLObr. 3: vlastníObr. 4: vlastníObr. 5: vlastníObr. 6: vlastní

Seznam použité literatury:

[1] Bothe, O.: „Strojírenská technologie“, Praha, 1983, SNTL

Děkuji za pozornost