Rozdělení ocelí podle použití Konstrukční, nástrojové Rozdělení ocelí podle použití ¨ Podle použití oceli: ¤konstrukční (uhlíkové, legované), ¤nástrojové (uhlíkové, legované). ¨ Konstrukční oceli – uplatnění pro návrhy strojních zařízení pracující v nejrůznějších provozních podmínkách (za zvýšených teplot, nízkých teplot, v korozních atmosférách apod.). ¨ Kromě uhlíku (rozdělení viz dále) mohou obsahovat i další legující prvky pro zlepšení jejich vlastností. ¨ ¨ Nástrojové oceli – jsou primárně určeny pro konstrukci nástrojů s dobrou odolností proti opotřebení. ¨ ¨ ¨ Konstrukční oceli ¨Konstrukční oceli pro běžné použití je možno rozdělit na: -nízkouhlíkové oceli, -středněuhlíkové oceli, -vysokouhlíkové oceli. ¨ Automatové oceli – specifické nízkouhlíkové oceli s výbornou obrobitelností (do 0,3 % S, P a max. 0,25 % Pb). ¨ Středněuhlíkové a vysokouhlíkové oceli (0,25 - 0,8 % C) - použití v konstrukcích a strojních zařízeních, vhodné pro tepelné zpracování. Oceli s 0,2 %C - vhodné k cementování+kalení, nitridaci. Oceli s vyšším obsahem C jsou kalené a popouštěné. ¨ Konstrukční oceli ¨ Mikrolegované oceli s nízkými obsahy V, Nb, Ti, jsou uhlíkové oceli se zvýšenou mezí kluzu, lepší žáropevností apod. ¨ Legované oceli se zvýšeným obsahem Mn a Ni (do 2 % Mn a 4 % Ni) s dobrou houževnatostí. Oceli s Mo, W s dobrou odolností proti opotřebení. ¨ Nežádoucí prvky v ocelích: ¨H, O – způsobují křehkost. ¨S, P – zhoršují plastické vlastnosti, tvařitelnost. Nízkouhlíkové oceli ¨Rozdělení nízkouhlíkových ocelí z hlediska použití: Nízkouhlíkové oceli: Svařitelné oceli Oceli hlubokotažné Požadována vysoká pevnost a houževnatost Požadovány nižší pevnostní vlastnosti ve prospěch plastických vlastností Svařitelné oceli (nízkouhlíkové) ¨ Obsah uhlíku je u těchto ocelí nižší než 0,22 %. U některých ocelí se zaručuje vrubová houževnatost při teplotě - 20°C. Tyto oceli se používají v přírodním stavu, tj. bez tepelného zpracování. Z hlediska použití při různých teplotách se tyto oceli rozdělují na oceli pro práci: a)za normální teploty, b)za snížené teploty, c)za zvýšené teploty (žárupevné). ¨Svařitelné se zvýšenou mezí kluzu (Re nad 350MPa) vytvrzované, tepelně zpracované (feriticko-martenzitická nebo bainitická). ¨ Svařitelné oceli (nízkouhlíkové) ¨ Svařitelnost ocelí závisí především na chemickém složení. Jeho vliv se vyjadřuje pomocí tzv. uhlíkového ekvivalentu: ¨ ¨ ¨ Při svařování nelegovaných ocelí se musí počítat s tím, že uhlík v TOO způsobuje zvýšení tvrdosti a současně snižuje plasticitu - vnitřní pnutí mohou vést ke vzniku prasklin. Připouští se max. 50 % obsahu martenzitu ve struktuře. ¨ ¨ ¨ Oceli hlubokotažné (nízkouhlíkové) ¨ Oceli hlubokotažné jsou vhodné pro výrobu plechů k tváření (stříhání, tváření, protlačování – automobilový průmysl, potravinářský průmysl). ¨Degradace hlubokotažných plechů – stárnutí ¨ Stárnutím nízkouhlíkových ocelí rozumíme rozpad více, či méně přesyceného tuhého roztoku železa α – feritu, projevující se nižší plasticitou a houževnatostí za současného zvýšení pevnostních vlastností. ¨ Zk. Hlubokotažnosti plechů - Zkouška dle Erichsena : Princip zkoušky spočívá ve vtlačování kulového tažníku do plechu a vyhodnocování vzniku trhliny v závislosti prohloubení- tl. plechu. Legované oceli (konstrukční) ¨ Konstrukční oceli se zvláštními vlastnostmi (oceli pro speciální použití) je možno rozdělit na: ¨ ¨oceli korozivzdorné a žáruvzdorné, ¨oceli odolné proti opotřebení, ¨oceli pro nízké teploty, ¨oceli s vysokou pevností. ¨ Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli ¨ Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli mají zvýšenou odolnost proti korozi za normální i zvýšené teploty (i tyto oceli postupně korodují, avšak mnohem pomaleji). ¨Korozivzdornost - odolnost vůči korozi (elektrochemická) za normálních teplot (20°C). ¨Žáruvzdornost - odolnost vůči korozi (chemická) za zvýšených teplot (nad 800°C). ¨Rozdělení typů korozí dle mechanismu : ¨Chemická koroze - probíhá jako chemická reakce mezi povrchem součástky a nevodivým prostředím. ¨Elektrochemická koroze - probíhá pokud je součást ve vodivém prostředí (elektrolytu). Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli ¨ Korozní odolnost uhlíkových ocelí je malá. ¨- Uhlíkové oceli se nahrazují vysokolegovanými korozivzdornými a žáruvzdornými ocelemi. ¨ ¨Za určitých podmínek se kovy a jejich slitiny pokrývají ochrannou vrstvou tzv. pasivační vrstvou, která korozi značně zpomaluje (stávají se vůči korozi pasivní). ¨ ¨Tvorbu pasivační vrstvy podporuje především chrom nad 11,7% (Za zvýšených teplot se korozní pochody značně urychlují). ¨ Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli ¨ Základní rozdělení korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí podle chemického složení resp. struktury: ¨vysokolegované chromové oceli (8 – 30 % Cr); ¨chrom-niklové austenitické oceli (např.18/9 – Cr/Ni); ¨chrom-manganové austenitické oceli s přísadou dusíku; ¨vytvrditelné korozivzdorné oceli; ¨dvoufázové oceli. ¨Použití: v chemickém, potravinářském a energetickém průmyslu - nádrže, zásobníky, nádobí, příbory, lopatky turbín, svorníky, rozváděcí potrubí apod. Oceli pro speciální použití ¨Oceli odolné proti opotřebení - strojní součásti vystaveny opotřebení (adheznímu, abrazivnímu nebo erozivnímu). Materiály odolné proti adheznímu opotřebení - oceli na kluzná ložiska. ¨Oceli pro nízké teploty musí splňovat požadavek vysoké lomové houževnatosti při nízkých teplotách. Použití v leteckém průmyslu, pro výrobu kyslíku a tekutých plynů apod. ¨Oceli s vysokou pevností jsou takové materiály, jejichž pevnost v tahu přesahuje 1500 MPa. Kombinací mechanického a tepelného zpracování může pevnost přesáhnout 3000 MPa. Oceli pro speciální použití ¨Oceli s vysokou pevností: ¨ ¨Legované oceli zušlechtěné (pevnost Rm = 2200 - 2400 MPa). Jde o oceli legované Cr, Mo, V používané v leteckém průmyslu např. na podvozky letadel. ¨Martenzitické vytvrditelné oceli (oceli Maraging) se složením 12 - 25 % Ni, 8 - 18 % Co, 3 - 10 % Mo a s vytvrzovacími přísadami Ti, Nb, Al (Rm = 2200 – 3000). Používají se především v leteckém a kosmickém průmyslu, slouží k výrobě velmi namáhaných torzních tyčí, pružin, kloubů, razících nástrojů apod. ¨ Nástrojové oceli ¨ Podle způsobu práce se nástroje dělí na: ¤nástroje pro práci za studena, ¤nástroje pro práci za tepla, ¤řezné nástroje. ¤Z mechanických vlastností jsou rozhodující tvrdost, pevnost, houževnatost. Z ostatních vlastností nízká tepelná roztažnost, odolnost proti opotřebení. ¤Podle chemického složení jsou nástrojové oceli: -uhlíkové, -vysokolegované, -rychlořezné. ¤ Nástrojové oceli ¨ Uhlíkové nástrojové oceli – pro výrobu jednoduchých nástrojů, ruční nářadí (pilové listy, sekáče, nože k nůžkám na plech, nástroje pro ražení, kovátka pro ruční kování, formy na plast a pryže). ¤ Vysokolegované nástrojové oceli – nástroje pro stroje např. lisy, buchary, formy na tlakové lití (nástroje k tváření za tepla i za studena – kleštiny, děrovací, stříhací nože). ¤ Rychlořezné oceli – nástroje s vysokými požadavky na odolnost proti opotřebení např. při strojním obrábění tj. soustružnické nože, frézy. Závěr ¨Literatura: ¨[1] Askeland, D.R. The Science and Engineering of Materials. Chapman & Hall, 1996. ¨[2] Ptáček a kol. Nauka o materiálu I a II. CERM, 2003, 520+396 s. ¨[3] Hluchý, M., Kolouch, J. Strojírenská technologie 1. Scientia, 2007, 266 s. ¨[4] internet ¨[5] internet < http://ime.fme.vutbr.cz/studijni opory.html > ¨ ¨ 0471736961!w234