Zoran
Kalinić: Tehnički materijali .......za prvi razred strukovnih škola |
|
![]() |
Udžbenik je namijenjen učenicima prve godine strukovnih škola za strojarska zanimanja. Jezično i grafički je prilagođen uzrastu učenika, a rađen je prema okvirnom programu za predmet "Osnove tehničkih materijala". Cilj udžbenika je upoznati učenike s osnovnim svojstvima, području uporabe i načinu proizvodnje najvažnijih tehničkih materijala kako bi oni mogli samostalno prepoznati i odabrati materijale za pojedina područja uporabe i time ih pripremiti za stjecanje novih znanja iz struke. S obzirom na mnoštvo novih izraza s kojima se učenici susreći i s obzirom na mnoštvo različitih materijala, gotovo svakom materijalu i gotovo svakom izrazu pridružena je pripadna fotografija ili shema, a podaci o materijalima su preuzeti iz najnovijih priručnika, kataloga i internetskih stranica proizvođača. Za lakše vođenje nastave, za nastavnike je izrađen CD koji prati udžbenik, a koji obiluje velikim slikama, animacijama i filmovima iz područja strukture, proizvodnje i uporabe tehničkih materijala. Autor |
CD za nastavu
Licenca za uporabu CD-a na tri godine 450 HRK
|
|
| Ulomci: | |
Metali
se po svojim karakteristikama bitno razlikuju od drugih materijala. Imaju
određenu temperaturu taljenja, karakterističan metalni sjaj, veliku moć
refleksije svjetlosti, dobro vode električnu struju, mogu se kovati, zavarivati
i lemiti, djelomično se daju toplinski obrađivati itd. Većina metala je
sive ili bijele boje osim crvenkastog bakra i žutog zlata. Na sobnoj temperaturi
su u krutome stanju (osim žive), a u rastaljenom stanju se mogu miješati.
Mješavine metala nazivaju se legure ili slitine, a uglavnom imaju bolja
svojstva od metala od kojih u izgrađene. Legure mogu biti i mješavine
metala s nemetalima (čelik). Svojstva metala i drugih materijala može se podijeliti u četiri skupine: · fizikalna svojstva, · kemijska svojstva, · mehanička svojstva i · tehnološka svojstva, |
1.5.2.
Volumno (prostorno) centrirana kubna rešetka (VCKR) |
II.1.2. Zasip visoke peći U visoku peć se stavlja: - ruda, Ruda Kvarcni
pijesak i glinica su kemijski kiseli, a vapnenac i magnezijev oksid
lužnati. Konverteri U LD konverteru ne upuhuje se zrak nego se s gornje na površinu taljevine upuhuje čisti kisik koji reagira sa željezom i primjesama. Željezo siromašnije ugljikom je gušće i tone zbog čega je djelovanju kisika izložena taljevina s većim udjelom ugljika koja vrtloži u površinskom sloju II.3.5
Vermikularni lijev III.1.2.
Cink Cink se proizvodi
suhim ili pirometalurškim i mokrim ili hidrometalurškim postupkom (slika
III.1.7). U oba postupka rudaču se prethodno prži na temperaturi 600-650 °C radi izdvajanja vode i sumpora. U pirometalurškom
postupku rudaču se samelje i pomiješa s ugljenom prašinom. Tom se mješavinom
napune keramički lonci (mufole) koje se potom posloži u mufolnu peć.
Na mufole se priključe glineni sanduci (predlošci), a na predloške se
postave sanduci iz čeličnog lima (alonži) (slika III.1.8.) Grijanjem mofola iznad 1000°C cink isparava a pare odlaze u predloške gdje kondenziraju jer se predloške hladi zrakom. Jedan dio cinkovog praha odlazi u alonžije i tamo se taloži. U hidrometalurškom
postupku prženu i samljevenu rudaču se prerađuje u cink u dvije faze:
· U drugoj fazi
se elektrolizom vodene otopine cinkova sulfata na katodi izlučuje cink III.3.1. Legure bakra Legure bakra su tehnički metali koji se zbog izrazito dobrih svojstava često primjenjuju. Dobro se lijevaju i obrađuju kovanjem i valjanjem, dobro vode električnu struju i toplinu, a otporni su na koroziju i trošenje Prema udjelu
bakra legure bakra se dijele na: Tehnički
bakar ima više od 99,5% bakra, a ostalo su primjese.
- Kadmij
(0,6-1,0%) - Bakar s kadmijem se primjenjuje za izradu dijelova koji
se u radu griju ili koje je potrebno lemiti, za izradu posuđa, električnih
vodova i elektroda za zavarivanje. Mjed (mesing) je legure bakra i cinka s manjim udjelom drugih metala ( kositra, željeza, mangana, aluminija i silicija). Najpoznatije mjedi jesu: - Tombak
mjedi imaju 5% do 20% cinka, malo olovo i željeza. Ovisno o udjelu cinka
boje tombaka su različite (crvena, zlatna, svijetlozrvena i žuta), a
tombak se primjenjuju uglavnom za izradu nakita i ukrasa, zatim za izradu
elastičnih cijevi, košuljica za streljivo i sl..
- Kositrene
bronce (sa 6-10% Sn), primjenjuju se za izradu kovanog novca, kliznih
ležaja, opruga, noževa, dijelova crpki i turbina, armaturu parnih kotlova
i sl.. Crveni metal (crveni lijev) je naziv za skupinu legura bakra, cinka (2-5%) i kositra (5-10%)otpornih na morsku vodu. Ovisno o udjelu kositra i cinka primjenjuju se za kućišta crpki, ležaje, pužna kola, za vodilice i sjedišta ventila i sl.. Alpaka (novo srebro) legura je bakra (oko 65 %), nikla (oko 18 %) i cinka (oko 17 %). Srebrnaste je boje, čvrsta i otporna prema oksidaciji. Primjenjuje se za izradu nakita, ukrasnih predmeta, puhačkih instrumenata, medicinskih instrumenata, pribora za jelo, posuđa, dijelova u finoj mehanici i sl.. Konstantan je legura bakra, nikla i mangana (55% Cu i 44% Ni, 1% Mn). To je legura kojoj se električni otpor s promjenom temperature gotovo ne mijenja pa se primjenjuje za izradu promjenjivih otpornika (reostata) i u mjernoj tehnici. Bakreni
i mjedeni lemovi jesu legure za tvrdo lemljenje. Bakreni lemovi se sastoje
iz: Mjedeni
lemovi sadrže
|
IV
Sinterirani metali IV.1. Metalurgija praha Metalurgija praha je proces u kojemu se strojni dijelovi
i oprema i alati proizvode iz praškastih tvari (metala, oksida, karbida,
nitrida i sl..). Većinom se primjenjuje u automobilskoj industriji,
ali svoju primjenu nalazi i u drugim industrijskim granama i kućanstvu
(slika IV.1) Metalurgijom praha se proizvode: zupčanici, klipnjače motora, košuljice cilindara, prirubnice ispušnih sustava, rotori i kućišta pumpi i turbina, kućišta ležaja, podizači ventila, diskovi i bubnjevi kočnica, dijelovi mobilnih telefona, dijelovi kompjutora i pisača, električni kontakti, medicinska pomagala, porozni ležaji isl.. Metalurgija praha se primjenjuje u slučajevima kad se
žele dobiti određena svojstva proizvoda koja se ne mogu dobiti primjenom
klasičnih postupaka izrade. Npr.: Metalurgija praha pred klasičnim strojnim obradama ima
niz prednosti:
1. proizvodnja praha Konstrukcijska keramika se odlikuje se visokom tvrdoćom, visokom čvrstoćom, otpornošću na koroziju pri povišenim temperaturama, otpornošću na trošenje i sl... Primjenjuje se za izradu različitih dijelova u strojarstvu kao što su: zupčanici, klizni prsteni, klipnjače motora, porozni klizni ležaji, keramički filtri, rotori pumpi, rotori kompresora, grla žarulja, nosači grijača, tijela osigurača i sl.. Najznačajniji konstrukcijski keramički materijali jesu: - aluminijev
oksid (Al2O3), Postupak proizvodnje dijelova obuhvaća: pripremu praha, oblikovanje poluproizvoda i sinteriranje. V.2.2. Polimerizacija
Ako se polimer sastoji samo od jedne vrste molekula (kao na slici V.2.2) onda se on naziva homopolimer , a ako se sastoji iz različitih molekula naziva se kopolimer . Razlikuju se dva
načina polimerizacije: Poliadicija je proces spajanja malih molekula u duge lance molekula u kojemu zbog jednostavnog dodavanja molekule na molekulu za vrijeme procesa ne nastaju nikakvi drugi proizvodi pa se kemijski sastav osnovne sirovine ne mijenja. Primjer adicije je nastanak polietilena iz etilena (slika V.2.2.). Polikondenzacija
je proces spajanja različitih malih molekula u duge lance molekula u
kojemu dolazi do zamjene (supstitucije) atoma različitih molekula. Zbog
takvog načina povezivanja molekula dolazi do izdvajanja pojedinih atoma
iz osnovnih molekula i njihovog povezivanja u nove drukčije molekule.
Te molekule do kraja procesa napuštaju osnovni materijal u vidu kondenzata
(vode, alkohola i sl.). Proces polikondenzacije može se po volji prekinuti
i kasnije nastaviti, pa je postupak polikondenzacije primjenjiv za izradu
ljepila, boja i lakova. Postupak polikondenzacije nastavlja se sušenjem,
grijanjem ili dodavanjem katalizatora . Neki polikondenzati su fenolplasti,
karbamidne smole i lakovi, poliesteri i sl..
Polivinilklorid
je homopolimer koji se dobiva polimerizacijom vinilklorid monomera (VCM).
Ovisno o punilima polivinilklorid može biti meki i tvrdi. Meki polivinilklorid
se primjenjuje za izradu podnih podloga, vrtnih cijevi za vodu, filmskih
folija, igračka, skaja, za izolaciju vodiča, i sl.
Poliamidi
su kopolimeri nastali polikondenzacijom monomera dikarboksilne kiseline
i diamin monomera. Najpoznatiji poliamidi su najlon (PA 6.6) i perlon
(PA 6). Poliamide se razlikuje prema broju ugljikovih atoma u osnovnim
molekulama npr. PA6, PA11, PA12, PA6-6 i sl. V.3. Kompozitni
materijali Kompoziti se sastoje
iz osnovne komponente (matrice) i dodataka. Prema materijalu matrice
kompoziti mogu biti: a prema obliku dodataka
razlikuju se: V.4. Ostali tehnički materijali Drvo se najčešće dijeli prema porijeklu i prema vrsti poluproizvoda. Najznačajnije tehničke vrste drva prema porijeklu jesu: Najznačajniji drveni poluproizvodi jesu:
Drugi proizvodi iz drva jesu:
VI.1.3. Sastav i izgaranje goriva Sva goriva se sastoje od gorivih i negorivih tvari. Gorive tvari su vodik, ugljik i sumpor, a negorive kisik, dušik, vodena para i primjese koje čine pepeo. Kako je sumpor vrlo štetan po zdravlje i okoliš nastoji se primjenjivati goriva bez sumpora. Potpunim izgaranjem goriva ugljik se veže s kisikom iz zraka i nastaje ugljikov dioksid, a vodik se veže s kisikom i nastaje vodena para. C + O2 ŕ CO2 Pri gorenju jedan dio goriva ne može ishlapiti pa ne izgara i ostaje slobodan (slobodni ugljikovodici – HC), dušik koji se spaja sa zrakom pri višim temperaturama tvori dušikove okside (NOx), a nepotpunim izgaranjem goriva nastaje ugljikov monoksid (CO). Osim toga negorivi dio goriva tvori pepeo i čađu. Navedeni plinovi i čađa negativno utječu na zdravlje i okoliš. Najveći udio slobodnih
ugljikovodika, dušikovih oksida, ugljikovog dioksida i čađe u otpadnim
i ispušnim plinovima propisuje se Europskim normama. |
| S A D R Ž A J: |
Sadržaj:
|