Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
2.0. Materiały konstrukcyjne
Materiały konstrukcyjne - tworzywa elementów konstrukcyjnych. Ich właściwości
wpływają na cechy funkcjonalne rozwiązania konstrukcyjnego.
Cechy materiałów uwzględniane najczęściej w procesie projektowania to:
" granice wytrzymałości materiałów: przy naprężeniach statycznych (rys. 2.1a): granica
plastyczności Re, umowna granica plastyczności Re02, wytrzymałość doraz
na Rm, granica
proporcjonalności/Hooke a/ RH; przy naprężeniach zmęczeniowych (rys. 2.1b): długo-
trwała granica wytrzymałości zmęczeniowej Z, krótkotrwała granica wytrzymałości zmę-
czeniowej ZN,
" wydłużenie względne A5 [%] (miara ciągliwości /plastyczności/ materiału),
" udarność U [J/mm2] (odporność na kruche pękanie),
" twardość (Brinella HB [N/mm2], Rockwella HRB, HRC, Vickersa HV [N/mm2]),
" właściwości technologiczne.
Granica
Granica
b)
a)
Wytrzymałości
wytrzymałości zmęczeniowej
statycznej
R lg R
m e
� = const.
�
�
�
lg Z
N
Z
R N
e02
R
e
lg Z
Z
R
H
Liczba cykli
zmęczeniowych
Odkształcenie
log N
0,2% lg N
gr
lg N
Rys. 2.1. Charakterystyki materiałowe; a) wynik statycznej próby rozciągania (linią przerywaną za-
znaczono charakterystykę dla materiałów kruchych), b) wyniki badań zmęczeniowego roz-
ciągania (dla ustalonej wartości współczynnika stałości obciążenia � - wykres W�hlera
2.1. Stale
Stal - stop żelaza z węglem o zawartości węgla od 0,02% do 2,06%, może zawierać
określone dodatki stopowe i ograniczoną ilość szkodliwych zanieczyszczeń. Zanieczyszcze-
nia, którymi najczęściej są siarka i fosfor decydują o jakości stali, stąd zależnie od ich do-
puszczalnej wartości dokonuje się podziału jakościowego stali.
Postać wszystkich stopów żelaza określa się według końcowego zabiegu nadającego
kształt i wymiary ale bez uwzględniania obróbki mechanicznej. Wg PN-76/H-01001 rozróż-
- 18 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
nia się stal w postaci: K - kutej, prasowanej lub tłoczonej na gorąco, W - walcowanej na gorą-
co, Z - walcowanej na zimno, C - ciągnionej na zimno, L  odlewanej (staliwo).
Stopień utwardzenia wyrobów walcowanych na zimno oznacza się następująco: bm 
bardzo miękki, m  miękki, pm  półmiękki, pz  półtwardy, z  twardy, bz  bardzo twardy,
bzz  najwyższej twardości.
Zgodnie z Polską Normą podział stali na poszczególne gatunki jest następujący.
2.1.1. Konstrukcyjne węglowe
A. Zwykłej jakości ogólnego przeznaczenia
Materiał ten nie nadaje się do obróbki cieplno-chemicznej!
Stal konstrukcyjna węglowa zwykłej jakości
Oznaczenie: �St��� np.: St4VY, MSt5
- bez oznaczenia,
Cu - z dodatkiem 0,25 - 0,40% miedzi,
CuX - jw. nieuspokojona,
X - nieuspokojona,
Y - półuspokojona,
- bez oznaczenia,
S - do spawania od St0S do St4S,
V - z ograniczoną zawartością węgla,
W - z ograniczoną zawartością węgla, siarki i fosforu,
0, 2, 3, 4, 5, 6, 7 - liczby porządkowe,
- bez oznaczenia,
U lub C - o gwarantowanej udarności w temperaturze 0oC,
M lub D - o gwarantowanej udarności w temperaturze 20oC,
B. Zwykłej jakości o szczególnym przeznaczeniu
Np. na łańcuchy, szyny, kadłuby okrętów, nity, śruby i nakrętki spęczane na zimno, na
kotły parowe i zbiorniki ciśnieniowe.
C. Konstrukcyjna wyższej jakości ogólnego przeznaczenia (tab. 2.1b)
Stale o wyższej zawartości węgla są z reguły stosowane w stanie ulepszonym cieplnie,
natomiast bardzo rzadko (z powodu wytrzymałości takiej samej jak stale zwykłej jakości) w
stanie znormalizowanym. 08, 10, 15, 20, 15G i 20G - są stalami przeznaczonymi do nawęgla-
nia; 25, 30, 35, 45, 55, 60 i 65 można ulepszać; 45, 55, 60 i 65 można hartować powierzch-
niowo, uzyskując w zależności od zawartości węgla twardość: 50  60 HRc. Stosowanie ich
bez obróbki cieplno-chemicznej jest nieracjonalne.
D. Konstrukcyjna wyższej i najwyższej jakości
o szczególnym przeznaczeniu
St2N, St3N, St44N, St3NO, 10P - nity, śruby i nakrętki spęczane lub tłoczone na gorąco.
St1Z, St1E - ogniwa łańcuchów technicznych.
- 19 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
Stal konstrukcyjna wyższej jakości ogólnego przeznaczenia
Oznaczenie: �� np.: 65G, 50U, 45
- bez oznaczenia,
X - nieuspokojona,
Y - półuspokojona,
G - o zwiększonej zawartości manganu,
U - z wymaganą udarnością w stanie znormalizowanym,
UT - z wymaganą udarnością w stanie ulepszonym,
08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 55, 60, 65 - zawartość węgla w
0,01%.
Tab. 2.1. Właściwości wytrzymałościowe stali węglowej ogólnego przeznaczenia. a) zwykłej
jakości (PN-88/H-84020), b) wyższej jakości (PN-75/H-84019)
a)
Stan
Grubość Re Znak obróbki
Rm MPa Re MPa
Znak stali lub śred- Rm MPa MPa stali ciepl-
nica nej
do 16 196 08 N 325 195
St0S 16 � 40 min 314 186 10 N 335 205
40 � 100 186 15 N 375 225
do 16 216 15G N 410 245
N 410 245
St2S 16 � 40 334 � 412 206
20
T 490 � 640 295
40 � 100 196
St3SX, do 16 235 20G N 450 275
N 450 275
St3SY, 16 � 40 373 � 461 226
25
St3S T 490 � 640 295
40 � 100 216
N 490 295
235
St3VX,
do 16
30
St3VY, T 540 � 690 335
226
16 � 40 363 � 441
St3V, N 530 315
35
216
40 � 100
St3W
T 580 � 730 365
N 570 335
St4SX,
40
do 16 255
St4SY, T 620 � 760 390
St4S
N 600 355
45
St4VX, 16 � 40 412 � 510 245
T 660 � 800 410
St4VY,
45G N 620 375
St4V,
50G N 650 390
40 � 100 235
St4W
N 650 380
55
do 16 294
T 740 � 880 460
16 � 40 490 � 608 284
N 690 400
60
St5 40 � 100 275
T 780 � 930 490
St6 do 16 334
60G N 700 410
16 � 40 589 � 706 324
65 N 700 410
40 � 100 314
do 16 363
St7 16 � 40 687 � 834 353
40 � 100 343
b)
- 20 -
Podstawy konstrukcji maszyn - projektowanie
15GJ - ogniwa łańcuchów górniczych,
18G2AA - ogniwa łańcuchów kotwicznych.
18A, St4A, 22G2A - nity i śruby spęczane na zimno.
07X, 08J, 08F, 08XA, 08YA - taśmy i blachy karoseryjne.
08XA, 08YA, St1S, Mst1, 05XA, 12X, 22G2A - druty.
04J, 04JA - druty ciągnione.
10BX, 08Z, R, R35, R45, R45A, R50, R55, R60, R65, K10, K18 - rury.
St36K, St41K, St44K - blachy kotłowe na walczaki, zbiorniki ciśnieniowe, rury spawane,
kołnierze, dennice, wymienniki ciepła, rury prostokątne.
E. Konstrukcyjna o szczególnych właściwościach
" magnetycznie miękka,
" automatowa (łatwo obrabialna mechanicznie) - A10X, A11, A11X, A35, A45, A35G2.
F. Narzędziowa (PN-66/H-85020)
" płytko hartująca się, np. N7E, N8E, N9E, N10E, N11E, N12E.
" głęboko hartująca się, np. N5, N6, N7, N8, N9, N10, N11, N12.
2.1.2. Stale stopowe
Stale stopowe
Oznaczenie: .. np. 20H12M1F, 26H2MF
- bez oznaczenia, zaw. pierw. stopowego poniżej 1,5%,
- (liczba) - zaw. pierwiastków stopowych w %
- symbol pierwiastka stopowego: G  mangan, S  krzem, H
chrom, N  nikiel, M  molibden, T  tytan, F  wanad, J  glin,
Cu  miedz
, W  wolfram, V - , Nb  niob, B - , A  z niższą
zawartością siarki i fosforu
- zawartość węgla w 0,01%
A. Konstrukcyjna stopowa ogólnego przeznaczenia
" do ulepszania cieplnego (tab. 2.2a),
" do nawęglania (tab. 2.2b),
" do azotowania.
- 21 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
B. Konstrukcyjna stopowa o szczególnym przeznaczeniu
" sprężynowa (tab. 2.3a),
" na łożyska toczne, np. A
H15, A
H15SG, A
H18M, A
H20M, A
H20GM,
Tab. 2.2. Właściwości wytrzymałościowe stali stopowych do ulepszania (a) i nawęglania (b) w stanie
obrobionym cieplnie (PN-72/H-84030). Uporządkowane wg wartości Re.
a) b)
Znak stali Rm MPa Re MPa
Znak stali Rm MPa Re MPa
30G2 785 540
15H 690 490
25HM 735 590
16HG 840 590
20HGS 785 640
20H 790 640
36HNM 835 685
19HGM 880 � 1180 640
45G2, 35SG 880 685
20HG 1080 � 1375 735
30H 880 735
15HGM 930 785
30HM, 37HS, 37HGNM 930 735
18HGT,15HN 980 835
40H, 35HM 980 785
17HGN 1030 835
34HNM, 40HNMA,
17HNM 1180 � 1420 835
980 835
38HMJ*
18H2N2 1230 � 1470 835
45H, 45HN 1030 835
18HGM 1080 880
30HGS 1080 835
40HM 1030 880
50H 1080 930
40H2MF 1230 1030
35HGS 1620 1275
45HNMF 1470 1325
*) Stal do azotowania
" do budowy sprzętu szczególnie obciążonego (tab. 2.3b),
" do pracy w podwyższonych temperaturach, np. 16M, 15HM, 12HMF, 13HMF, 10H2M.
C. Konstrukcyjna stopowa o szczególnym przeznaczeniu
" niskostopowa o podwyższonej wytrzymałości, np. 18G2A, 22G2A.
" odporna na korozję, np. 0H13, 0H13J, 1H13, 2H13, 2H14, 3H13, 3H14, 4H13, 4H14,
H17, 0H17T, H18, H17N2, 2H17N2, 3H17M
" nierdzewna chromowa, np.: H5M, H6S2, 2H17, H13JS, H18JS, H24JS, H25T, H26N4,
H18N9S, H23N13, H20N12S2, H23N18, H13N4G9, 0H17N4G8, 1H17N4G9, 2H18N9,
1H18N9, 0H18N9, 00H18N10, 1H18N9T, 0H18N10T, 1H18N12T, 0H18N12Nb,
H18N10MT, H17N13M2T, 0H17N12M2T, 00H17N14M2, 0H17N16M3T,
0H23N28M3TCu, 0H22N24M4TCu
" nierdzewne chromowo-niklowe: żaroodporna i żarowytrzymała, np. H25N20S2,
H18N25S2, H16N36S2, o szczególnych właściwościach magnetycznych, o szczególnych
właściwościach fizycznych.
- 22 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
D. Stopowa narzędziowa
" do pracy na zimno, np. NWV4, NWV1, NWC, NV, NMV, NCL, NCS, NC6, NC10,
" do pracy na gorąco,
" szybkotnąca, np. SW9, SW14, SW18, SK5, SW9C, SW12C, SK10V, SK5V, SKC.
Tab. 2.3. Właściwości wytrzymałościowe stali; a) węglowych i stopowych - sprężynowych po ulep-
szaniu cieplnym (PN-74/H-84032), b) do budowy elementów szczególnie obciążonych ( PN-
72/H-84035).
a) b)
Znak stali
Znak stali Rm MPa Re MPa
Znak Rm MPa Re MPa
12HN3A 930 690
stali
30HN2MFA 880 785
65, 65G 980 780
20HN3A 930 785
75 1080 880
30H2N2M 980 835
50S 1080 930
25HGS 1080 835
85 1130 980
18H2N4WA 1130 835
45S 1180 980
30HN3A 1080 880
50S2, 50HF 1280 1080
25H2N4WA 1080 930
55S2, 50HS 1320 1180
12H2N4A 1130 930
40S2 1370 -
37HN3A 1130 980
60S2,50HG 1370 1180
20H2N4A 1275 1080
60S2A 1520 1180
30HGSNA 1620 1370
60SGH 1370 1230
65S2WA 1860 1670
60SG 1570 1370
Stale stopowe (przykłady typowych zastosowań):
26H2MF, 21HMF, 20HMFTB - na śruby, nakrętki, podkładki, przekładki, kołki, sworznie,
rozpórki, kołnierze, łączniki rur itp.
19G2, 16M, 15HM, 10H2M, 12HMF, 13HMF, 20H12M1F - na rurociągi w instalacjach
kotłowych i turbin parowych.
26H2MF, 23H2MF, 32HN3M, 34HN3M, 20MF, 15H11MF, 15H12WMF, 23H12MNF,
21HMF - na wały wirnikowe, tarcze i łopatki turbin parowych.
H9S2, H10S2M, 4H14N14W2M, 50H21G9N4 - stale zaworowe.
UWAGA! Zgodnie z PN-EN 10027-1 i PN-EN 10027-2 wchodzą w życie nowe oznaczenia
stali. Nowy system oznaczeń stali konstrukcyjnych przedstawiono w tablicy 2.4.
2.2. Staliwa
Staliwa - odlewnicze stopy żelaza z węglem i ewentualnie z pierwiastkami stopowymi
(tab. 2.4).
" węglowe - o zawartości węgla do 0,6%,
" stopowe - o zawartości węgla do 1,4% z dodatkami stopowymi.
- 23 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
2.3. Żeliwa
Odlewnicze stopy żelaza z węglem, zawierające 2,5 - 4,5%C oraz pewne ilości krze-
mu, manganu, fosforu i siarki pochodzenia metalurgicznego.
Staliwa
Oznaczenie: L�� np. L450, L17HMII
I - zwykłej jakości,
II - wyższej jakości.
- trzycyfrowa liczba oznaczająca wytrzymałość na rozciąganie (Rm [MPa])w
stanie znormalizowanym dla oznaczenia staliw węglowych. W staliwach sto-
powych - łańcuch symboli jak w stalach stopowych.
Tab. 2.4. System oznaczania stali konstrukcyjnych wg PN-EN 10027-1.
System oznaczenia:
G S nnn an ... + an + an ... 1)
Symbole główne Symbole dodatkowe
Litery Wł. mechan. Dla stali grupy 12) 3) Dla stali grupy 24) Dla wyrobów
Udarność, [J] Temp. C  do formowa-
0
27 J 40 J 60 J C nia na zimno,
D  do powleka-
JR KR LR 20
nia na gorąco,
JO KO LO 0
E  do emaliowa-
J2 K2 L2 -20
nia,
J3 K3 L3 -30
F  do kucia,
J4 K4 L4 -40
L  do stosowania
J5 K5 L5 -50
w niskich tempe-
J6 K6 L6 -60
G  staliwo Remin [MPa] Wg załączni-
raturach,
dla najmn. ka normy
O  na platformy
S  stal zakresu PN-EN
morskie,
konstruk- wymiaro- M  walcow. termomech.,
10027-1 (tab.
P  na pale sza-
cyjna wego 1, 2, 3)
N  normaliz. lub walcow.
lunkowe,
normalizująco,
S  do budowy
Q  ulepsz. Cieplnie,
statków,
G  inne cechy np. tech-
T  na rury,
nologiczne uzupełnione
W  odporne na
jedną lub dwoma cyframi
korozję atmosf.
an  symb. chem.
wymagan. dodat-
ków.
1)
n  symbole cyfrowe, a  symbole literowe, an  symbole alfanumeryczne.
2)
Symbole M, N i Q w grupie 1 dotyczą stali drobnoziarnistych.
3)
Stale oznaczone wg zastosowania i właściwości fizycznych lub mechanicznych.
4)
Stale oznaczone wg składu chemicznego.
- 24 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
2.3.1. Żeliwa węglowe
Szare
PN-86/M-83101 (tab. 2.5). Największe zastosowanie przemysłowe spośród żeliw. Do-
bre właściwości odlewnicze, dobre właściwości przeciwcierne i zdolność tłumienia drgań.
Żeliwa szare modyfikowane  o drobniejszych wydzieleniach grafitu płytkowego. Materiał
anizotropowy  ok. 4-krotnie niższa wytrzymałość na rozciąganie od wytrzymałości na ści-
skanie.
Tab. 2.4. Właściwości wytrzymałościowe staliw. Uporządkowane wg wartości Re.
Znak stali-
Rodzaj Rm MPa Re MPa Zastosowanie
wa
L400 400 250
L450 450 260 W stanie
Staliwo węglowe
L500 500 320 znormalizo-
wg PN-85/H-83152
wanym
L600 600 360
L650 650 380
L17HM 590 245
L20G 550 300
L25HN 500 300
L30GS 650 390
L35G 650 400
L35GM 620 410
W stanie
Staliwa stopowe L30H 700 450
obrobionym
wg PN-87/H-83156
L25HM 750 450
cieplnie
L40H 700 500
L35HN 750 550
L35HNM 750 550
L35HGS 850 650
L30HNM 880 700
L40HF 1200 900
- 25 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
Żeliwa
Oznaczenie: Z��� np: Zl450, Zs55003, Zcp60003, ZlNi30Si5Cr5
- wydłużenie A5 w [%].
- wytrzymałość na rozciąganie Rm [MPa] (trzy znaki),
- dla żeliw stopowych, składniki stopowe: symbol chemiczny pierwiastka i
zawartość w [%] (dwa znaki),
- l - szare lub stopowe,
- s - sferoidalne,
- cb - ciągliwe białe,
- cc - ciągliwe czarne,
- p - ciągliwe perlityczne
Sferoidalne
PN-86/H-83123. Grafit w postaci kulkowej. Zastępuje z powodzeniem staliwo i nie-
które odkuwki stalowe.
Białe
Stosowane zazwyczaj w postaci warstwy powierzchniowej na żeliwie szarym co
zwiększa odporność na ścieranie.
Ciągliwe
PN-82/H-83221.Uplastycznione żeliwa białe. A
ączy dobre właściwości odlewnicze
żeliwa z dobrymi właściwościami mechanicznymi staliwa. Rozróżnia się:
" ciągliwe białe,
" ciągliwe czarne.
2.3.2. Żeliwa stopowe
Otrzymane przez dodanie pierwiastków stopowych. Wyróżnia się następujące grupy
żeliw stopowych: niklowe PN-79/H-83115, chromowe PN-79/H-83115, molibdenowe PN-
72/H-83173, miedziowe PN-72/H-83170, aluminiowe PN-75/H-83112, tytanowe PN-72/H-
83171, wanadowe PN-72/H-83172, antymonowe PN-71/H-83125, krzemowe PN-79/H-
83111, manganowe PN-76/H-83114.
Tab. 2.5. Właściwości wytrzymałościowe żeliw szarych (PN-86/M-83101)
Grubość Średnia wy- Min. moduł
Znak Rm
ścianki odle- trzymałość na sprężystości
żeliwa [MPa]
wu [mm] zginanie [MPa] [105 MPa]
4 � 8 140 -
8 � 15 120 -
Zl100 0,7 � 1,1
15 � 30 100 -
30 � 50 80 -
4 � 8 220 340
8 � 15 170 320
- 26 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
15 � 30 150 300
30 � 50 110 270
4 � 8 270 410
8 � 15 220 390
Zl200 8,5 � 1,1
15 � 30 200 360
30 � 50 160 330
4 � 8 310 -
8 � 15 270 460
Zl250 0,9 � 1,1
15 � 30 250 420
30 � 50 210 390
8 � 15 320 -
Zl300 15 � 30 300 480 1,2 � 1,45
30 � 50 260 450
8 � 15 380 -
Zl350 15 � 30 350 540 1,3 � 1,55
30 � 50 310 510
2.4. Stopy miedzi
Stopy miedzi - materiały konstrukcyjne w których głównym składnikiem stopowym
jest miedz
. Rozróżnia się następujące rodzaje stopów miedzi.
Stopy miedzi
Oznaczenie: �� np: MA58, MNM201, BA1032, BB2T
- zawartość [%] składników stopowych,
- M, MA, MC, MK, MM, MO - mosiądze,
- MN, MNA, MNK, MNM, MNŻ - miedzionikle,
- B, BA, BB, BK, BM - brązy,
2.4.1. Miedz
techniczna
Zawiera od 0,01 � 1,0% zanieczyszczeń. Rozróżnia się miedz
: surową, rafinowaną i
przetopioną. A ta ostatnia dzieli się na : beztlenową, tlenową i odtlenioną PN-77/H-82120.
2.4.2. Miedz
stopowa
PN-79/H-87053. Zawiera do 2% dodatków stopowych. Przeznaczona do przeróbki
plastycznej
2.4.3. Mosiądze
Stopy miedzi w których głównym składnikiem stopowym jest cynk w ilości powyżej
2%. Dzielą się na mosiądze odlewnicze PN-79/H-87026 (tab. 2.6) i do przeróbki plastycznej
PN-77/H-87025 (tab. 2.7), a te ostatnie na mosiądze dwuskładnikowe, ołowiowe, wysoko-
niklowe i specjalne.
Tab. 2.6. Właściwości wytrzymałościowe mosiądzów odlewniczych ( PN-79/H-87026).
- 27 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
Re
lp 250
Ozna- Stan tech- Rm
[MPa
lk 270
czenie nologiczny [MPa]
MO59 120
]
lc 280
lp 360 120
lg 300
MM47
lk 400 140
lp 250
MO60 120
lp 450
lk 280
MM55 lk 500 180
lp 300
MA67 180
le 400
lk 400
lp 250 120
lp 300 140
MM58
MK80
lk 350 160
lk 400 160
lp 400 170
lp - odlew piaskowy, lk - odlew koki-
MA58 lk 480 200
lowy, le - odlew odśrodkowy, lg - przy
lg 480 200
odlewaniu ciągłym
Tab. 2.7. Właściwości wytrzymałościowe mosiądzów do obróbki plastycznej ( PN-82/H-93620.01).
Średnica Bok pręta Grubość Szerokość Stan
Ozna- pręta 6 lub 4 pręta pro- pręta pro- techno- Rm
czenie okrągł. kątnego stokątnego stokątnego logicz- [MPa]
[mm] [mm] [mm] [mm] ny
10 � 160 10 � 100 5 � 40 20 � 150 pp 270
2 � 50 3 � 46 2 � 25 4 � 60 r 290
M63 2 � 50 3 � 46 2 � 25 4 � 60 z4 370
2 � 13 3 � 13 - - z6 440
2 � 6 - - - z8 490
10 � 160 10 � 100 5 � 40 50 � 150 pp 340
M60 2 � 50 3 � 46 - - r 330
2 � 50 3 � 46 2 � 25 4 � 60 z4 390
2 � 13 3 � 13 - - z6 470
MO58A 10 � 160 10 � 100 4 � 40 20 � 150 pp 350
2 � 50 3 � 50 2 � 25 4 � 60 r 360
10 � 160 20 � 100 5 � 40 20 � 150 pp 290
MO62 2 � 50 3 � 46 - - z4 340
2 � 13 3 � 13 - - z6 430
2 � 20 - - - z4 390
MO61
2 � 13 - - - z6 460
MK80 4 � 100 - - - pp 390
2 � 22 3 � 20 2 � 14 4 � 30 z4 430
MO58B
22 � 50 20 � 50 14 � 25 30 � 60 z4 410
MO58
2 � 13 3 � 13 - - z6 500
MO59
2 � 8 - - - z8 540
MA58 10 � 160 10 � 100 10 � 40 20 � 150 pp 590
10 � 160 10 � 100 5 � 40 20 � 150 pp 490
2 � 50 3 � 50 2 � 25 4 � 60 r 370
MM59
2 � 50 3 � 50 2 � 25 4 � 60 z4 440
2 � 13 3 � 13 - - z6 490
pp - próbka wyciskana, r - rekrystalizowany,
z4 - półtwardy, z6 - twardy, z8  sprężysty
- 28 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
2.4.4. Miedzionikle
PN-78/H-87052. Stopy miedzi do przeróbki plastycznej w których głównym składni-
kiem stopowym jest nikiel w ilości powyżej 2%. Np. MN25  na monety, MNM401  kon-
stantan (drut do termopar).
2.4.5. Brązy
Stopy miedzi w których głównym składnikiem stopowym w ilości powyżej 2% jest
cyna lub glin, krzem, beryl, ołów i mangan. Brązy dzielą się na odlewnicze PN-79/H-87026 i
do przeróbki plastycznej PN-77/H-87050. Brązy aluminiowe podlegają ulepszaniu cieplnemu,
brązy krzemowe i berylowe - utwardzaniu dyspersyjnemu.
2.5. Stopy aluminium
Po stopach żelaza najbardziej rozpowszechnione tworzywa konstrukcyjne.
2.5.1. Aluminium technicznie czyste
Zawiera od 0,01 � 1,0% zanieczyszczeń (głównie Fe, Si, Cu, Zn i Ti). Rozróżnia się
aluminium: hutnicze (99,8, 99,7, 99,5, 99,0% Al) i rafinowane (99,99 i 99,95% Al).
2.5.2. Odlewnicze stopy aluminium
Stopy z krzemem, miedzią, magnezem, manganem (tab. 2.8). Zawierają także: nikiel
lub tytan. Stopy z krzemem (siluminy) poddaje się modyfikacji w celu uzyskania struktury
drobno-ziarnistej.
2.5.3. Do przeróbki plastycznej
Stosowane bez obróbki cieplnej
PN-76/H-88027. Stopy: Al-MN, Al-Mg, Al-Mg-Mn. Stosuje się umacnianie przez
zgniot. Duża plastyczność, mała wytrzymałość.
Utwardzane dyspersyjnie
PN-79/H-88026. Należą do nich tzw. durale (stopy z miedzią) (tab. 2.9).
Tab. 2.8. Właściwości wytrzymałościowe odlewniczych stopów aluminium ( PN-76/H-88027).
Sym- Właściwości, min
Stan
bol Rm, MPa R0,2, MPa A5 % HB
AK20 tb 200 - 0,2 90
AK12 tb 220 - 0,5 95
b 180 90 3 55
AK11
te 200 - 6 55
b 180 100 2 60
AK9
tb 240 200 1,5 80
b 160 110 2 60
AK7
te 190 90 4 60
- 29 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
AK64 b 170 110 1 70
b 170 - 1 70
AK52
tb 240 - 0,5 75
b 180 120 1 70
AK51
tb 230 200 0,5 75
AG10 te 300 170 10 70
AG51 b 160 90 3 60
AM5 te 210 150 6 60
AM4 ta 330 200 8 90
b  bez obróbki cieplnej,
ta  natur. utwardzony wydzielinowo,
tb  sztucznie utwardzony wydzielinowo,
te  przesycony.
Tab. 2.9. Właściwości wytrzymałościowe plastycznych stopów aluminium ( PN-76/H-88027).
Wymiary, mm Właściwości, min
Symbol Stan
Rm, R0,2, Zgo,
d, a, s g A5 % A10 % HB
MPa MPa MPa
pp Wszystkie wy- 100 40 17 15 30
r miary 100 40 18 16 30
PA43
z4 do 30 do 20 130 90 9 8 40 -
z6 do 20 do 8 160 140 4 3 50
pp Wszystkie wy- 150 60 16 14 40
r miary 150 60 17 15 40 120
PA2
z4 do 30 do 20 180 110 9 8 50 -
z6 do 20 do 8 210 160 4 3 60 125
pp Wszystkie wy- 180 60 15 13 45 -
r miary 180 80 16 14 45 110
PA11
z4 do 30 do 10 230 140 9 8 65 120
z6 do 15 do 5 250 180 4 3 75
PA13 pp 270 160 12 10 60 -
Wszystkie wy-
pp 240 120 14 12 55
miary
r 240 100 16 14 55 135
PA20
z4 do 30 do 10 250 150 7 6 70
z6 do 15 do 5 290 200 4 3 90 -
pp Wszystkie wy- 100 40 17 15 25
r miary 90 40 17 15 20 54
PA1
z4 do 30 do 15 120 100 6 5 35 63
z6 do 20 do 8 150 120 4 3 40 68
ta do 120 wycisk. 140 80 14 12 50 -
tb wszystk. ciągn. 220 160 12 10 70
pp,tc 120 60 15 13 50
PA38 do 15
pp,td 200 140 12 10 70
pc,tg 140 80 10 8 50
do 12
pc,tl 220 160 8 6 70
PA4 ta do 120 wycisk. 200 100 12 10 60
tb wszyst. ciągn. 270 200 10 8 80
- 30 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
Rm1)
310 250 9 7 95
pc, tl wszyst. wym.
ta do 120 wycisk. 180 110 15 13 55
wszyst. ciągn.
tb 260 230 10 8 80
PA45
pp,tb
290 250 104) - 85
Rm2)
do 120
pp,ta 180 100 16 14 55 73
PA10
pp,tb 290 230 14 12 85
do 20 wycisk. i
380 250 12 10 105
ciągn.
-
PA6 ta
20�120 wycisk.
390 270 10 8 105
20�50 ciągn.
Tab. 2.9. Cd.
do 30 ciągn. 410 270 10 8 110 105
PA7 ta
do 120 wycisk.
430 290 10 8 115
-
30 � 50 ciągn.
PA29 350 270 12 10 95
PA30 do 120 390 310 6 - 105 140
PA31 pp,tb 350 270 14 12 95
do 20 440 - 12 10 110 -
20 � 120 450 - 12 10 110
PA33
pp,tb
do 120 470 410 74) - 115 125
Rm3)
do 20 wycisk.
490 390 7 6 130 150
wszyst. ciągn.
PA9 tb
20 � 120 wyci-
530 420 7 6 140 -
skane
Wym. pręta: a  kwadrat., d  okrągł., s  sześciokątn. g  grubość blachy.
pc  ciągniona, pp  wyciskana, r  rekrystalizowana, ta  naturalnie. utwardz.
wydzielinowo, tb  sztucznie utwardz. wydzielinowo, tc  naturalnie starzony,
td  sztucznie starzony, tg - naturalnie starzony i zgnieciony, tl  przesyc.,
zgniec. i szt. starzony, z4  półtwardy, z6  twardy.
1)
Rm = 310 MPa, 2) Rm = 290 MPa, 3) Rm = 470 MPa, 4) Wydłużenie A4.
2.6. Stopy magnezu
Najczęściej stosowane są stopy podwójne Mg-Mn i wieloskładnikowe Mg-Al.-Zn-Mn
i Mg-Zn-Zr. Gęstość ok. 1,74 g/cm3. Wytrzymałość na rozciąganie 150 � 350 MPa.
2.6.1. Stopy odlewnicze
PN-75/H-88050. Oznaczenia: GA3, GA6, GA8, GA10, GZ5, GRE3.
2.6.2. Do przeróbki plastycznej
Brak aktualnej normy. Oznaczenia: GA, GA3, GA5, GA6, GA8, GZ3, GZ5, GME.
- 31 -
Podstawy Konstrukcji Maszyn - projektowanie
2.7. Stopy łożyskowe
Do wytwarzania panewek łożysk ślizgowych.
2.7.1. Cynowe
PN-82/H-87111. Oznaczenia: A
89, A
83, A
83Te, A
80S, A
16, A
10As, A
6.
2.7.2. Cynkowe
PM-80/H-87101. Oznaczenia: Z105, Z284.
2.8. Tworzywa polimerowe
Rozróżniamy: elastomery  po zdjęciu obciążenia powracają do pierwotnej postaci,
plastomery  pozostałe tworzywa.
Tworzywa termoplastyczne (termoplasty) utwardzane podwyższoną temperaturą:
" plastomery: polietylen, polichlorek winylu: twardy, zmiękczony, spieniony; polistyren,
kopolimery ABS, poliamidy, polimetakrylan metylu, poliwęglany, poliacetale, polioksyfe-
nylen, poliestry termoplastyczne, termoplastyczne estry celulozy: azotan celulozy, octan
celulozy, octano-maślan celulozy, tworzywa fluorowe, fenoplasty, aminoplasty,
" elastomery termoplastyczne.
Tworzywa utwardzalne (duroplasty) utwardzane chemicznie
" plastomery: żywice poliestrowe nienasycone, żywice epoksydowe, silikony.
" eleastomery: kauczuki: naturalny, syntetyczne: butadienowe, butadienowo-
akrylonitrylowe, butadienowo-styrenowe, chloropremowe, izopremowe, butylowe, akry-
lowe, wielosiarczkowe, silikonowe, fluorowe, ebonit.
2.9. Spieki ceramiczno-metalowe
2.9.1. Cermetale Cr-Al2O3
Zastosowanie jako materiały narzędziowe i konstrukcyjne do prac wymagających od-
porności na ścieranie i wysoką zmienną w czasie  temperaturę.
2.9.2. Cermetale SAP
Na części: samochodów i samolotów, łopatki sprężarek, tłoki silników, blachy poszy-
cia samolotów odrzutowych, aparatury elektrotechnicznej i jądrowej.
2.10. Drewno
Tworzywo naturalne. Gęstość 0,45 � 0,83 g/cm3. Materiał higroskopijny o ograniczo-
nej trwałości.
2.10.1. Forniry
- 32 -
2.0. Materiały konstrukcyjne
PN-85/D-97101. Dzielą się na: okleiny  do oklejania wyrobów stolarskich, obłogi 
podkład pod okleinę, farbę itp. Cienkie płyty o grubości 0,4 � 3,0 mm.
2.10.2. Sklejka
PN-83/D-97005/11. Płyty sklejane z nieparzystej liczby fornirów o włóknach skrzy-
żowanych względem siebie. Dzieli się na: suchotrwałą, półwodooddporną, wodoodporną.
2.10.3. Płyty pilśniowe
BN-74/7122-11. Płyty z włókien lignocelulozowych. Dzielą się na: miękkie, twarde,
bardzo twarde.
2.10.4. Lignofol
BN-74/7126-01. Płyty warstwowe ze sklejanych graniaków. Dzieli się na: rónoległy,
równoległy wzmocniony, krzyżowy i gwiaz
dzisty. Oraz na: zwykły i samosmarowny.
2.10.5. Drewno prasowane
Drewno prasowane w podwyższonej temperaturze i nasycone żywicą fenolowo-
formaldehydową lub melaminowo- formaldehydową. Gęstość do 1,45 g/cm3.
Piśmiennictwo
[1] Ciszewski A., Radomski T.: Materiały konstrukcyjne w budowie maszyn, PWN, War-
szawa 1989.
[2] Luty W.: Poradnik inżyniera, obróbka cieplna stopów żelaza, WNT, Warszawa 1977.
- 33 -