Машински материјали

Од 100 могућих хемијских елемената у машинству се користе око 50 .

У машинству најчешће се користе легуре које се добијају мешањем чистих метала или метала са неметалима, природним или вештачким путем.

Тиме се обезбеђују њихова боља механичка, технолошка и друга својства.

Хематит

Бакар

ЧЕЛИК

Челик је легура гвожђа и угљеника, са 0,01 до 2,14% С.Уз то се ради побољшавања и прилагођавања одређеној намени најчешће додају и легирајући елементи.Челик је изузетно повољан за обраду, јер се може резати, лити, деформисати, заваривати, ваљати и термички обрађивати, а и веома је чврст. Због таквих својстава он је основни материјал у машинству.

ВРСТЕ ЧЕЛИКА Врсте челика су бројне. Називе добијају према начину производње (Сименс-Мар-тенов, конверторски, електрочелик), саставу (угљенички и легирани), а најчешће према намени (конструкциони, алатни и специ-јални). Ознака за челик је слово Č на пример, Č.1201 је угљенични конструкциони челик који се користи, најчешће, за цеви и лимове. Примена челика је вишеструка. На пример, угљенични конструкциони челици (0,01-0,7% С) користе се за израду робе широке потрошње, као што су жица, лимови, ланци, пофили,чахуре,осовине, вратила, носачи, и др.,и чак (квалитетнији) и за зупчанике и опруге.

ВРСТЕ ЧЕЛИКА

Легирани челици (са Cr,Mo,Mn, Ti,V,Ni,Co и др. ) имају побољшана нека механичка својства-отпорност на корозију и повишене темпаратуре.

Користе се за израду важнијих делова, као што су зупчаници, осовине, коленаста вратила и др. Алатни челици се користе за израду алата разних врста.

Челик се код нас производи у железарама у Смедереву и Никшићу.

ОБОЈЕНИ МЕТАЛИ И ЊИХОВЕ ЛЕГУРЕ

У обојене метале спадају сви метали изузев гвожђа и његових легура. Најчешће се примењују:-бакар, олово, цинк, калај и др. (су тешки обојени метали) -алуминијум, магнезијум, титан и др.(су лаки обојени ме- тали ). БАКАР И ЊЕГОВЕ ЛЕГУРЕ

Бакар ( Cu ) је метал златножуте боје, мек, лако се обли-кује и одличан је проводник топлоте и електрицитета. Најчешће се производи у облику жице, лима и цеви. Употребљава се за израду електричних проводника, ко-тловских цеви, делова машина, за посуђе итд.,а највише за производњу легура.Србија је међу водећим произвођачима бакра у свету. Најпознатије легуре бакра су месинг и бронза.

МЕСИНГ

Месинг је легура бакра ( Cu ) и цинка (Zn 30-40%),а додају се и други. Има лепу златасту боју и погодан је за израду украсних предмета.Лако се превла-чи слојем племенитих метала галвани-зацијом.Због отпорности према хемијским утицајима користи се за разне арматуре, као и за израду цеви и лимова за разноврсне намене.

ОБОЈЕНИ МЕТАЛИ И ЊИХОВЕ ЛЕГУРЕ

БРОНЗЕ

Бронзе су легуре бакра (најмање 60 %) са било којим металом, изузев цинка, па добијају и назив према датом елементу, на пример,калајна, оловна, фосфорна бронза итд.

Бронзе имају веома широку примену; употребљавају се за израду зупчаника, бродских пропелера, лежишта итд.

Олово

ОБОЈЕНИ МЕТАЛИ И ЊИХОВЕ ЛЕГУРЕ

АЛУМИНИЈУМ И ЊЕГОВЕ ЛЕГУРЕ Алуминијум (Al) је лак метал, лако се обли- кује у жицу и ваља у лимове и фолије.Добро проводи топлоту и електричну струју, па се употребљава и као замена за бакар, затим у ваздухопловству за конструкције делова авиона и ракета, за аутомобилске делове, за кухињско посуђе, у градитељству и прехрaм- беној индустрији итд. Легуре алуминијума садрже најмање 87% алуминијума. Најпознатија легура је дуралу- минијум.

ОСТАЛИ МЕТАЛИ И ЛЕГУРЕ Остали метали су олово, злато, сребро, платина, германијум, селен итд.Сребро

НЕМЕТАЛИ

Неметали су:дрво, кожа, гума, пластичне материје, азбест и др.

КОЖА И ГУМАКожа и гума су материјали који се веома користе у машинству за израду ремена, заптивачи и другог.

АЗБЕСТ Азбест је минерал влакнасте грађе, а по хемијском саставу магнезијум- силикат.Подноси веома високе темпаратуре, али је мале чврстоће.Користи се за израду ватроотпорних одела, као заптивни и изолациони материјал, за кочионе облоге итд.

ПОГОНСКИ МАТЕРИЈАЛИ У погонске машинске материјале спадају-горива и-мазива

ГОРИВАГорива представљају материје које се на одређеној темпаратури врло снажно једине са кисеоником, при чему као продукти настају топлота, гасови и чврст остатак.Сам процес се назива саго -ревање.Топлота добијена сагоревањем користи се за загревање просторија или за покретање топлотних машина, при чему се топлотна енергија претвара у механички рад или у електричну енергију.Горива у односу на агрегатна стања могу бити:-течна горива (нафта и њени деривати)-гасовита горива и-чврста горива (угаљ, дрво, уран и др.).

НАФТА И ЊЕНИ ДЕРИВАТИ

Нафта и њени деривати још увек су најзначејнија течна горива. Сирова нафта прерађује се у бензин, дизел гориво, уље за ложење, уље за подмазивање, битумен и др.

ГАСОВИТА ГОРИВАГасовита горива користе се у великим количинама.Највише се користи природан земни гас.Такође се користе бутан и пропан сабијени у челичне боце.УГАЉУгаљ представља најраспрострањеније гориво.Најквалитеније врсте угља су антрацит и камени угаљ,мрки угаљ, лигнит и тресет.За процесе у металургији од каменог угља производи се кокс,као такав користи се за високе пећи.Најпознатији рудници угља су:Костолац, Алексинац, Колубара, Косово и др.МАЗИВА Мазива спречавају додир тарних површина лежишта, осовина, вратила, клипова, цилиндра и тако не долази до хабања. Данас се као мазива претежно користе минерална уља и масти. Најбитнија особина мазива је вискозитет и означава се по нормама САЕ.За већа оптерећења и мање брзине користе се масти.

ФИЗИЧКА СВОЈСТВА

Физичка својства метала и легура обухватају:

боју,сјај, структуру, густину, темпаратуру топљења и електричну проводљивост.

ХЕМИЈСКА СВОЈСТВА

Хемијска својства метала и легура обухватају:

хемијски састав, афинитет и отпорност према корозији.

Fe

Mn

Cr

V

C

Mo

NiCo

Ti

ТЕХНОЛОШКА СВОЈСТВА

Технолошка својства мета-ла и легура показују како се материјал понаша при обради:

-Деформација-Ливење-Заваривање-Резање

Деформација Ливење

ЗаваривањеРезање

МЕХАНИЧКА СВОЈСТВА

Механичка својства метала и легура посебно су значајна, а обухватају: чврстоћу, тврдоћу, еластичност, жилавост итд. Механичка својства материјала могу се мењати разним поступцима,али најчешће само у одређеном површинском слоју.

ЧВРСТОЋА подразумева отпор материјала на делове спољашњих сила.Специфична сила отпора мате- ријала изражава се формулом:

Притисак

Затезање

Увијање

Савијање Смицање

ЧВРСТОЋА

Где је F сила у (N), а површина А у (m²) и Рa=N/m² (paskal).

У зависности како делују силе разликују се:напрезања на притисак, затезање, смицање, увијање,савијање и друга.

Напрезања увек морају остати у границама дозвољеног

σ = F N A m²

R ТВРДОЋА Тврдоћа је отпор који метал пружа при продирању другог тела у његов површински слој.Дефинише се отиском одређене силе ЕЛАСТИЧНОСТЕластичност је својство материјала да при деловању сила делимично привремено промени свој облик,а по престанку деловања сила поново добије свој првобитни облик.

Истезање

Тврдоћа

Савијање

ПЛАСТИЧНОСТПластичност је својство материјала да при деловању одређених сила трајно мења свој облик. ЖИЛАВОСТЖилавост је својство материјала да може да поднесе трајну промену облика услед дејства ударних сила,а да при томе не прсне.

Пластичност

Жилавост