��MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Marek Olsza
Rozpoznawanie podstawowych materiaB�w kowalskich
i stop�w technicznych 722[04].O1.02
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji PaDstwowy Instytut Badawczy
Radom 2006
__________________________________________________________________________
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
Recenzenci:
mgr in|. Robert Wanic
mgr in|. Irena Stawicka
Opracowanie redakcyjne:
mgr in|. Marek Olsza
Konsultacja:
mgr in|. Gabriela Poloczek
Korekta:
Poradnik stanowi obudow dydaktyczn programu jednostki moduBowej 722[04].O1.02
Rozpoznawanie podstawowych materiaB�w kowalskich i stop�w technicznych w moduBowym
programie nauczania dla zawodu kowal.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji PaDstwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
1
SPIS TREZCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstpne 6
3. Cele ksztaBcenia 7
4. MateriaB nauczania 8
4.1. Metale i ich stopy 8
4.1.1. MateriaB nauczania 8
4.1.2. Pytania sprawdzajce 20
4.1.3. wiczenia 20
4.1.4. Sprawdzian postp�w 24
4.2. MateriaBy niemetalowe 25
4.2.1. MateriaB nauczania 25
4.2.2. Pytania sprawdzajce 29
4.2.3. wiczenia 29
4.2.4. Sprawdzian postp�w 30
4.3. MateriaBy pomocnicze stosowane w kowalstwie 31
4.3.1. MateriaB nauczania 31
4.3.2. Pytania sprawdzajce 37
4.3.3. wiczenia 38
4.3.4. Sprawdzian postp�w 39
4.4. Paliwa i smary 40
4.4.1. MateriaB nauczania 40
4.4.2. Pytania sprawdzajce 42
4.4.3. wiczenia 42
4.4.4. Sprawdzian postp�w 43
5. Sprawdzian osigni 44
6. Literatura 49
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik bdzie Ci pomocny w nabywaniu umiejtno[ci z zakresu rozpoznawania
podstawowych materiaB�w kowalskich i stop�w technicznych.
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstpne, wykaz umiejtno[ci i wiedzy, jakie powiniene[ mie ju| opanowane,
aby[ bez problem�w m�gB korzysta z poradnika,
- cele ksztaBcenia, wykaz umiejtno[ci, jakie uksztaBtujesz w czasie zaj,
- materiaB nauczania umo|liwia przygotowanie si do wykonywania wiczeD,
- zestaw pytaD przydatny do sprawdzenia, czy ju| opanowaBe[ materiaB nauczania,
- wiczenia pomog Ci zweryfikowa wiadomo[ci teoretyczne oraz uksztaBtowa umiejtno[ci
praktyczne,
- pytania sprawdzajce,
- sprawdzian osigni, przykBadowy zestaw zadaD i pytaD. Pozytywny wynik sprawdzianu
potwierdzi, |e dobrze pracowaBe[ podczas zaj i |e nabyBe[ wiedz i umiejtno[ci z zakresu
jednostki moduBowej,
- literatur uzupeBniajc.
W materiale nauczania zostaBy opisane zagadnienia z zakresu rozpoznawania podstawowych
materiaB�w kowalskich i stop�w technicznych. Je|eli masz trudno[ci ze zrozumieniem tematu
lub wiczenia, to popro[ nauczyciela o wyja[nienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze
wykonujesz dan czynno[.
Z rozdziaBem Pytania sprawdzajce mo|esz zapozna si:
- przed przystpieniem do rozdziaBu MateriaB nauczania poznajc przy tej okazji wymagania
wynikajce z zawodu, a po przyswojeniu wskazanych tre[ci, odpowiadajc na pytania
sprawdzisz stan swojej gotowo[ci do wykonywania wiczeD,
- po zapoznaniu si z rozdziaBem MateriaB nauczania, by sprawdzi stan swojej wiedzy, kt�ra
bdzie Ci potrzebna do wykonywania wiczeD.
Kolejny etap to wykonywanie wiczeD, kt�rych celem jest uzupeBnienie i utrwalenie
wiadomo[ci i umiejtno[ci z zakresu rozpoznawania podstawowych materiaB�w kowalskich
i stop�w technicznych.
Wykonujc wiczenia przedstawione w poradniku lub zaproponowane przez nauczyciela,
poznasz zasady rozpoznawania podstawowych materiaB�w kowalskich i stop�w technicznych.
Po wykonaniu zaplanowanych wiczeD, sprawdz poziom swojej wiedzy rozwizujc sprawdzian
postp�w.
W tym celu:
- przeczytaj pytania i odpowiedz na nie,
- podaj odpowiedz wstawiajc X w podane miejsce Tak lub Nie.
Odpowiedzi NIE wskazuj luki w Twojej wiedzy, informuj Ci r�wnie|, jakich zagadnieD
jeszcze dobrze nie opanowaBe[. Oznacza to tak|e powr�t do materiaBu, kt�ry nie jest dostatecznie
opanowany.
Poznanie przez Ciebie wszystkich lub okre[lonej cz[ci wiadomo[ci bdzie stanowiBo dla
nauczyciela podstaw przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomo[ci
i uksztaBtowanych umiejtno[ci. W tym celu nauczyciel mo|e posBu|y si zestawem zadaD
testowych.
W rozdziale 5 tego poradnika jest zamieszczony przykBad takiego testu, zawiera on:
- instrukcj, w kt�rej om�wiono tok postpowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,
- przykBadow kart odpowiedzi, w kt�rej, zakre[l poprawne rozwizana do poszczeg�lnych
zadaD.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
3
BezpieczeDstwo i higiena pracy
W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzega regulamin�w, przepis�w bhp
i higieny pracy, wynikajcych z rodzaju wykonywanych prac.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
4
722[04].O1
Podstawy kowalstwa
722[04].O1.01
Przestrzeganie przepis�w
bezpieczeDstwa i higieny pracy, ochrony
przeciwpo|arowej
oraz ochrony [rodowiska
722[04].O1.02
722[04].O1.03
Rozpoznawanie podstawowych
PosBugiwanie si dokumentacj
materiaB�w kowalskich
techniczn
i stop�w technicznych
722[04].O1.04
Magazynowanie i skBadowanie
materiaB�w i wyrob�w kowalskich
Schemat ukBadu jednostek moduBowych w module Podstawy kowalstwa
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
5
2. WYMAGANIA WSTPNE
Przystpujc do realizacji programu jednostki moduBowej Rozpoznawanie podstawowych
materiaB�w kowalskich i stop�w technicznych powiniene[ umie:
- stosowa ukBad jednostek SI,
- korzysta z r�|nych zr�deB informacji,
- selekcjonowa, porzdkowa i przechowywa informacje,
- interpretowa zwizki wyra|one za pomoc wzor�w, wykres�w, schemat�w, diagram�w,
tabel,
- obsBugiwa komputer na poziomie podstawowym,
- posBugiwa si kalkulatorem,
- ocenia wBasne mo|liwo[ci sprostania wymaganiom stanowiska pracy i wybranego zawodu,
- zorganizowa stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii,
- przestrzega przepisy BHP.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
6
3. CELE KSZTAACENIA
W wyniku realizacji programu jednostki moduBowej powiniene[ umie:
- rozpozna metale i ich stopy,
- okre[li wBa[ciwo[ci stali wglowych i stopowych,
- okre[li wBa[ciwo[ci |eliwa,
- okre[li wBa[ciwo[ci sur�wek,
- okre[li wBa[ciwo[ci metali nie|elaznych i ich stop�w,
- rozpozna podstawowe rodzaje p�Bwyrob�w hutniczych, ich oznakowanie, przeznaczenie,
- okre[li wBa[ciwo[ci materiaB�w pomocniczych i ich zastosowanie w kowalstwie,
- rozpozna tworzywa sztuczne i wskaza zastosowanie w kowalstwie,
- rozpozna [rodki konserwujce i zabezpieczajce przed korozj,
- rozpozna spoiwa,
- rozpozna paliwa i smary stosowane w kowalstwie,
- rozpozna zbiorniki i instalacje gaz�w technicznych,
- okre[li zastosowanie gaz�w technicznych w kowalstwie,
- okre[li zastosowanie poszczeg�lnych materiaB�w, metali i stop�w,
- zastosowa zasady bezpieczeDstwa i higieny pracy oraz ochrony [rodowiska podczas prac
kowalskich.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
7
4. MATERIAA NAUCZANIA
4.1. Metale i ich stopy
4.1.1. MateriaB nauczania
Wszystkie pierwiastki wystpujce w przyrodzie mo|na podzieli na metale i niemetale.
Metale stanowi znaczn wikszo[ pierwiastk�w i wyr�|niaj si takimi wBasno[ciami, jak:
poBysk, nieprzezroczysto[, dobra przewodno[ elektryczna i przewodnictwo cieplne, a tak|e
w licznych przypadkach wykazuj dobr plastyczno[. Metale odznaczaj si innymi
wBasno[ciami chemicznymi ni| niemetale. Na przykBad tlenki metali w poBczeniu z wod daj
zasady, podczas gdy tlenki niemetali daj kwasy.
Technicznie czyste metale, to znaczy takie, kt�re zawieraj pewn niewielk ilo[
zanieczyszczeD pochodzcych z proces�w metalurgicznych, s bardzo rzadko u|ywane do
wyrobu przedmiot�w u|ytkowych.
Stopy metali maj lepsze wBasno[ci mechaniczne i technologiczne od czystych metali.
Czyste metale maj gorsze wBasno[ci odlewnicze ni| ich stopy, poniewa| w stanie ciekBym
rozpuszczaj w sobie pewn ilo[ gaz�w, kt�re wydzielajc si podczas krzepnicia tworz w
odlewach pcherze obni|ajce ich jako[. R�wnie| na skutek swej niskiej twardo[ci i du|ej
plastyczno[ci czyste metale gorzej si obrabiaj ni| ich stopy, gdy| wi�ry przywieraj do
narzdzi skrawajcych.
Natomiast korzystnymi wBasno[ciami czystych metali jest ich wiksza odporno[ na
niszczce dziaBanie czynnik�w chemicznych i elektrochemicznych, czyli odporno[ na korozj.
Czyste metale odznaczaj si r�wnie| lepsz przewodno[ci elektryczn i przewodnictwem
cieplnym ni| ich stopy. WBasno[ci metali i stop�w technicznych dzieli si na: chemiczne,
fizyczne, mechaniczne i technologiczne.
WBasno[ci chemiczne metali i ich stop�w
Do wBasno[ci chemicznych metali i stop�w zalicza si odporno[ na korozj i dziaBanie
czynnik�w chemicznych oraz na dziaBanie temperatury. Du| odporno[ci na korozj odznaczaj
si niekt�re metale, jak: srebro, zBoto i platyna i w mniejszym stopniu nikiel i chrom. Wykonuje
si r�wnie| specjalnie odporne na korozj i dziaBanie czynnik�w chemicznych stopy techniczne,
jak np. stale nierdzewne, kwasoodporne i |aroodporne, zawierajce du|e ilo[ci niklu i chromu.
WBasno[ci fizyczne metali i ich stop�w
Do wBasno[ci fizycznych zalicza si: gsto[, temperatur topnienia, temperatur wrzenia,
ciepBo wBa[ciwe, przewodnictwo cieplne, przewodno[ elektryczn, wBasno[ci magnetyczne,
rozszerzalno[ ciepln i wygld zewntrzny.
Gsto[ jest to stosunek masy ciaBa jednorodnego do objto[ci, wyra|am w kg/m3 lub g/cm3.
Stopy i metale lekkie, jak np.: lit, s�d, magnez, aluminium i ich stopy, odznaczaj si maB
gsto[ci. Du| gsto[ maj metale ci|kie, jak np.: |elazo, nikiel, miedz, wolfram, platyna
i ich stopy.
Temperatura topnienia metali i ich stop�w jest wyra|ana w stopniach Celsjusza (�C).
Wszystkie metale s topliwe, a poniewa| ich temperatura topnienia waha si w bardzo szerokich
granicach, wic dzieli si je na Batwo topliwe, trudno topliwe i bardzo trudno topliwe. Do metali
Batwo topliwych, kt�rych temperatura topnienia wynosi do 650�C, zalicza si midzy innymi
takie metale, jak: cyn, cynk, bizmut, kadm, magnez i oB�w. Metale trudno topliwe maj
temperatur topnienia do 2000�C. S to np.: chrom, kobalt, miedz, nikiel, platyna i |elazo. Do
metali bardzo trudno topliwych zalicza si molibden, tantal i wolfram. Temperatura topnienia
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
8
tych metali wynosi ponad 20000C. Metale maj staB temperatura topnienia, natomiast
temperatura topnienia wikszo[ci stop�w mie[ci si w pewnych zakresach temperatury.
Temperatura topnienia stop�w metali jest zwykle ni|sza od temperatury topnienia skBadnika o
najwy|szej temperaturze topnienia. Temperatura wrzenia dla wikszo[ci metali jest do[
wysoka. Do Batwo wrzcych metali zalicza si kadm i cynk. Temperatura wrzenia kadmu wynosi
767�C, a cynku 907�C. T wBasno[ cynku wykorzystuje si w hutnictwie otrzymujc czysty
cynk przez odparowanie z rudy.
CiepBo wBa[ciwe jest to ilo[ ciepBa pobierana (lub oddawana) przez 1 kg danej substancji
0
przy zmianie temperatury o l C. CiepBo wBa[ciwe zale|y od rodzaju substancji, temperatury
i sposobu ogrzewania. Na og�B ciepBo wBa[ciwe cieczy jest wiksze ni| ciaBa staBego. CiepBo
wBa[ciwe jest zawsze podawane wraz z zakresem temperatury, dla jakiej je okre[lono.
Przewodnictwo cieplne jest jedn z charakterystycznych cech metali i stop�w. Najlepszym
przewodnikiem ciepBa jest srebro, a nastpnie miedz, zBoto i aluminium. Najgorzej natomiast
przewodzi kadm, bizmut, antymon, oB�w, tantal i nikiel. Miar przewodnictwa cieplnego jest
ilo[ ciepBa, jaka przepBywa przez przewodnik o dBugo[ci 1 m o przekroju 1 m2 w cigu
1 godziny przy r�|nicy temperatury l�C.
Przewodno[ci elektryczn metali i stop�w nazywamy zdolno[ przewodzenia prdu
elektrycznego. Najlepszym przewodnikiem prdu jest srebro, a nastpnie miedz, zBoto
i aluminium. Dlatego na przewody elektryczne u|ywa si miedzi lub aluminium, gdy| stawiaj
one najmniejszy op�r przepBywajcemu prdowi elektrycznemu. Przewodno[ elektryczna
maleje ze wzrostem temperatury przewodnika.
WBasno[ci magnetyczne metali i stop�w polegaj na zdolno[ci magnesowania si. Najlepsze
wBasno[ci magnetyczne maj |elazo, nikiel i kobalt, a ze stop�w - stal. Z materiaB�w tych buduje
si najlepsze magnesy trwaBe.
Rozszerzalno[ cieplna metali i stop�w przejawia si we wzro[cie wymiar�w liniowych
i objto[ci pod wpBywem wzrostu temperatury i kurczeniu si podczas chBodzenia. Najwiksz
rozszerzalno[ ciepln wykazuje kadm, a najmniejsz wolfram.
WBa[ciwo[ci mechaniczne metali i ich stop�w
WBasno[ci te stanowi zesp�B cech okre[lajcych zdolno[ do przeciwstawiania si dziaBaniu
siB zewntrznych oraz zmian temperatury. Pod wpBywem dziaBania tych siB mog nastpi
odksztaBcenia, a w przypadku niedostatecznie wytrzymaBej konstrukcji - nawet zniszczenie danej
cz[ci. Do wBasno[ci mechanicznych zalicza si: wytrzymaBo[, twardo[ i udarno[, czyli
odporno[ na uderzenia.
WytrzymaBo[ jest okre[lona jako stosunek najwikszej warto[ci obci|enia uzyskanego
w czasie pr�by wytrzymaBo[ciowej do pola powierzchni przekroju poprzecznego badanego
elementu. W zale|no[ci od rodzaju obci|eD rozr�|nia si wytrzymaBo[ na rozciganie,
[ciskanie, zginanie, skrcanie, [cinanie i wyboczenie.
Twardo[ okre[la odporno[ materiaBu na odksztaBcenia trwaBe, powstajce wskutek
wciskania weD wgBbnika. Pr�by twardo[ci dokonuje si sposobem: Brinella, Rockwella
i Vickersa.
Udarno[, czyli odporno[ materiaB�w na uderzenia, sprawdza si za pomoc pr�by
udarno[ci polegajcej na zBamaniu jednym uderzeniem mBota wahadBowego pr�bki
o okre[lonym ksztaBcie i wymiarach. Miar udarno[ci jest stosunek pracy zu|ytej na zBamanie
pr�bki do pola przekroju poprzecznego pr�bki. Pr�bie udarno[ci poddaje si materiaB
przeznaczony na cz[ci, kt�re s nara|one na uderzenia lub nagBe obci|enia, a niekiedy nawet
gotowe ju| cz[ci.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
9
WBasno[ci technologiczne metali i ich stop�w
WBasno[ci technologiczne okre[laj przydatno[ materiaBu w procesach wytwarzania
przedmiot�w. Do wBasno[ci technologicznych zalicza si lejno[ (wBasno[ci odlewnicze),
plastyczno[ i skrawalno[.
Lejno[, czyli zdolno[ ciekBego metalu lub stopu do wypeBniania formy odlewniczej,
zale|y od skBadu chemicznego, struktury i temperatury ciekBego metalu.
Plastyczno[ okre[la zdolno[ ciaB staBych do osigania znacznych odksztaBceD trwaBych
pod dziaBaniem siB zewntrznych bez naruszania sp�jno[ci. Inaczej - jest to przydatno[
materiaBu do obr�bki plastycznej, czyli do kucia, tBoczenia, walcowania itp.
Skrawalno[, czyli podatno[ materiaBu do obr�bki skrawaniem, bada si stosujc pr�by,
podczas kt�rych okre[la si powierzchni skrawan oraz rodzaj wi�r�w.
Ocen technologicznych wBasno[ci plastycznych przeprowadza si na podstawie pr�b
majcych wykaza podatno[ materiaBu do odksztaBceD trwaBych, niezbdnych do nadania
wBa[ciwych ksztaBt�w produktom, przy czym gB�wnie wymieni nale|y: pr�b zginania, pr�b
nawijania drutu, pr�b kucia oraz pr�b tBoczno[ci.
Rys. 1. Pr�ba zginania: a) zwykBa, b) obostrzona z karbem, c) obostrzona z otworem [10]
Pr�b zginania przeprowadza si na prtach o przekrojach koBowym, kwadratowym lub
prostoktnym. Polega ona na powolnym zginaniu pr�bki wok�B prta. W niekt�rych
przypadkach przeprowadza si obostrzon pr�b zginania. W pr�bie zginania miar
plastyczno[ci jest warto[ kta, o jaki pr�bk mo|na zgi bez spowodowania pknicia.
MateriaBy bardzo plastyczne poddaje si pr�bie wielokrotnego zginania. Miar plastyczno[ci
jest liczba okre[lonych przegi wykonanych do chwili pojawienia si pierwszych pkni.
Rys. 2. Pr�ba nawijania drutu [10]
Pr�b nawijania stosuje si do drut�w o [rednicach mniejszych od 6 mm. Okre[la ona
wBasno[ci plastyczne drutu oraz pozwala na wykrycie niejednorodno[ci materiaBu. Ponadto
umo|liwia w przypadku drut�w emaliowanych okre[lenie w warunkach pr�by trwaBo[ci
naBo|onej powBoki. Pr�ba polega na nawiniciu drutu na trzpieD o okre[lonej [rednicy. Spos�b
nawinicia, liczb zwoj�w oraz [rednic trzpienia okre[la norma.
Pr�ba kucia. Pr�b kucia mo|na wykona zale|nie od potrzeby jako pr�b spczania, pr�b
rozklepywania lub pr�b rozbijania. Spos�b przeprowadzania tych pr�b ilustruj rysunki 3, 4, 5.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
10
Miar plastyczno[ci w pr�bie kucia jest stopieD odksztaBcenia uzyskany do chwili pojawienia si
pkni materiaBu.
Rys. 3. Pr�ba rozbijania: 1- trzpieD, Rys. 4. Pr�ba spczania [10] Rys. 5. Pr�ba rozklepywania [10]
2-pr�bka z otworem [10]
Do pomiaru twardo[ci stosuje si najcz[ciej metody: Brinella, Rockwella, Vickersa, Poldi
i Shore`a. Pomiar twardo[ci metod Shore`a polega na pomiarze wysoko[ci odbicia si od
powierzchni badanej niewielkiego ci|arka zakoDczonego twardym wgBbnikiem, kt�ry spada na
powierzchni badan z odpowiedniej wysoko[ci. Im bardziej materiaB jest twardy, tym wy|ej
odskoczy ci|arek twardo[ciomierza.
Stopy |elaza z wglem
Podstawowymi stopami stosowanymi w technice s stopy |elaza z wglem. Produktem
wyj[ciowym, z kt�rego otrzymuje si techniczne stopy |elaza z wglem, jest sur�wka
otrzymywana w wielkim piecu z rudy |elaza. Stopy |elaza z wglem zawieraj r�wnie|
domieszki pochodzce z procesu metalurgicznego w postaci krzemu, manganu, siarki i fosforu.
Siarka i fosfor s domieszkami szkodliwymi. Zawarto[ siarki powoduje krucho[ stopu na
gorco, a zawarto[ fosforu krucho[ na zimno oraz pogarsza wBasno[ci plastyczne i udarno[
stopu. Stopy |elaza z wglem dzieli si na sur�wki, |eliwa i stale.
Otrzymywanie sur�wek |elaza z rud odbywa si w piecach hutniczych zwanych wielkimi
piecami. Piece te s budowane w ksztaBcie wie|y o wysoko[ci do 30 m i [rednicy do 8 m.
Sur�wka, jako stop |elaza z wglem (ponad 2%) i innymi skBadnikami (Si, Mn, P, S),
otrzymany w wyniku redukcji rudy w wielkim piecu, stanowi materiaB wyj[ciowy do produkcji
stali. Stal otrzymuje si w wyniku przer�bki sur�wki, a poniewa| stal mo|e zawiera do 2%
wgla, podczas gdy sur�wka zawiera 3,2�4,3% wgla, wic gB�wnym celem procesu
otrzymywania stali jest odwglenie sur�wki. Sur�wka zawiera r�wnie| domieszki w postaci
krzemu, manganu, siarki i fosforu. Podczas przerobu sur�wki na stal zar�wno wgiel, jak
i domieszki ulegaj cz[ciowemu wypaleniu. Otrzymana w ten spos�b ciekBa stal u|yta na
odlewy nazywa si staliwem, a odlana we wlewki i przewalcowana na walcarkach, zwanych
zgniataczami, nazywa si stal.
Stale niestopowe konstrukcyjne og�lnego przeznaczenia
Oznaczenie gatunku stali (wg PN-88/H-84020) skBada si z liter (St) oraz liczby
porzdkowej: 0, 3, 4, 5, 6 lub 7 (im wy|sza liczba, tym wiksza zawarto[ wgla). Ponadto:
- gatunki stali o liczbie porzdkowej: 0, 3 i 4 oznacza si dodatkowo liter S, np.: StOS, St3S,
St4S, kt�ra oznacza przydatno[ stali do spawania;
- gatunki stali o liczbie porzdkowej: 3 i 4 o podwy|szonych wymaganiach jako[ciowych
(o obni|onej zawarto[ci wgla, fosforu i siarki) oznacza si dodatkowo liter V lub W, np.:
St3V, St3W, St4V, St4W;
- litery wprowadzone na koDcu oznaczenia stali oznaczaj: X - tzw. stal nieuspokojon, np.:
St3X, St3VX; Y - tzw. stal p�Buspokojon, np.: St3Y, St35Y, St3VY, St4VY.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
11
Stale niskostopowe konstrukcyjne do utwardzania powierzchniowego i ulepszania
cieplnego
Oznaczenie gatunku stali skBada si z liczb, kt�re mog by uzupeBnione literami. Litera po
liczbach oznacza:
G - o podwy|szonej ilo[ci manganu (np.: 15G, 20G);
A- o podwy|szonej czysto[ci fosforu i siarki (np.: 09A, 14A, 26A);
rs - o regulowanej zawarto[ci siarki (np.: 14rs, 26rs);
h - o wymaganej hartowno[ci (np.: 36Ah, 46rsh);
H - o podwy|szonej twardo[ci;
L - o obni|onej g�rnej granicy twardo[ci.
Stale konstrukcyjne stopowe
Oznacza sieje za pomoc cyfr i liter. Dwie pierwsze cyfry oznaczaj [redni zawarto[
wgla w setnych cz[ciach procenta, za[ litery oznaczaj pierwiastki stopowe. Cyfry
wystpujce po literach oznaczajcych pierwiastki stopowe okre[laj zawarto[ skBadnika
stopowego w liczbach caBkowitych, gdy jego [rednia zawarto[ przekracza 1,5%. Je|eli
zawarto[ procentowa jest ni|sza r�| 1,5%, to po symbolu okre[lajcym dany skBadnik stopowy
nie podaje si cyfr. PrzykBad oznaczania stali konstrukcyjnych stopowych:
15H - stal chromowa ([rednia zawarto[ wgla 0,15%, zawierajc poni|ej 1,5% chromu);
18H2N2 - stal chromowo-niklowa ([rednia zawarto[ wgla 0,18%, zawarto[ chromu
i niklu po ok. 2%).
Tabela 1. Por�wnanie stali
Stale wglowe Stale stopowe
GB�wnym skBadnikiem wpBywajcym na wBasno- Opr�cz wgla, wBasno[ci stali okre[laj celowo
[ci stali jest wgiel wprowadzone domieszki jednego lub kilku dodatk�w
stopowych
PozostaBe skBadniki (opr�cz |elaza) wystpuj w SkBadniki stopowe s wprowadzane celowo w trakcie
maBych ilo[ciach i s pozostaBo[ci proces�w obr�bki stali w okre[lonych ilo[ciach
hutniczych
SkBadnik Symbol chemiczny SkBadnik Symbol chemiczny
Mangan Mn Mangan Mn
Krzem Si Krzem Si
Chrom Cr Chrom Cr
Nikiel Ni Nikiel Ni
Miedz Cu Wolfram W
Molibden Mo Molibden Mo
Wanad V
Kobalt Co
Wy|ej wymienione skBadniki i wzrost procentowy Wy|ej wymienione dodatki maj wpByw na:
wgla maj wpByw na:
- zwikszenie hartowno[ci,
- wzrost twardo[ci,
- uzyskanie lepszych wBasno[ci
- zwikszenie wytrzymaBo[ci, wytrzymaBo[ciowych w stanie obrobionym
cieplnie,
- zwikszenie spr|ysto[ci,
- nadanie specjalnych wBasno[ci fizycznych
- polepszenie wBasno[ci mechanicznych
i chemicznych
Ni|ej wymienione skBadniki wystpuj w maBych ilo[ciach i s zanieczyszczeniami (domieszkami
szkodliwymi) w obu rodzajach stali
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
12
SkBadnik Symbol chemiczny
Siarka S
Fosfor P
Rozpoznawanie rodzaj�w stali
Pr�ba iskrowa polega na zjawisku zr�|nicowanego iskrzenia szlifowanej stali, zale|nie od
jej gatunku, tj. skBadu chemicznego. Iskrzenie jest efektem odrywania si drobnych rozgrzanych
czsteczek od materiaBu szlifowanego. Po roz|arzeniu czsteczki ulegaj spaleniu, w czym bior
udziaB wszystkie skBadniki stali, w pierwszym rzdzie wgiel, a nastpnie dodatki stopowe, kt�re
albo potguj zjawiska iskrzenia, jak np. krzem, albo powoduj charakterystyczne zabarwienie
iskier, jak np. wolfram, lub wreszcie tBumi iskrzenie, jak np. chrom. SkBad chemiczny stali ma
zasadniczy wpByw na ksztaBt, barw, nat|enie, jasno[ i intensywno[ iskrzenia, przy czym w
pr�bie iskrowej decyduj fragmenty iskier, ksztaBt promieni oraz wygld rozprysk�w. Przy
opisie charakterystycznych cech i form iskrzenia nale|y uwzgldni, |e promienie wystpujce
podczas iskrzenia (rys. 6). Rozpryski na koDcu i w [rodku promienia mog mie r�|ne ksztaBty
(rys. 7), jak kolce, gaBzki, krople i maczugi.
Rys. 7. Rodzaje rozprysk�w: a) wB�cznie, b) kolce,
Rys. 6. Podstawowe rodzaje iskier: a) z promieniem
c) kpki. d) gaBzki, e) krople, j) maczugi [10]
cigBym, b) przerywanym, c) rozgaBzionym [10]
Poza ksztaBtem iskier nale|y zwr�ci uwag na ich jasno[ oraz barw. Barwa mo|e by
biaBo|�Bta, pomaraDczowa, jasnoczerwona, czerwona, wi[niowa; jednakowa na caBej dBugo[ci
promienia lub zmienna; ciemniejsza na pocztku, ja[niejsza na koDcu promienia.
Pewne zjawiska zachodzce podczas iskrzenia nie s zale|ne od skBadu chemicznego stali,
lecz od warunk�w przeprowadzania pr�by. Na przykBad dBugo[ snopu iskier zale|y
w pierwszym rzdzie od prdko[ci obwodowej tarczy i docisku pr�bki. Poprzednie procesy
obr�bkowe badanej stali maj r�wnie| du|y wpByw na wielko[ i gsto[ snopu iskier - stal
hartowana Batwiej iskrzy ani|eli stal wy|arzona. WpByw pierwiastk�w chemicznych, zawartych
w stali, na wygld iskier przedstawia si nastpujco:
Wgiel (C) jest gB�wnym skBadnikiem powodujcym rozpryski, gdy| spalajc si na
dwutlenek wgla rozsadza oderwan czsteczk, dajc charakterystyczne efekty [wietlne.
Im wicej jest wgla, tym liczniejsze s iskry. Dlatego wzrastajca zawarto[ wgla do
0,8% powoduje coraz bogatsze zjawisko iskrzenia: rozpryski, poczwszy od wB�czni,
przechodz w kolce, a nawet w gaBzki. Pocztkowo promienie s cienkie, czerwone; przy
wzrastajcej zawarto[ci wgla staj si coraz grubsze, |�Btawe i biaBo-|�Bte. Przy zawarto[ci
wgla powy|ej 0,8% iskrzenie jest ubo|sze na skutek wystpowania wgla zwizanego
w ziarnach cementytu, kt�ry z trudno[ci ulega spaleniu. Przy takiej zawarto[ci wgla
analiza iskrowa jest utrudniona.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
13
Pierwiastki wglikotw�rcze, wystpujc w du|ej ilo[ci, znacznie zmniejszaj, a nawet
zupeBnie tBumi rozpryski; otrzymuje si w�wczas spokojny, zupeBnie gBadki snop iskier (np.
przy szlifowaniu stali szybkotncych kwasoodpornych itp.).
Wolfram (W) daje charakterystyczne, przerywane promienie o barwie ciemnoczerwonej,
a rozpryski nieliczne, ale bardzo wyraznie kroplowate. Przy [rednich zawarto[ciach
wolframu wystpuje zakoDczenie promieni w ksztaBcie oryginalnego szerokiego ostrza
wB�czni. W stalach wolframowych o zawarto[ciach wgla powy|ej 0,8% wystpuj
charakterystyczne rozpryski igieBkowe z koDc�wkami w formie maczug.
Chrom (Cr) w wikszych ilo[ciach powoduje bardzo znaczne tBumienie iskrzenia, kr�tki
i maBo efektywny snop. Przy maBych zawarto[ciach Cr (poni|ej 1%) pr�ba iskrowa jest maBo
dokBadna,
Nikiel (Ni) jest bardzo trudny do rozpoznania. Jego obecno[ci towarzyszy wprawdzie pewne
zgrubienie biaBo [wiecce na przedBu|onym ostrzu promienia, jednak uchwycenie tego
zjawiska jest nadzwyczaj trudne i sprawia nawet do[wiadczonemu rzemie[lnikowi znaczne
trudno[ci.
Molibden (Mo) jest stosunkowo Batwo rozpoznawalny, poczwszy bowiem od 0,l%
zawarto[ci powoduje charakterystyczne oderwanie koDca wB�czni.
Mangan (Mn) daje zakoDczenie kolc�w rozprysku w postaci wachlarzyka.
Krzem (Si) w stalach wglowych powoduje intensywne iskrzenie o jasnej barwie; w stalach
krzemowych (o zawarto[ci Si powy|ej 1%) wystpuj jasne klinowe zgrubienia, koDczce
si rozpryskiem.
Tabela 2. Klasyfikacja i znakowanie stali
Grupa Barwa Gatunek stali Zastosowanie
stali
I Czerwona Stale wglowe konstrukcyjne zwykBej jako[ci nity. [ruby, sworznie, haki, waBy
pdne osie
II Brzowa Stale wglowe konstrukcyjne wy|szej jako[ci czopy, BaDcuchy, sworznie, waBy, osie.
tuleje, korbowody
III Zielona Stale niskostopowe konstrukcyjne oraz stale do produkcji rur
zwykBej jako[ci
IV {�Bta Stale spr|ynowe walce, pByty do pras, spr|yny, druty
do linek
V BiaBa Stale stopowe konstrukcyjne do nawglania i waBy rozrzdu, sworznie, koBa zbate
azotowania [limacznice
VI Niebieska Stale stopowe konstrukcyjne do ulepszania koBa zbate, cz[ci konstrukcyjne do
cieplnego ulepszania cieplnego
VII Czarna Stale narzdziowe wiertBa, frezy, no|e do tworzyw
sztucznych
VIII Fioletowa Stale stopowe o szczeg�lnych spr|yny zwijane, spr|yny talerzowe
wBa[ciwo[ciach
{eliwo i jego podziaB
{eliwo jest stopem |elaza z wglem, kt�ry zawiera wiksz zawarto[ wgla ni| stal
(tj. 2 do 3,6%) oraz domieszki: krzemu, manganu, fosforu i siarki. Wgiel w |eliwie mo|e
wystpowa w postaci grafitu (wgiel niezwizany) lub cementytu (zwizku chemicznego
z |elazem). {eliwo stosuje si w przemy[le do wytwarzania metod odlewania r�|nych cz[ci
maszyn i urzdzeD. Odznacza si zdolno[ci do tBumienia drgaD, dobr obrabialno[ci, du|
wytrzymaBo[ci i odporno[ci na [cieranie.
{eliwo biaBe ma przeBom biaBy, ze wzgldu na wystpujcy w nim wgiel w postaci
cementytu. Jest twarde, kruche i nie nadaje si do obr�bki skrawaniem. ZnalazBo zastosowanie
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
14
przy wytwarzaniu klock�w hamulcowych, walc�w drogowych oraz jako produkt wyj[ciowy do
otrzymywania |eliwa cigliwego.
{eliwo szare ma przeBom szary ze wzgldu na wystpujcy w nim wgiel w postaci grafitu.
Odznacza si dobrymi wBasno[ciami odlewniczymi, du| wytrzymaBo[ci na [ciskanie
i rozciganie, maB udarno[ci i minimaln wytrzymaBo[ci na skrcanie i zginanie.
W oznaczeniu |eliwa szarego, np. ZL300:
- symbol ZL - oznacza |eliwo;
- cyfra 300 - oznacza minimaln wytrzymaBo[ na rozciganie (Rmmin = 300 MPa).
{eliwo cigliwe jest otrzymywane z |eliwa biaBego, a gatunki i rodzaje okre[lono w normie
PN-92/H-83221, wg kt�rej rozr�|nia si |eliwo:
- biaBe (o symbolu literowym W), np.: W 35-04;
- czarne (o symbolu literowym B) np.: B 35-10;
- perlityczne (o symbolu literowym P), np.: P 80-01.
{eliwo to ma wBasno[ci zbli|one do stali i odznacza si du| wytrzymaBo[ci na rozciganie,
twardo[ci oraz dobr plastyczno[ci.
{eliwo modyfikowane w por�wnaniu z |eliwem szarym ma wiksz odporno[ na
[cieranie i korozj, wytrzymaBo[ na rozciganie i zginanie oraz du| twardo[. Nadaje si do
obr�bki skrawaniem i ma dobre wBasno[ci odlewnicze.
{eliwo sferoidalne ma du| wytrzymaBo[ na rozciganie i twardo[ (zbli|on do stali).
Jego gatunki i klasyfikacj okre[lono w normie PN-92/H-83123.
{eliwo stopowe uzyskuje si dodajc do |eliwa dodatki chromu, niklu, krzemu, aluminium,
molibdenu, magnezu, miedzi, tytanu i wanadu. Charakteryzuj je nastpujce wBasno[ci:
odporno[ na korozj, wysok temperatur, [cieranie oraz dziaBanie r�|nych kwas�w
i czynnik�w chemicznych. WedBug normy rozr�|nia si nastpujce gatunki |eliwa stopowego:
- |aroodporne, np.: ZL Cr 0,8, ZL Al 4 Cr 2,2;
- odporne na korozj, np.: ZL Ni 15 Cu 6 Cr 2;
- odporne na [cieranie, np.: ZL Mn 10, ZL Ni.
Oznaczenie zawiera nazw, skBad chemiczny i [redni zawarto[ pierwiastka, np.:
- ZL Cr 0,8 (ZL - |eliwo; Cr - chrom; 0,8 - 0,8% chromu);
- ZL Ni 15 Cu 6 Cr 2 (ZL - |eliwo; Ni - nikiel; 15-15% niklu; Cu - miedz; 6-6% miedzi;
Cr - chrom; 2-2% chromu).
Staliwo
Staliwem nazywa si stal o zawarto[ci wgla od 0,1 do 0,25%, nie poddan obr�bce
plastycznej i odlan w formy odlewnicze. Rozr�|nia si staliwo wglowe i stopowe. Staliwo
wglowe konstrukcyjne w zale|no[ci od wymaganych wBasno[ci, dzieli si na 8 gatunk�w
r�|nicych si midzy sob wytrzymaBo[ci, udarno[ci i zawarto[ci poszczeg�lnych
pierwiastk�w. Gatunek staliwa okre[la znak, kt�ry skBada si z litery, z trzycyfrowej liczby
okre[lajcej wymagan minimaln warto[ wytrzymaBo[ci na rozciganie oraz czasami litery
W oznaczajcej ograniczony skBad chemiczny majcy wpByw na jednolit spawalno[.
Staliwo stopowe konstrukcyjne zawiera 0,15�0,4% wgla oraz dodatki stopowe:
0,40�1,60% manganu, 0,20�0,80% krzemu, 0,30�1,40%, chromu, 0,30�0,80% niklu,
0,20�0,60% molibdenu i 0,15�0,30% wanadu. Znak staliwa skBada si z litery L, liczby
okre[lajcej [redni zawarto[ wgla oraz litery oznaczajcej pierwiastki stopowe wg
malejcych zawarto[ci procentowych skBadnika.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
15
Rys. 8. R�|ne rodzaje profili ksztaBtowanych na zimno z cienkiej blachy o r�|nej grubo[ci: otwarte o jednakowych
skrzydeBkach, czsto stosowane do produkcji prowadnic do |aluzji (A), profile stosowane do konstrukcji ram
i drzwi (B), profile u|ywane do wykonywania balustrad (C), profile prostoktne (D), profile kwadratowe (E), profile
okrgBe (F), profile wyprodukowane w wyniku perforacji na gorco (G) [1, s. 25]
Rys. 9. R�|ne ksztaBty profili otrzymanych przez walcowanie na gorco: dwuteowniki (A) i (B), ceowniki (C),
teowniki (D), ktowniki r�wnoramienne (E), prty kwadratowe (F), okrgBe (G), heksagonalne (H), pBaskowniki (I)
[1, s. 25]
Tabela 3. Wymiarowanie i oznaczanie ksztaBtownik�w [3, s. 140]
Rodzaj przekroju Symbol Charakterystyczne wymiary PrzykBad
Lp.
prta graficzny wymiarowania
1 Przekr�j okrgBy
peBny
d �50-100
2 Rura
d x t � 30x2 -300
3 Przekr�j
kwadratowy peBny
a
20-65
4 Przekr�j
kwadratowy
zamknity a x t
24x1 -1000
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
16
5 Przekr�j
sze[cioktny peBny
a 14 -136
6 Ktownik
r�wnoramienny
a x t
50x4-200
7 Ktownik
nier�wnoramienny a x b x t
80x50x7
8 Ceownik
r�wnoramienny
h x a x t
40x20x5
9 Ceownik
p�Bzamknity
h x a x b x t
60x30x6x3
10 Zetownik
h x a x t
100x30x5
Miedz i jej stopy
Miedz jest metalem o barwie czerwonozBotej. Jest odporna na korozj, plastyczna i dobrze
przewodzi ciepBo i prd elektryczny. Miedz mo|na obrabia plastycznie na zimno lub na gorco
w temperaturze ok. 700�C. Miedz stosuje si na przewody elektryczne, elementy chBodnic
i innych urzdzeD w przemy[le spo|ywczym i chemicznym oraz jako skBadnik stop�w. Niskie
wBasno[ci wytrzymaBo[ciowe czystej miedzi ograniczaBy jej zastosowanie i dlatego rozpoczto
wprowadzanie do miedzi r�|nych skBadnik�w stopowych.
Miedz stopowa zawiera niewielkie ilo[ci skBadnik�w stopowych w ilo[ci nie przekraczajcej
3%. Miedz arsenowa zawiera 0,3�0,5% As; jest stosowana na cz[ci aparatury chemicznej
i innych urzdzeD. Jest ona odporna na utlenianie w podwy|szonej temperaturze. Miedz
chromowa zawierajca 0,4�2% Cr i do 0,5 Zn jest u|ywana na elektrody do zgrzewarek. Miedz
kadmowa zawiera 0,9�1,2% Cd i jest u|ywana na przewody trakcji elektrycznej. Opr�cz wy|ej
wymienionych gatunk�w miedzi stopowej stosuje si te| miedz srebrow, manganow, cynow,
cynkow i telurow.
Znak miedzi stopowej jest okre[lony symbolem miedzi, nastpnie symbolem skBadnika
stopowego i liczb okre[lajc zawarto[ procentow skBadnika stopowego, np. symbol gatunku
CuAg2 oznacza miedz srebrow o zawarto[ci 1,85�2,15% Ag.
Stopy miedzi znajduj bardzo du|e zastosowanie. Do najwa|niejszych stop�w miedzi nale|y
zaliczy mosidze i brzy.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
17
Rys. 10. Profile z miedzi (po prawej) i mosidzu [1, s. 24]
Mosidz jest to stop miedzi z cynkiem zawierajcym 46,5�97% miedzi. Mosidze specjalne
zawieraj (opr�cz miedzi i cynku) mangan, oB�w, |elazo, aluminium, krzem, nikiel i cyn.
Mosidz jest odporny na korozj, ma dobre wBasno[ci plastyczne i odlewnicze oraz odznacza si
dobr skrawalno[ci.
Mosidze dzieli si na odlewnicze i do obr�bki plastycznej. Mosidze odlewnicze s
stopami wieloskBadnikowymi i zawieraj: oB�w do 4%, mangan do 4%, aluminium do 3%,
|elazo do 1,5% i krzem do 4,5%. OB�w i krzem poprawiaj lejno[, a aluminium, mangan
i |elazo podwy|szaj wBasno[ci wytrzymaBo[ciowe. Aluminium i krzem podwy|szaj odporno[
na korozj i dlatego mosidze aluminiowe i krzemowe s stosowane na odlewy cz[ci, kt�re
powinny by odporne na korozj i [cieranie.
Mosidze do obr�bki plastycznej s stosowane w postaci odkuwek, prt�w, ksztaBtownik�w,
drut�w, blach, rur i ta[m. Mosidze dwuskBadnikowe, czyli bez dodatk�w stopowych, maj du|
podatno[ do obr�bki plastycznej, szczeg�lnie na zimno.
Brzy dzieli si na odlewnicze i do obr�bki plastycznej. W zale|no[ci od nazwy gB�wnego
skBadnika stopowego rozr�|nia si brzy: cynowe, aluminiowe, berylowe, krzemowe,
manganowe i inne, lecz zazwyczaj, gdy brzy s stopami wieloskBadnikowymi to i nazwy ich s
bardziej zBo|one (np. brz krzemowo-cynkowo-manganowy).
Brzy odlewnicze s przewa|nie wieloskBadnikowe i zawieraj: cyn do 11%, oB�w do 33%,
aluminium do 11%, krzem do 4,5%, cynk do 7%, mangan do 2%, |elazo do 5,5%, nikiel do
5,5% i fosfor do 1,5%.
Brzy do obr�bki plastycznej zawieraj: mangan do 5,5%, aluminium do 11%, cyn do 7%,
krzem do 3,5%, nikiel do 6,5%, beryl do 8,6%, fosfor do 0,3%, cynk do 5%, oB�w do 3,5%
i |elazo do 5,5%. W brzach do obr�bki plastycznej stosuje si mniejsze ilo[ci dodatk�w
stopowych ni| w brzach odlewniczych w celu uzyskania lepszych wBasno[ci plastycznych
stop�w.
Aluminium i jego stopy
Aluminium jest pierwiastkiem o barwie srebrzystobiaBej. Jest metalem odpornym na korozj
oraz dobrym przewodnikiem prdu elektrycznego i ciepBa. Zastosowanie aluminium w stanie
czystym jest ograniczone, gB�wnie ze wzgldu na nisk wytrzymaBo[. Czyste aluminium jest
stosowane na przewody elektryczne, do wyrobu folii, proszk�w do platerowania naczyD, do
wyrobu farb i jako skBadnik stop�w. Du|o wiksze zastosowanie maj stopy aluminium, kt�re ze
wzgldu na maB gsto[ s nazywane stopami lekkimi.
Najcz[ciej stosowanymi dodatkami stopowymi s: miedz, krzem, magnez, mangan, nikiel
i cynk. Dodatki stopowe zwikszaj przede wszystkim wytrzymaBo[, odporno[ na korozj
i polepszaj obrabialno[. Stopy aluminium dzieli si na odlewnicze i do obr�bki plastycznej.
GB�wnymi skBadnikami odlewniczych stop�w aluminium s: krzem, miedz, magnez,
a ponadto w niekt�rych stopach wystpuj jeszcze mangan, nikiel i tytan. Najwiksze
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
18
zastosowanie maj stopy aluminiowe o du|ej zawarto[ci krzemu. Stopy aluminium zawierajce
10�13% krzemu nosz nazw silumin�w.
Stopy aluminium do obr�bki plastycznej zawieraj procentowo mniejsze zawarto[ci
dodatk�w stopowych ni| stopy odlewnicze aluminium. GB�wnymi skBadnikami stop�w
aluminium do obr�bki plastycznej s: magnez, miedz, mangan, krzem, i w mniejszym stopniu
tak|e nikiel, |elazo, cynk, chrom i tytan.
Stopy aluminium z miedzi i magnezem oraz cz[ciowo r�wnie| z manganem i krzemem
charakteryzuj si du|ym oporem plastycznym przy obr�bce na zimno i na gorco. Stopy te s
przede wszystkim u|ywane na konstrukcje lotnicze. Du|e zastosowanie przemysBowe znalazBy
wieloskBadnikowe stopy zwane duralami.
Magnez i jego stopy
Magnez jest metalem bardzo lekkim o niskich wBasno[ciach mechanicznych i du|ej
aktywno[ci chemicznej. Ze wzgldu na te wBasno[ci jest stosowany w technice przede
wszystkim w postaci stop�w.
Stopy magnezu dzieli si na odlewnicze i do obr�bki plastycznej. GB�wnym skBadnikiem
stop�w magnezu jest aluminium, kt�rego zawarto[ w stopach odlewniczych mo|e dochodzi do
10%, a w stopach do obr�bki plastycznej do 9%. Stopy magnezu zawieraj jeszcze cynk do
5,5%, mangan do 2,5%, a tak|e cer i cyrkon. Stopy magnezu z aluminium i cynkiem nosz
nazw elektron�w.
Stopy odlewnicze magnezu s stosowane na odlewy wykonywane przewa|nie pod
ci[nieniem. Stopy s stosowane na odlewy cz[ci lotniczych silnie obci|one, cz[ci silnik�w,
agregat�w oraz aparat�w fotograficznych i maszyn do pisania.
Stopy do obr�bki plastycznej wykazuj wiksz przydatno[ do obr�bki plastycznej na
gorce ni| na zimno. Obr�bka plastyczna na gorco zale|nie od stopu odbywa si
w temperaturze 230�450�C.
Cynk i jego stopy
Cynk jest metalem o dobrych wBasno[ciach plastycznych, maBej wytrzymaBo[ci na
rozciganie i niskiej temperaturze topnienia. Cynk stosuje si gB�wnie na przeciwkorozyjne
powBoki ochronne gB�wnie blach i drut�w.
GB�wnymi skBadnikami stop�w cynku s: aluminium, miedz i niekiedy mangan. Wikszo[
stop�w cynku mo|e by stosowana do odlewania i do obr�bki plastycznej. Stopy zawierajce
powy|ej 5,4% aluminium s stopami wyBcznie odlewniczymi.
Stopy cynku znane s pod nazw znal. Mo|na je Batwo spawa i hartowa oraz obrabia. Znale
po obr�bce plastycznej maj dobr wytrzymaBo[ i plastyczno[.
Cyna i jej stopy
WBasno[ci mechaniczne czystej cyny s tak niskie, |e nie nadaje si jako materiaB
konstrukcyjny. Folia cynowa ma du|e zastosowanie do pakowania produkt�w |ywno[ciowych.
Cyn stosuje si do cynowania puszek do konserw, a najwiksze zastosowanie znalazBa jako
dodatek stopowy. Stopy cyny dzieli si na odlewnicze i do obr�bki plastycznej. Stopy do
obr�bki plastycznej s stosowane gB�wnie na folie.
OB�w i jego stopy
OB�w ma bardzo maB wytrzymaBo[ i bardzo dobre wBasno[ci plastyczne. Jest odporny na
dziaBanie niekt�rych [rodowisk chemicznych, jak kwas siarkowy. Istnieje szereg gatunk�w
oBowiu r�|nicych si midzy sob ilo[ci zanieczyszczeD srebrem, arsenem, antymonem, cyn,
|elazem, miedzi, cynkiem i bizmutem. OB�w Batwo obrabia si plastycznie na zimno, dobrze si
skrawa i daje si Batwo lutowa oraz spawa.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
19
Stopy oBowiu znalazBy szerokie zastosowanie w elektrotechnice, przemy[le chemicznym na
spoiwa do lutowania jako stopy drukarskie i jako stopy Bo|yskowe. Podstawowymi skBadnikami
stop�w oBowiu s: antymon, cyna, miedz i niekiedy arsen. Stopy oBowiu z antymonem i niekiedy
dodatkiem cyny i arsenu nosz nazw oBowiu twardego; zawieraj one 0,15�10% antymonu. S
one stosowane na powBoki kabli, podkBadki, uszczelki, rury, blachy, elementy aparatury
chemicznej, anody do galwanizacji, folie, akumulatory, odlewy pomp kwasoodpornych, [rut
i stopy drukarskie. Stopy Bo|yskowe s stosowane na Bo|yska [lizgowe. S to stopy oBowiu, cyny
i antymonu z dodatkiem miedzi i niekiedy arsenu, kadmu, niklu, chromu, a nawet telluru.
4.1.2. Pytania sprawdzajce
Odpowiadajc na pytania, sprawdzisz, czy jeste[ przygotowany do wykonania wiczeD.
1. Jakie s rodzaje wBa[ciwo[ci metali i ich stop�w?
2. Jaka jest r�|nica pomidzy stal a staliwem?
3. Jakie s podstawowe metody badaD materiaB�w?
4. Podaj r�|nice pomidzy stal stopow i wglow.
5. Co oznaczaj zapisy St3V i 15H?
6. Jaki jest podziaB |eliw?
7. Czy potrafisz wymieni rodzaje profili ksztaBtowanych na zimno i na gorco?
8. Na czym polega pr�ba iskrowa przy rozpoznawaniu r�|nych stali??
9. Jakie jest zastosowanie metali nie|elaznych i ich stop�w w kowalstwie?
4.1.3. wiczenia
wiczenie 1
Do magazynu dostarczono prty stalowe z materiaBu 18G2A oraz rury stalowe z materiaBu
15HM. PosBugujc si katalogiem zapisz w zeszycie przedmiotowym skBad chemiczny
i wBa[ciwo[ci mechaniczne tych materiaB�w. Do jakiego gatunku stali mo|na zaliczy
wymienione materiaBy.
Tabela do wiczenia 1 [9]
Norma Gatunek C (%) Mn(%) P max S max Si (%) Cr(%) Ni(%) Cu max Mo(%)
(%) (%) (%)
PN-80/H- R35 0,07 0,16 0,40 0,75 0,040 0,040 0,12 0,35 0,25
74219
PN-80/H- R45 0,16 0,22 0,60 1,20 0,040 0,040 0,12 0,35 0,30
74219
PN-80/H- R55 0,32 0,40 0,60 0,85 0,045 0,045 0,20 0,35
74219
PN-80/H- R65 0,45 0,62 0,60 0,85 0,045 0,045 0,20 0,35
74219
PN-80/H- 18G2A max 0,20 1,00 1,50 0,040 0,040 0,20 0,55 max 0,30 0,30
74219
PN-H- K10 max 0,17 min 0,40 0,045 0,045 0,10 0,35 max 0,20 max 0,35
74252
PN-H- K18 0,16 0,22 min 0,60 0,045 0,045 0,10 0,35 max 0,20 max 0,35
74252
PN-H- 16M 0,12 0,20 0,50 0,80 0,040 0,040 0,15 0,35 max 0,30 max 0,35 0,25-0,35
74252
PN-H- 15HM 0,10 0,18 0,40 0,70 0,040 0,040 0,15 0,35 0,7 1,00 max 0,35 0,40-0,55
74252
PN-H- 10H2M 0,08 0,15 0,40 0,60 0,030 0,030 0,15 0,50 2,00 2,50 max 0,30 0,90-1,10
74252
PN-H- 13HMF 0,10 0,18 0,40 0,70 0,040 0,040 0,15 0,35 0,30 0,60 max 0,30 0,50-0,65
74252
PN-H- 20H12M1F 0,17 0,23 0,40 0,80 0,035 0,035 0,10 0,50 11,0 12,5 0,30 0,80 0,80-1,20
74252
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
20
Norma Gatunek Min. granica WytrzymaBo[ na WydBu|enie przy
plastyczno[ci Re (MPa) rozciganie Rm (MPa) zerwaniu A5 min (%)
min
PN-80/H-74219 R35 235 345 25
PN-80/H-74219 R45 255 440 21
PN-80/H-74219 R55 295 540 17
PN-80/H-74219 R65 380 640 16
PN-80/H-74219 18G2A 350 510 22
PN-H-74252 K10 235 360-480 25/23
PN-H-74252 K18 255 440-540 21/19
PN-H-74252 16M 285 450-600 22/20
PN-H-74252 15HM 295 440-590 22/20
PN-H-74252 10H2M 265 450-600 20/18
PN-H-74252 13HMF 365 490-690 20/28
PN-H-74252 20H12M1F 490 690-840 17/14
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) zapisa w zeszycie przedmiotowym skBad chemiczny oraz wBa[ciwo[ci mechaniczne stali,
3) przyporzdkowa gatunki stali,
4) uzasadni przyjte rozwizanie.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- katalog wyrob�w metalowych,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 2
Na stanowisko kowalskie dostarczono materiaBy stalowe r�|nych gatunk�w. Zmierz
twardo[ dostarczonych materiaB�w. Do pomiaru twardo[ci wykorzystaj twardo[ciomierz
Brinella.
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) przeprowadzi pomiar twardo[ci,
3) zmierzy [rednic odcisku,
4) odczyta z tablic twardo[ materiaBu,
5) por�wna wyniki,
6) om�wi spos�b rozwizania.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- twardo[ciomierz Brinella,
- mikroskop pomiarowy lub lupa Brinella,
- tablice twardo[ci,
- instrukcja obsBugi twardo[ciomierza,
- katalog wyrob�w metalowych,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
21
wiczenie 3
W katalogu przedstawiono ksztaBtowniki wykonane z r�|nych materiaB�w. Wypisz
w zeszycie przedmiotowym rodzaje wyrob�w oraz materiaBy, z kt�rych zostaBy wykonane. Jaki
jest skBad chemiczny tych materiaB�w?
Tabela do wiczenia 3 [9]
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) opisa w zeszycie przedmiotowym rodzaje wyrob�w oraz materiaBy, z kt�rych zostaBy
wykonane,
3) om�wi spos�b rozwizania.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- katalog wyrob�w metalowych,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 4
Wyznaczanie przybli|onej zawarto[ci wgla i dodatk�w stopowych stali na podstawie pr�by
iskrowej.
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) sprawdzi stan szlifierki, w szczeg�lno[ci pod wzgldem bezpieczeDstwa,
2) zabezpieczy oczy za pomoc okular�w ochronnych,
3) wBczy szlifierk i przeprowadzi iskrzenie pr�bek wzorcowych (zaczynajc od pr�bek
stali o maBej zawarto[ci wgla),
4) por�wna iskry z odpowiednimi rysunkami,
5) przeprowadzi pr�b iskrow pr�bek o nieznanym skBadzie chemicznym,
6) okre[li na podstawie pr�by iskrowej skBadniki stopowe stali,
7) wyBczy szlifierk,
8) om�wi spos�b rozwizania.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- szlifierka staBa,
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
22
- komplet [ciernic,
- okulary ochronne,
- instrukcja obsBugi szlifierki,
- komplet wzorc�w stali o znanym skBadzie chemicznym,
- pr�bki stali o nieznanym skBadzie chemicznym,
- kolorowe rysunki iskier,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 5
Okre[l przydatno[ blachy na odksztaBcenia. W tym celu wykorzystaj pr�b technologiczn
podw�jnego zginania.
Rysunek do wiczenia 5: Pr�ba zawijania blach: a), b) c), d) kolejne etapy zawijania [10]
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) przygotowa stanowisko pracy,
2) wykona zgicie wedBug rysunku,
3) okre[li podatno[ blachy na odksztaBcenia,
4) om�wi spos�b rozwizania.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- trzy pr�bki blachy o wymiarach 200x200x0,8 mm o krawdziach do siebie prostopadBych,
- trzpieD walcowy o [rednicy 10 mm,
- narzdzia kowalskie,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 6
Okre[l wBasno[ci plastyczne, niejednorodno[ materiaBu, jako[ naBo|onej powBoki
ochronnej oraz wykryj wady powierzchniowe. W tym celu wykorzystaj pr�b nawijania drutu.
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) przygotowa stanowisko pracy,
2) umocowa w uchwycie tokarki trzpieD do nawijania drutu,
3) ustawi tokark na minimaln prdko[ obrotow,
4) wBczy tokark i nawin 5�10 zwoj�w drutu,
5) wyBczy tokark,
6) poda wnioski.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- trzpieD do nawijania drutu,
- tokarka,
- drut do nawijania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
23
4.1.4. Sprawdzian postp�w
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) rozpozna metale i ich stopy?
2) okre[li wBa[ciwo[ci metali i ich stop�w?
3) przeprowadzi badania wBasno[ci metali i ich stop�w?
4) odczyta oznaczanie stop�w |elaza z wglem?
5) odczyta oznaczanie metali nie|elaznych i ich stop�w?
6) rozpozna podstawowe rodzaje p�Bwyrob�w hutniczych?
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
24
4.2. MateriaBy niemetalowe
4.2.1. MateriaB nauczania
Tworzywa sztuczne s to wielkoczsteczkowe materiaBy organiczne, przewa|nie
o skomplikowanej budowie chemicznej, kt�rym w okre[lonych warunkach, tzn. przy
odpowiedniej temperaturze i ci[nieniu mo|na nadawa okre[lone ksztaBty. Poza zwizkiem
wielkoczsteczkowym tworzywa sztuczne zawieraj dodatkowe skBadniki, kt�re nadaj im
wBasno[ci u|ytkowe. S nimi: stabilizatory, utwardzacze, napeBniacze, zmikczacze, barwniki
i inne.
Do zalet tworzyw sztucznych zalicza si:
- dobr, a niekiedy bardzo dobr odporno[ chemiczn,
- Batwo[ formowania wyrob�w nawet o skomplikowanych ksztaBtach,
- dobre wBasno[ci mechaniczne, bardzo dobre wBasno[ci izolacyjne i maB gsto[,
- Batwo[ otrzymywania wyrob�w o estetycznym wygldzie oraz barwie, a tak|e uzyskiwanie
wyrob�w przezroczystych,
- mo|liwo[ stosowania ich w r�|norodnej postaci, czyli jako tworzywa konstrukcyjne,
materiaBy powBokowe, spoiwa, kleje, kity i wB�kna syntetyczne.
Do wad tworzyw sztucznych zalicza si:
- ni|sz wytrzymaBo[ i twardo[ ni| metali i ich stop�w,
- maB odporno[ na dziaBanie podwy|szonej temperatury.
Rodzaje tworzyw sztucznych
Zale|nie od wBasno[ci chemicznych zwizk�w wielkoczsteczkowych wchodzcych
w skBad tworzyw sztucznych rozr�|nia si tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne oraz
chemoutwardzalne.
Tworzywa termoplastyczne (polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, polistyren,
poliamidy) ka|dorazowo pod wpBywem dziaBania podwy|szonej temperatury staj si mikkie,
a po obni|eniu temperatury z powrotem staj si twarde i sztywne. Umo|liwia to wielokrotn
przer�bk tych tworzyw.
Tworzywa termoutwardzalne (fenoplasty, aminoplasty) podczas ogrzewania pocztkowo
mikn, ale przetrzymane w podwy|szonej temperaturze staj si twarde nieodwracalnie. Po
utwardzeniu staj si nietopliwe i nierozpuszczalne, co uniemo|liwia powt�rny ich przer�b.
Tworzywa chemoutwardzalne (|ywice poliestrowe i epoksydowe) ulegaj utwardzeniu ju|
w temperaturze pokojowej pod wpBywem dziaBania dodanego do tworzywa utwardzacza.
Reakcja utwardzania przebiega szybciej w temperaturze podwy|szonej.
MateriaBy lakiernicze
MateriaBy lakiernicze s przeznaczone do wytwarzania powBok lakierowych o okre[lonych
wBasno[ciach ochronnych, dekoracyjnych lub gBuszcych. MateriaBy lakiernicze skBadaj si z:
- substancji powBokotw�rczych, czyli spoiwa.
- barwnik�w i pigment�w,
- wypeBniaczy i obci|nik�w,
- rozpuszczalnik�w.
Substancje powBokotw�rcze speBniaj zadanie ciekBego spoiwa tworzcego powBok.
Stanowi one najwa|niejszy skBadnik wyrobu lakierniczego, gdy| utrzymuj jak najlepszy stan
wymieszania barwnik�w i zwizania powBoki lakierniczej z podBo|em. Substancje te nadaj
powBoce lakierniczej elastyczno[ i poBysk. Substancje powBokotw�rcze to przewa|nie |ywice
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
25
naturalne lub syntetyczne, a ich rodzaj jest uwzgldniony w nazwie wyrobu lakierniczego, np.
emalia ftalowa lub emalia celulozowa.
Barwniki i pigmenty nadaj wyrobowi lakierniczemu barw oraz uodparniaj powBok na
dziaBanie czynnik�w korozyjnych i [wiatBa sBonecznego. Barwniki nie maj wpBywu na jako[
powBoki, a pigmenty dziaBaj antykorozyjnie. Jako pigmenty stosuje si midzy innymi: mini
oBowian, pyB aluminiowy i biel cynkow oraz pyB cynkowy.
WypeBniacze i obci|niki zmieszane z pigmentami uszczelniaj powBoki i zwikszaj ich
wytrzymaBo[ mechaniczn. Jako wypeBniacze i obci|niki stosuje si midzy innymi: kred,
szpat, talk oraz wB�kno azbestowe lub pyB azbestowy.
Rozpuszczalniki powoduj rozpuszczenie skBadnik�w powBokotw�rczych, dziki czemu
mo|na naBo|y odpowiednio cienk powBok lakiernicza Powoduj r�wnie| utrzymanie
jednolitej gsto[ci materiaBu lakierniczego. Rozpuszczalniki wyparowuj z powBoki
rozpoczynajc proces jej wysychania lub utwardzania.
Rodzaje materiaB�w lakierniczych:
- farby,
- emalie,
- lakiery.
PodziaB materiaB�w lakierniczych w zale|no[ci od rodzaju spoiwa i zastosowania
MateriaBy lakiernicze nitrocelulozowe s Batwe do nakBadania i schn w temperaturze
pokojowej. Spoiwem jest |ywica nitrocelulozowa. S bardzo Batwo palne i wychodz obecnie
z u|ycia. PowBoka po wyschniciu wymaga polerowania.
MateriaBy lakiernicze chlorokauczukowe daj powBoki bardzo odporne na dziaBanie wody
i schn w temperaturze pokojowej. Nie nadaj si do natrysku. Stosowane gB�wnie do powBok
antykorozyjnych.
MateriaBy lakiernicze poliwinylowe daj powBoki szybko schnce, elastyczne
i wodoodporne. Spoiwem s |ywice poliwinylowe. S stosowane gB�wnie jako farby
podkBadowe oraz pasty gBuszce.
MateriaBy lakiernicze ftalowe maj szerokie zastosowanie jako wyroby schnce
w temperaturze pokojowej oraz jako emalie piecowe. Przez zastosowanie spoiwa w postaci
|ywic alkaloidowych wyroby schn w temperaturze pokojowej. S stosowane jako szpachl�wki,
farby podkBadowe i emalie nawierzchniowe.
Przez zastosowanie spoiwa w postaci |ywic melaminowych otrzymuje si bardzo dobre emalie
nawierzchniowe, zwane emaliami ftalowymi karbamidowymi.
MateriaBy lakiernicze akrylowe s stosowane na najwy|szej jako[ci emalie i lakiery. Spoiwem s
|ywice akrylowe. PowBoki otrzymane z emalii akrylowych odznaczaj si du| odporno[ci na
dziaBanie wody i chemikali�w.
MateriaBy lakiernicze poliestrowe zawieraj jako spoiwo |ywice poliestrowe. Stosuje sieje
gB�wnie do wyrobu kit�w szpachlowych.
Ze wzgldu na zastosowanie materiaBy lakiernicze dzieli si na: pokosty - do nasycania
drewna, farby podkBadowe - do drewna i do metali, emalie olejne wewntrzne - do malowania
drewna i metali nie nara|onych na wpBywy atmosferyczne, farby antykorozyjne, pasty gBuszce,
kity uszczelniajce, kity szpachlowe - do wyr�wnywania nier�wno[ci i emalie oraz lakiery
u|ywane na powBoki zewntrzne dekoracyjno-ochronne.
Ochrona przed korozj
PowBoki ochronne nakBadane dzieli si na metalowe i niemetalowe. Na powBoki metalowe
o du|ej odporno[ci na korozj u|ywa si niklu, chromu, miedzi, srebra, cyny, cynku, oBowiu,
kadmu, aluminium. PowBoki ochronne nakBada si galwanicznie oraz przez zanurzenie, natryski
i platerowanie.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
26
PowBoki niemetalowe oddzielaj mechanicznie metal od agresywnego [rodowiska. S
stosowane powBoki pochodzenia organicznego, jak np. farby, oleje, lakiery szybko schnce
i lakiery piecowe, a ponadto smoBy i asfalty, tworzywa sztuczne, wazelina techniczna oraz
r�|nego rodzaju smary. Ostatnio stosuje si do tego celu tworzywa sztuczne.
Przed przystpieniem do zabezpieczenia powierzchni metalowych nale|y powierzchnie te
dobrze oczy[ci z brudu i innych zanieczyszczeD. Przechowywanie materiaB�w metalowych
powinno si odbywa w pomieszczeniach suchych.
PowBoki metalowe - wprowadzanie do stali aluminium, czyli kaloryzowanie, wprowadzanie
cynku, czyli scherardyzowanie oraz nachromowywanie.
PowBoki niemetalowe s wytwarzane metodami chemicznymi lub elektrochemicznymi.
Najcz[ciej s stosowane metody oksydowania i fosforanowania stali.
Tworzywa ceramiczne
Tworzywami ceramicznymi nazywa si elementy konstrukcyjne uformowane
w temperaturze otoczenia z materiaB�w mineralnych proszkowych lub plastycznych,
a nastpnie utrwalane za pomoc wypalania lub spiekania.
Podstawowymi materiaBami do wytwarzania tworzyw ceramicznych s: glina i jej odmiany,
jak: szamot i kaolin, krzemionka, magnezyt, kwarc, skaleD, talk, zwizki wapnia, zwizki metali.
Tworzywa ceramiczne odznaczaj si wieloma zaletami, z kt�rych do najwa|niejszych
nale|y zaliczy: du| odporno[ chemiczn i ciern, bardzo maB przewodno[ elektryczn,
odporno[ na [cieranie i du| twardo[. Najwiksze zastosowanie w przemy[le znalazBy:
porcelana, kamionka, steatyt, klinkier.
Porcelan otrzymuje si z kaolinu pBawionego, kwarcu i skalenia, spiekanych
w temperaturze ok. l400�C. Porcelana jest zBym przewodnikiem ciepBa, ma du| twardo[ oraz
odporno[ na korozj i [cieranie.
Kamionka jest wytwarzana z plastycznej gliny z dodatkiem skalenia. Kamionk stosuje si
jako tworzywo izolacyjne podobnie jak porcelan z tym, |e nie nadaje si ona na izolatory
cienko[cienne i drobne. Kamionka jest r�wnie| odporna na ciecze i gazy dziaBajce korodujco.
Steatyt jest otrzymywany z talku z domieszk gliny. Odznacza si bardzo dobrymi
wBasno[ciami izolacyjnymi i mechanicznymi.
Cermetale, czyli materiaBy metaloceramiczne, s otrzymywane z mieszaniny proszk�w
metalowych z niemetalami. Odznaczaj si du| odporno[ci na dziaBanie wysokich temperatur
oraz korozji.
MateriaBy ogniotrwaBe
MateriaBy krzemionkowe. Podstawowym surowcem do produkcji wyrob�w
krzemionkowych s kwarcyty. GB�wnym skBadnikiem kwarcyt�w jest krzemionka.
W przyrodzie wystpuj trzy odmiany alotropowe (kwarc, krystobalit i trydymit) Podczas
nagrzewania kwarcu nastpuje jego przemiana w dwie nastpne odmiany. Odmiany te
charakteryzuje zmniejszona gsto[ i zwikszona objto[. Wyroby krzemionkowe
nieodpowiednio wypalane, w kt�rych nie zaszBa wymagana przemiana wykazuj znaczn
rozszerzalno[ wt�rn, a zatem znaczne zmiany objto[ciowe, co nale|y uwzgldni przy
budowie r�|nych element�w z tych materiaB�w. Krzemionka jest typowym materiaBem kwa[nym
i wyroby z niej odznaczaj si du| odporno[ci na dziaBanie kwa[nych |u|li oraz znaczna
wytrzymaBo[ci na [ciskanie.
MateriaBy glinokrzemianowe. Podstawowym surowcem do wyrobu tych materiaB�w jest
glinka ogniotrwaBa (kaolin). Surowiec ten sBu|y do produkcji r�|nych wyrob�w szamotowych.
Do wad wyrob�w szamotowych nale|y zaliczy znaczn r�|nic midzy ogniotrwaBo[ci zwykB
a ogniotrwaBo[ci pod obci|eniem. Dodatni cech tych materiaB�w jest znaczna odporno[
cieplna. MateriaBy szamotowe s stosunkowo bardzo tanie i dlatego powszechnie stosowane.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
27
Wyroby szamotowe izolacyjne produkuje si z glin ogniotrwaBych i szamotu z dodatkiem
substancji, kt�re powoduj znaczn porowato[ (np. trociny).
MateriaBy magnezytowe i magnezytowo-chromitowe. Do produkcji tych materiaB�w stosuje
si magnezyty krystaliczne, jak r�wnie| coraz cz[ciej stosowane magnezyty syntetyczne. Do
produkcji cegieB magnezytowych stosuje si magnezyt pra|ony zawierajcy w swym skBadzie
chemicznym tlenek magnezu oraz w maBej ilo[ci niepo|dane zanieczyszczenia.
CegBy magnezytowe maj kolor czekoladowy. Wyroby z magnezytu wykazuj du|
odporno[ na dziaBanie |u|li zasadowych. Znacznie lepsz odporno[ ciepln maj wyroby
magnezytowo-chromitowe. MateriaBy te zaliczane s do ogniotrwaBych obojtnych. GB�wn ich
zalet jest staBo[ obojtno[ci przy wysokich temperaturach.
MateriaBy dolomitowe. Dolomit jest podw�jnym wglanem wapnia i magnezu. W przemy[le
hutniczym znajduje zastosowanie po wypra|eniu i rozdrobnieniu. Dolomit jest ogniotrwaBym
materiaBem zasadowym. GB�wn wad dolomitu jest du|a skBonno[ do hydratacji
i rozsypywania si.
Sztuczne materiaBy ogniotrwaBe. Do ogniotrwaBych materiaB�w sztucznych zaliczamy:
materiaBy korundowe, karborundowe, grafitowe, wglowe i forsterytowe.
Korund w hutnictwie u|ywany jest do produkcji mufli i tygli. Wyroby karborundowe
wykonane s z wglika krzemu. Wyroby wglowe wykonuje si z antracytu oraz z odpad�w
elektrod wglowych z dodatkiem smoBy. Wyroby wglowe u|ywane s gB�wnie do
wymurowania trzonu i dolnej cz[ci garu wielkich piec�w.
Wyroby forsterytowe s produkowane z surowc�w zawierajcych krzemian magnezu
z dodatkiem magnezytu.
MateriaBy [cierne
MateriaBy [cierne s u|ywane do szlifowania, docierania, polerowania i wygBadzania
powierzchni przedmiot�w. SBu| r�wnie| do ostrzenia narzdzi oraz czyszczenia przedmiot�w
skorodowanych, utlenionych, pokrytych lakierem itp.
Twardo[ materiaB�w [ciernych okre[la si w skali Mohsa. Skala ta ma 10 stopni twardo[ci,
przy czym stopieD najwy|szy, czyli najwiksza twardo[, wynosi 10 i odpowiada twardo[ci
diamentu, a stopieD 1 - twardo[ci talku. Wyr�|nia si dwa podstawowe rodzaje materiaB�w
[ciernych:
materiaBy [cierne wytwarzane przemysBowo, do kt�rych nale|: wgliki krzemu, tlenki
aluminium, tlenki aluminium modyfikowane tlenkiem cyrkonu oraz specjalne ziarna
ceramiczne,
naturalne materiaBy [cierne takie jak: granat, szmergiel i krzemionka.
Diament jest najtwardszym mineraBem i stanowi regularn odmian wgla. Jest stosowany
w przemy[le w postaci kamienia i proszku diamentowego. Znajduje r�wnie| zastosowanie jako
ostrze skrawajce do specjalnych no|y i do r�wnania [ciernic oraz do pomiar�w twardo[ci
metali. Proszek diamentowy jest u|ywany do specjalnych [ciernic i szlifowania drogich kamieni.
Korund jest mineraBem o twardo[ci 9 wg skali Mohsa. SkBada si gB�wnie z tlenku
aluminium A12O3 oraz drobnych domieszek innych mineraB�w. Jest bardzo dobrym materiaBem
[ciernym, stosowanym gB�wnie do wyrobu [ciernic. Ziarna korundu ulegaj jednak
odksztaBceniom i w zwizku z tym nie nadaje si on jako materiaB [cierny do obr�bki zgrubnej.
Kwarc jest mineraBem o twardo[ci 7�8 wg skali Mohsa. Jest to dwutlenek krzemu SiO2. Jest
jednym z najbardziej rozpowszechnionych mineraB�w i znajduje zastosowanie do wyrobu
papier�w [ciernych oraz w postaci luznego piasku do bbn�w szlifierskich i piaskownic. Jest
bardzo tanim materiaBem [ciernym.
Szmergiel jest ciemn drobnoziarnist skaB metamorficzn o twardo[ci 6�8 wg skali
Mohsa, zawierajc ok. 65% korundu oraz inne skBadniki stanowice zwizki |elaza i kwarcu.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
28
W postaci luznego ziarna jest u|ywany do polerowania i docierania; poza tym sBu|y jako nasyp
na papiery i pB�tna [cierne.
Najbardziej rozpowszechnionymi materiaBami [ciernymi wytwarzanymi sztucznie s:
sztuczne diamenty, karborund, ekektrokorund. Sztuczne diamenty maj podobne wBasno[ci do
naturalnych diament�w, lecz s bardziej kruche. Karborund ma twardo[ 9�9,5 wg skali Mohsa.
Jest zwizkiem chemicznym wgla z krzemem, czyli wglikiem krzemu. Jest stosowany jako
materiaB [cierny, materiaB ognioodporny, materiaB do wyrobu element�w oporowych w piecach
elektrycznych i in. Jest to krystaliczny tlenek glinowy A12O3 otrzymywany z boksytu w piecach
Bukowych. Odznacza si du| twardo[ci i jest stosowany jako [cierniwo.
4.2.2. Pytania sprawdzajce
Odpowiadajc na pytania, sprawdzisz, czy jeste[ przygotowany do wykonania wiczeD.
1. Jaki jest podziaB i zastosowanie tworzyw sztucznych?
2. Podaj przeznaczenie materiaB�w lakierniczych?
3. Jakie s metody zabezpieczania wyrob�w metalowych przed korozj?
4. Jak mo|na sklasyfikowa materiaBy ogniotrwaBe?
5. Jak mo|na sklasyfikowa podstawowe materiaBy [cierne?
4.2.3. wiczenia
wiczenie 1
Wska| zastosowanie |ywicy epoksydowej.
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) wymieni zalety i wady |ywicy epoksydowej,
2) wskaza zastosowanie |ywicy.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 2
Jakiej powBoki niemetalowej nale|y u|y, aby zabezpieczy przed korozj powierzchni
blachy wykonanej ze stali gatunku St 3?
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) dobra [rodki zabezpieczajce,
3) zaprezentowa wyniki pracy.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- katalogi wyrob�w lakierniczych,
- katalogi [rodk�w konserwujcych,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
29
4.2.4. Sprawdzian postp�w
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) rozpozna tworzywa sztuczne?
2) okre[li przeznaczenie materiaB�w lakierniczych?
3) om�wi metody zabezpieczania wyrob�w metalowych przed
korozj?
4) wymieni materiaBy ogniotrwaBe stosowane w kowalstwie?
5) wymieni podstawowe rodzaje materiaB�w [ciernych?
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
30
4.3. MateriaBy pomocnicze stosowane w kowalstwie
4.3.1. MateriaB nauczania
Elektrody do spawania Bukowego
Elektrody do spawania elektrycznego Bukowego dzieli si na topliwe i nietopliwe. Do
elektrod nietopliwych zalicza si elektrody wolframowe, wglowe i grafitowe. Elektrody
wolframowe o [rednicy 1 � 8 mm stosuje si do spawania i cicia metali w atmosferze gaz�w
ochronnych, natomiast elektrody wglowe i grafitowe o [rednicy 4� 25 mm stosuje si do
spawania cienkich blach stalowych, miedzi i aluminium.
Do spawania elektrycznego Bukowego u|ywa si przewa|nie metalowych elektrod
topliwych, kt�re dzieli si na: nie otulone i otulone.
Rys. 11. Spawanie Bukowe elektrod metalow w osBonie gazu [8]
Elektrody nie otulone nie s zalecane do spawania elektrycznego rcznego w atmosferze
powietrza, gdy| daj spoin o bardzo niskich wBasno[ciach mechanicznych. Elektrody te s
u|ywane do spawania pod topnikiem i w atmosferze gaz�w ochronnych, tj. argonu i dwutlenku
wgla (CO2).
Elektrody otulone s stosowane najcz[ciej do spawania elektrycznego. W zale|no[ci od
skBadu chemicznego otulin elektrody do rcznego spawania elektrycznego dzieli si na elektrody
o otulinie: kwa[nej (A), zasadowej (B), rutylowej (R), celulozowej (C), utleniajcej (O).
Otulina chroni ona jeziorko spawalnicze i sBu|y dostarczeniu materiaBu do spoiny.
Zbudowana jest z metalowego prta zwanego rdzeniem, pokrytego warstw substancji
chemicznych.
Rys. 12. Elementy elektrody otulonej [1, s. 90]
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
31
Rys. 13. Druty do spawania stali wglowych [8]
Do spawania gazowego s stosowane: tlen, acetylen, wod�r, gaz koksowniczy i gaz
[wietlny, propan i butan, gaz ziemny - metan, argon, azot i inne.
MateriaBy do spawania gazowego
Do spawania gazowego stosuje si spoiwa w postaci stalowych drut�w i prt�w o r�|nym
skBadzie chemicznym w celu dobrania ich do spawanych element�w. Druty s dostarczane
w krgach, a prty w wizkach o dBugo[ci 1 m.
Najcz[ciej jest u|ywany drut stalowy o maBej zawarto[ci wgla do spawania stali
konstrukcyjnej wglowej. Do spawania cz[ci stalowych o wymaganej twardo[ci u|ywa si
drutu o zawarto[ci 0,6 �1,7% wgla i 0,7 �1,7% manganu. Do spawania |eliwa u|ywa si
prt�w |eliwnych o zawarto[ci 3�4% wgla z dodatkiem krzemu i manganu. Do spawania
aluminium lub stop�w aluminium s stosowane spoiwa w postaci drut�w lub prt�w z prawie
czystego aluminium, wzgldnie ze stop�w aluminium z magnezem, manganem, krzemem,
chromem i tytanem.
Topniki do spawania gazowego stosuje si w nielicznych przypadkach przy poBczeniowym
spawaniu stali wysokostopowych nierdzewnych i kwaso- oraz |aroodpornych. DziaBanie topnika
w tych przypadkach polega na rozpuszczeniu w topniku trudno topliwych tlenk�w chromu.
Podstawowymi skBadnikami tych topnik�w s: boraks, s�l, kwarcyt, fluoryt, kreda, |elazokrzem.
Rys. 14. Zasady oznakowania butli: 1- trujce i |rce, 2- palne, 3- utleniajce, 4- obojtne [7]
Ekonomiczne jest zaopatrywanie centralne ka|dego zakBadu w gazy pod ci[nieniem.
Zaletami w por�wnaniu z zaopatrywaniem w pojedyncze butle s: cigBa dostawa gazu bez
konieczno[ci przerywania pracy, brak pojedynczych butli w obrbie stanowiska pracy, brak
reduktor�w ci[nienia, a co jest z tym zwizane brak cichych u|ytkownik�w oraz zr�deB
zagro|enia ze wzgldu na niezauwa|one nieszczelno[ci. Odpada konieczno[ transportowania
butli do poszczeg�lnych stanowisk pracy.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
32
Konstrukcja wedBug zunifikowanego systemu: stosujc podzespoBy dla dw�ch, trzech lub
piciu przyBczy, mo|na Bczy ze sob baterie butli ka|dej wielko[ci, a p�zniej tak|e je
rozbudowywa.
Rys. 15. Bateria butli z mo|liwo[ci przeBczenia [7]
Zbiorniki na gaz ciekBy wyposa|one w wewntrzny zbiornik ci[nieniowy wykonany
z materiaBu odpornego na dziaBanie niskich temperatur, kt�ry jest osadzony w zbiorniku
zewntrznym ze stali konstrukcyjnej, sBu| do magazynowania bez strat gaz�w i mieszanek
gazowych w stanie ciekBym, gBboko zmro|onym. Odgazowywacze sBu| przede wszystkim do
poboru gazu w stanie gazowym bdz ciekBym, gBboko zmro|onym za po[rednictwem
przyBczonej parownicy przy zastosowaniu wy|szego ci[nienia roboczego (do 20 bar lub do
37 bar).
Rys. 16. Zbiornik na gazy ciekBe [7]
Do sporzdzania wikszych ilo[ci mieszanek gazowych bezpo[rednio u odbiorcy, jako
integralna cz[ centralnej instalacji zaopatrujcej w gaz do cel�w spawalniczych. GB�wnymi
cz[ciami skBadowymi urzdzenia s mieszalnik i podBczony do niego zbiornik buforowy.
Mo|liwe jest uzyskanie mieszanek z 2, ewentualnie z 3 skBadnik�w.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
33
Rys. 17. Urzdzenie do mieszania gaz�w [7]
Miejsca poboru gaz�w technicznych budowane s wedBug zunifikowanego systemu; dziki
dowolnemu ukBadowi armatur mog by one dostosowane do r�|norodnych warunk�w pracy.
Rys. 18. Miejsce poboru gazu osBonowego [7]
Lutowanie mikkie i twarde to techniki spajania, w kt�rych metal podstawowy i spoiwo
maj r�|ny punkt topnienia. Og�lnie m�wic, w lutowaniu mikkim stosuje si spoiwa
o temperaturze topnienia poni|ej 425�C, w lutowaniu twardym spoiwo topi si powy|ej 425�C.
W tych poBczeniach spoina powstaje wyBcznie ze stopienia spoiwa, kt�re rozpBywa si midzy
powierzchniami brzeg�w Bczonych przedmiot�w. Aby doszBo do tego procesu, brzegi powinny
znajdowa si bardzo blisko siebie.
Spoiwa
Spoiwa w lutowaniu, zar�wno mikkim jak i twardym, powinny posiada punkt topnienia
ni|szy ni| metal podstawowy i du| pBynno[ w stanie ciekBym, by prawidBowo wnika
pomidzy lutowane pBaszczyzny. Pomaga w tym wBa[ciwo[ Batwego zwil|ania metalu
lutowanego.
Spoiwa najcz[ciej stosowane w lutowaniu mikkim to stopy, w kt�rych najwikszy jest
udziaB cyny - metalu, kt�rego punkt topnienia wynosi 231�C. Najpowszechniejszy jest stop
zawierajcy 50% cyny i 50% oBowiu, cho stosuje si te| stopy cyny i srebra oraz cyny i cynku.
W lutowaniu twardym najcz[ciej stosuje si mosidz, cho wykorzystywane s te| stopy miedzi
z fosforem oraz miedzi ze srebrem. Mog one Bczy metale oraz stopy |elazne i nie|elazne,
z wyjtkiem aluminium. Do Bczenia tego metalu i jego stop�w stosuje si zwizki aluminium
i krzemu.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
34
MateriaBy do lutowania
Luty mikkie s wykonywane w postaci prt�w, drutu, pBytek, proszk�w, a najcz[ciej
paBeczek. Do lutowania mikkiego s stosowane przede wszystkim spoiwa cynowo-oBowiowe.
Istnieje bardzo du|o gatunk�w tych spoiw o r�|nej zawarto[ci cyny i oBowiu. Niekt�re z nich
zawieraj ponadto drobne domieszki antymonu, srebra i miedzi, a prawie wszystkie
zanieczyszczenia w postaci [ladowej zawarto[ci |elaza, bizmutu, arsenu, aluminium, cynku
i kadmu. Do lutowania potrzebne s r�wnie| topniki, bez kt�rych lut si utlenia i zle wypeBnia
szczeliny midzy Bczonymi powierzchniami. Jako topnik�w do lutowania mikkiego stali,
miedzi i mosidzu u|ywa si najcz[ciej wody lutowniczej, kt�r tworzy chlorek cynku
rozpuszczony w wodzie. Jako topnik�w do oczyszczania chemicznego powierzchni Bczonych
cz[ci u|ywa si tak|e salmiaku, kalafonii, stearyny i specjalnie przyrzdzonych past.
Rys. 19. Cyna w prtach [8]
Rys. 20. Cyna z topikiem og�lnego zastosowania [8]
Lutowanie lutami twardymi stosuje si do poBczeD [lusarskich, w budowie ram
rowerowych, w koBnierzach poBczeD rurocig�w, do Bczenia cz[ci mechanizm�w
precyzyjnych, w produkcji narzdzi skrawajcych. Jako czynnik odtleniajcy ma zastosowanie
boraks. Lutami twardymi jest miedz lub stopy miedzi, stopy srebra z miedzi.
Rys. 21. Lut mosi|ny do stali, miedzi i stop�w miedzi [8]
Rys. 22. Wata stalowa, spoiwo i odtleniacze stosowane w lutowaniu mikkim [1, s. 102]
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
35
Rys. 23. Spoiwo z mosidzu stosowane do lutowaniu twardego [1, s. 102]
W lutowaniu mikkim i twardym bardzo wa|ne jest stosowanie oddtleniaczy i topnik�w. Ich
gB�wn funkcj jest zapobieganie utlenianiu metali podczas lutowania. Ulepszaj one te|
pBynno[ spoiwa na powierzchni metalu podstawowego i pozwalaj kontrolowaniu temperatury
obr�bki.
W celu ochrony metali przed naturalnym procesem utleniania, powleka si je substancjami,
kt�re uniemo|liwiaj kontakt powierzchni metalu z powietrzem lub wilgoci otoczenia. Te
substancje nakBada si rcznie, u|ywajc do tego pdzli lub kawaBk�w tkaniny.
Do substancji tych zalicza si woski, kt�re mog by pochodzenia ro[linnego, np. karnauba,
zwierzcego, jak np. wosk pszczeli, lub mineralnego, np. parafina.
Rys. 24. Szelak -|ywica pochodzenia zwierzcego [1, s. 102]
Woski wygBadzaj, nabByszczaj i ujednolicaj powierzchni przedmiot�w, podobnie jak
lakiery, z t zalet, |e mo|na wybra odpowiadajcy nam rodzaj poBysku. Po naBo|eniu wosku
pdzlem uzyskuje si cienk warstw o matowym poBysku. Po wyschniciu warstwa ta mo|e by
bardziej bByszczca, je[li zostanie przetarta kawaBkiem tkaniny.
Patyna to warstwa tlenku, kt�ra osadza si na powierzchni przedmiot�w metalowych do
upikszania przedmiot�w, m.in. przez nadanie im starego wygldu.
Przedmioty, na kt�re chcemy nakBada patyn, powinny by oczyszczone z tBuszczu
i pozostaBo[ci rdzy. Niestaranne oczyszczenie mo|e powodowa z czasem zBuszczanie si
patyny. Jedna z patyn, jakie mo|na otrzyma w najprostszy spos�b, to warstwa ochronnego
tlenku na przedmiotach z |elaza (stali wglowej). W tym celu na przedmiot nakBada si pdzlem
roztw�r wody destylowanej i zwykBej soli. W miar upBywu czasu powstanie cienka warstwa
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
36
tlenku |elaza, w charakterystycznych pomaraDczowo-czerwonych barwach. Je[li poBczenie
kolor�w odpowiada naszym gustom, warstw tlenku pokrywa si dwiema ochronnymi
warstwami przezroczystego lakieru do metali. Lakier wzmocni odcienie i oddzieli w delikatny
spos�b kolory ciemne od ja[niejszych.
Czernienie ogniowe element�w kutych
To patyna przyczerniajca do element�w kutych, kt�ra uwzgldnia faktur otrzyman
w wyniku obr�bki na kowadle. Mo|e by te| stosowana do przedmiot�w niekutych. Olej lniany
nakBada si pdzlem na przedmiot, a nastpnie ogrzewa palnikiem gazowym w celu zwglenia
oleju. Nale|y to robi w taki spos�b, by powstaB czarny nalot na przedmiocie. DziaBanie nale|y
powtarza, a| do otrzymania po|danego efektu przyczernienia. Na zakoDczenie przedmiot
przeciera si na zimno wat baweBnian i woskiem, aby wypeBni pory w powierzchni i nada jej
poBysk.
Patyna grafitowa
Patyna o odcieniach szarawych, odpowiednia do powierzchni fakturowanych, gdy|
zachowuje charakter przedmiotu. W niewielkiej ilo[ci surowego oleju lnianego rozpuszcza si
100 g grafitu w proszku i miesza, a| do uzyskania jednorodnej pasty. Nastpnie dodaje si oleju
lnianego do objto[ci p�B litra i miesza, rozpuszczajc grafit. Na koniec dodaje si pot litra
rozpuszczalnika uniwersalnego. W ten spos�b otrzymuje si patyn ochronn w kolorze szarym,
odcienie ciemniejsze otrzymuje si dodajc 10 g czarnego barwnika. Mo|na r�wnie| dodawa
inne barwniki, takie jak czerwony tlenek, glinki lub zielenie, aby otrzyma cieplejsze kolory.
Kpiele przedmiot�w z miedzi i mosidzu
Istniej roztwory chemiczne, kt�re wchodzc w reakcje z przedmiotami wykonanymi
z mosidzu i miedzi powoduj utlenienia o r�|nych odcieniach. Produkt o niebieskawym kolorze
to roztw�r azotanu selenu, siarczanu miedzi i wody. Proces nakBadania polega na zanurzeniu
przedmiotu w roztworze na ok. 30 sekund, a nastpnie opBukaniu pod bie|c wod i
pozostawieniu na wolnym powietrzu. W ten spos�b otrzymuje si
brzowy kolor przedmiot�w wykonanych z mosidzu.
4.3.2. Pytania sprawdzajce
Odpowiadajc na pytania, sprawdzisz, czy jeste[ przygotowany do wykonania wiczeD.
1. Jakie materiaBy pomocnicze s stosowane podczas spawania Bukowego?
2. Jakie s rodzaje elektrod otulonych?
3. Jakie materiaBy pomocnicze s stosowane podczas spawania gazowego?
4. Jak oznaczamy butle gazowe?
5. Jakich materiaB�w u|ywamy do lutowania twardego i mikkiego?
6. Jakich materiaB�w nale|y u|y do wykonania patyny na powierzchni stalowej?
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
37
4.3.3. wiczenia
wiczenie 1
Korzystajc z zaBczonej tabeli rozpoznaj zastosowanie lutu o skBadzie chemicznym: 30%
srebra, 28% miedzi, 21% cynku i 21% kadmu.
Tabela do wiczenia 1 [8]
Do lutowania
WytrzymaBo[
Dolna i g�rna twardego
SkBad spoiwa w spoiny na Temperatura Gsto[
temperatura podstawowych
% wagowych zerwanie robocza 0C (g/cm3)
topnienia 0C materiaB�w,
(N/mm2)
zastosowanie
R�|ne odmiany stali,
Ag 20 miedz, stopy miedzi,
Cu 40 nikiel, stopy niklu
350 750 605-795 8,7
Zn 25
Dla spoin do
Cd 15
temperatury roboczej
150 0C
R�|ne odmiany stali,
Ag 25 miedz, stopy miedzi,
Cu 30 nikiel, stopy niklu
380 710 605-720 8,8
Zn 27,5
Dla spoin do
Cd 17,5
temperatury roboczej
150 0C
R�|ne odmiany stali,
Ag 30 miedz, stopy miedzi,
Cu 28 nikiel, stopy niklu
380 680 600-690 9,0
Zn 21
Dla spoin do
Cd 21
temperatury roboczej
150 0C
R�|ne odmiany stali,
Ag 34 miedz, stopy miedzi,
Cu 22 nikiel, stopy niklu
400 640 610-690 9,1
Zn 24
Dla spoin do
Cd 20
temperatury roboczej
150 0C
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) zapisa zastosowanie lutu,
3) zaprezentowa wykonane wiczenie.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- katalog materiaB�w do lutowania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 2
Korzystajc z katalogu materiaB�w spawalniczych odczytaj oznaczenie drutu rdzeniowego
do spawania stali: PN-EN 12073 T 20 10 3 M P 1. Informacje odczytane z katalogu zapisz
w zeszycie przedmiotowym.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
38
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) odczyta i zapisa w zeszycie przedmiotowym:
a. rodzaj drutu,
b. symbol spoiwa i jego skBad chemiczny,
c. wBa[ciwo[ci mechaniczne spoiwa,
d. rodzaj mieszanki proszkowej,
e. symbol gazu osBonowego,
f. oznaczanie pozycji spawania,
3) zaprezentowa wykonane wiczenie.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- katalog materiaB�w spawalniczych,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
4.3.4. Sprawdzian postp�w
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) okre[li wBa[ciwo[ci materiaB�w pomocniczych i ich zastosowanie?
2) rozpozna materiaBy elektrody do spawania Bukowego?
3) rozpozna materiaBy do spawania gazowego?
4) rozpozna oznaczenia butli gazowych?
5) rozpozna instalacje gaz�w technicznych?
6) rozpozna spoiwa?
7) rozpozna pomocnicze materiaBy kowalskie?
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
39
4.4. Paliwa i smary
4.4.1. MateriaB nauczania
Paliwa
Paliwem nazywa si palne ciaBo staBe, ciecz lub gaz wykorzystywane jako zr�dBo energii
cieplnej. PodziaB paliw przedstawia rysunek 25.
Paliwa
Stale CiekBe Gazowe
wgiel
kamienny
ropa gaz
wgiel
naftowa ziemny
brunatny
koks benzyna gaz wielkopiecowy
brykiety benzol gaz generatorowy
pyt wglowy oleje mineralne gaz wodny
wgiel drzewny spirytus gaz wodno-czadowy
gaz [wietlny
Rys. 25. PodziaB paliw [6, s. 359]
Najwa|niejszymi z wBa[ciwo[ci paliw s: warto[ opaBowa i temperatura zapBonu.
Tabela 4. Charakterystyka wybranych paliw technicznych[6, s. 360]
Rodzaj paliwa Spos�b otrzymywania i charakterystyka Zastosowanie
Batwo zapala si, daje dBugi pBomieD, do cel�w:
pBomienny
zawiera du|o skBadnik�w lotnych, przemysBowych, ogrzewniczych, do
w czasie spalania rozpada si na przer�bki chemicznej
proszek
zawiera mniej skBadnik�w lotnych,
gazowo pBomienny
daje kr�tszy pBomieD, podczas
spalania spieka si na mas
tBusty kr�tki pBomieD, podczas spalania
spieka si na mas
trudno zapala si, kr�tki pBomieD,
chudy
maBo skBadnik�w lotnych
wgiel brunatny mniej [cisBy ni| wgiel kamienny
otrzymywany w wyniku destylacji w hutnictwie, kuznictwie - do
koks
wgla tBustego lub gazowo- pBomiennego cel�w ogrzewczych
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
40
Naturalne
Sztuczne
wgiel kamienny
Produkt kopalny
otrzymywany przez silne sprasowanie przemysBowe
brykiety
wgla kamiennego lub koksu, lub
ogrzewnicze
z wgla brunatnego, lub torfu. Warto[
opaBowa zale|y od skBadu chemicznego
i rodzaju brykiet�w
otrzymywany przez zmielenie wgla jako paliwo techniczne
pyt wglowy
kamiennego lub koksu na drobny proszek w specjalnych paleniskach
otrzymywany z drewna w wyniku suchej w hutnictwie
wgiel drzewny
destylacji
Oleje i smary
Oleje i smary s to substancje, kt�re wprowadza si midzy trce si powierzchnie
w celu zmniejszenia wsp�Bczynnika tarcia, a tym samym przedBu|enia trwaBo[ci tych
powierzchni. WBa[ciwe smarowanie wszystkich urzdzeD technicznych jest podstawowym
elementem konserwacji i racjonalnej eksploatacji maszyn i urzdzeD. Przy ocenie zastosowania
i przydatno[ci olej�w i smar�w bierze si pod uwag lepko[, smarno[. temperatur
krzepnicia, temperatur zapBonu oraz zawarto[ zanieczyszczeD mechanicznych i kwasowych.
Tabela 4. Zastosowanie smar�w [5, s. 362]
Rodzaj smaru Zastosowanie
oliwa do smarowania warsztat�w tkackich: jako pByn jadalny do
potraw; w lecznictwie
olej rycynowy do smarowania maszyn pracujcych pod du|ym
obci|eniem, przy du|ych prdko[ciach, w wysokiej
temperaturze, w lecznictwie; do silnik�w lotniczych
olej rzepakowy i lniany do smarowania Bo|ysk, do gwintowania [rub i nakrtek; jako
tBuszcz jadalny
sadBo do smarowania mechanizm�w precyzyjnych z dodatkiem
olej kostny mydBa, grafitu, oleju mineralnego - do smarowania
tran wielorybi przekBadni zbatych
tran delfinowy
B�j
(oleje czyste z ropy naftowej, rafino-
wane z wgla brunatnego i z wgla
kamiennego, rafinowane elektrycznie)
oleje:
izolacyjne, do transformator�w
turbinowe, do smarowania turbin parowych
wrzecionowe, do szybkobie|nych i lekko obci|onych Bo|ysk maszy-
nowych, jako pByn do napd�w hydraulicznych
maszynowe. do smarowania Bo|ysk silnik�w elektrycznych, obra-
biarek, pomp od[rodkowych.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
41
smary ro[linne
smary
zwierzce
smary mineralne
oleje:
silnikowe do smarowania silnik�w samochodowych i cigniko-
wych
cylindrowe do cylindr�w i dBawik�w maszyn parowych
osiowe wagonowe do smarowania Bo|ysk parowoz�w, wagon�w, zwrotnic
Smary stale:*
Tovotta do BaDcuch�w pdnych, sworzni przegubowych i trud-
nodostpnych miejsc w maszynach
wazelina techniczna do mechanizm�w precyzyjnych, Bo|ysk do konserwacji
przedmiot�w obrabianych, pBytek wzorcowych
Kalipsol do smarowania Bo|ysk [lizgowych
*Smary stale otrzymuje si z olej�w pochodzenia naftowego i substancji zagszczajcych (mydBa, parafiny
i cerezyny). Zale|nie od rodzaju domieszki smary dzieli si na wapniowe, sodowe, potasowe, glinowe oBowiowe.
4.4.2. Pytania sprawdzajce
Odpowiadajc na pytania, sprawdzisz, czy jeste[ przygotowany do wykonania wiczeD.
1. Jakie s rodzaje paliw?
2. Opisz paliwa stosowane w kowalstwie?
3. Jakie s najwa|niejsze wBa[ciwo[ci paliw?
4. Opisz czynniki decydujce o przydatno[ci i zastosowaniu olej�w i smar�w?
5. Jakie jest zastosowanie smar�w mineralnych?
4.4.3. wiczenia
wiczenie 1
Jakie jest zastosowanie podanych paliw? Kt�ry rodzaj paliwa ma zastosowanie
w kowalstwie?
Rodzaj paliwa Zastosowanie
koks
brykiety
pyt wglowy
wgiel drzewny
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
42
smary mineralne
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) okre[li zastosowanie paliw,
3) om�wi spos�b rozwizania.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
wiczenie 2
Korzystajc z katalogu olej�w i smar�w odczytaj zastosowanie smar�w litowych.
Informacje odczytane z katalogu zapisz w zeszycie przedmiotowym.
Spos�b wykonania wiczenia
Aby wykona wiczenie powiniene[:
1) zorganizowa stanowisko pracy do wykonania wiczenia,
2) opisa zastosowanie smar�w litowych,
3) om�wi spos�b rozwizania.
Wyposa|enie stanowiska pracy:
- katalog olej�w i smar�w,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
4.4.4. Sprawdzian postp�w
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) rozpoznawa paliwa stosowane w kowalstwie?
2) charakteryzowa paliwa?
3) rozpoznawa smary i oleje stosowane w kowalstwie?
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
43
5. SPRAWDZIAN OSIGNI
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
A. INSTRUKCJA OG�LNA
1. Przeczytaj uwa|nie instrukcj.
2. Zapoznaj si z zestawem zadaD testowych.
3. Podpisz imieniem i nazwiskiem kart odpowiedzi.
B. INSTRUKCJA SZCZEG�AOWA
1. Zestaw zadaD testowych skBada si z zadaD zamknitych (zadaD wielokrotnego wyboru).
2. Zadania wielokrotnego wyboru maj 4 odpowiedzi, z kt�rych jedna jest prawidBowa.
PrawidBow odpowiedz nale|y zakre[li we wBa[ciwym miejscu na Karcie odpowiedzi.
3. W wypadku pomyBki bBdn odpowiedz nale|y uj w k�Bko i ponownie zakre[li od
powiedz prawidBow.
4. Je|eli udzielenie odpowiedzi na jakie[ pytanie sprawia Ci trudno[, to opu[ je
i przejdz do zadania nastpnego. Do zadaD bez odpowiedzi mo|esz wr�ci p�zniej.
5. Czas trwania testu 45 min.
6. Maksymalna liczba punkt�w, jak mo|na osign za poprawne rozwizanie testu
wynosi 20 pkt.
MateriaBy dla ucznia:
- instrukcja dla ucznia,
- zestaw zadaD testowych,
- karta odpowiedzi.
Celem przeprowadzanego pomiaru dydaktycznego jest sprawdzenie poziomu wiadomo[ci
i umiejtno[ci, jakie zostaBy uksztaBtowane w wyniku zorganizowanego procesu ksztaBcenia
w jednostce moduBowej Rozpoznawanie podstawowych materiaB�w kowalskich i stop�w
technicznych. Spr�buj swoich siB. Pytania nie s trudne i je|eli zastanowisz si, to na pewno
udzielisz odpowiedzi.
Powodzenia !
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
44
ZESTAW ZADAC TESTOWYCH
1. Przewodno[ elektryczn zaliczamy do wBasno[ci
a) chemicznych.
b) technologicznych.
c) fizycznych.
d) mechanicznych.
2. Bardzo du| odporno[ci na korozj odznacza si
a) |elazo.
b) cyna.
c) aluminium.
d) platyna.
3. Przez udarno[ okre[la si odporno[ materiaBu na
a) rozciganie.
b) uderzenie.
c) [ciskanie.
d) zginanie.
4. Sur�wk |elaza otrzymuje si w
a) piecu martenowskim.
b) wielkim piecu.
c) konwertorze.
d) piecu elektrycznym.
5. Kt�ry z wymienionych skBadnik�w pogarsza wBasno[ci stali
a) krzem.
b) wolfram.
c) molibden.
d) siarka.
6. Maksymalna zawarto[ wgla w stalach do nawglania wynosi
a) 0,30%.
b) 0,25%.
c) 0,15%.
d) 0,10%.
7. Stop CuZn10Sn zawiera 10%
a) miedzi.
b) cynku.
c) cynku i miedzi.
d) cyny.
8. Zawarto[ aluminium w brzach do obr�bki plastycznej wynosi
a) 5,5%.
b) 7%.
c) 8,6%.
d) 11%.
9. Jaki stop u|ywa si na narzdzia pracujce w o[rodkach gro|cych wybuchem, aby nie
spowodowa iskrzenia?
a) Miedz kadmow.
b) Brz berylowy.
c) Mosidz.
d) Brz aluminiowy.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
45
10. Silumin jest stopem
a) magnezu.
b) aluminium.
c) miedzi.
d) oBowiu.
11. Avial jest stopem
a) aluminium.
b) magnezu.
c) cynku.
d) miedzi.
12. Znal jest stopem
a) magnezu.
b) cynku.
c) oBowiu.
d) aluminium.
13. Najwiksz wad tworzyw sztucznych jest
a) niska wytrzymaBo[.
b) sBaba odporno[ na dziaBanie czynnik�w chemicznych.
c) maBa odporno[ na dziaBanie podwy|szonej temperatury.
d) maBa udarno[.
14. Kt�re materiaBy lakiernicze s bardzo Batwo palne
a) nitrocelulozowe.
b) chlorokauczukowe.
c) akrylowe.
d) poliwinylowe.
15. Na powBoki ochronne metalowe nakBadane u|ywa si midzy innymi
a) fosforu.
b) molibdenu.
c) wolframu.
d) niklu.
16. Najtwardszym materiaBem [ciernym jest
a) korund.
b) diament.
c) kwarc.
d) karborund.
17. Dopuszczalne ci[nienie robocze w butlach acetylenowych wynosi
a) 0,5 MPa.
b) 1,5 MPa.
c) 2,5 MPa.
d) 5 MPa.
18. Do lutowania twardego stosuje si luty, kt�rych temperatura topnienia przekracza
a) 2000C.
b) 3000C.
c) 5000C.
d) 8000C.
19. Do lutowania twardego jako czynnik odtleniajcy u|ywa si
a) salmiaku.
b) boraksu.
c) chlorku cynku.
d) kalafonii.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
46
20. Najwy|sz temperatur zapBonu ma
a) koks.
b) olej napdowy.
c) wgiel kamienny.
d) benzyna.
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
47
KARTA ODPOWIEDZI
Imi i nazwisko & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Rozpoznawanie podstawowych materiaB�w kowalskich i stop�w technicznych
Zakre[l poprawn odpowiedz.
Numer Odpowiedz Punktacja
zadania
1. a b c d
2. a b c d
3. a b c d
4. a b c d
5. a b c d
6. a b c d
7. a b c d
8. a b c d
9. a b c d
10. a b c d
11. a b c d
12. a b c d
13. a b c d
14. a b c d
15. a b c d
16. a b c d
17. a b c d
18. a b c d
19. a b c d
20. a b c d
Razem punkt�w
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
48
6. LITERATURA
1. Ares J. A.: Metaloplastyka. Technika formowania, kucia i spajania. Wydawnictwo Arkady.
Warszawa 2006
2. G�recki A.: Technologia og�lna. WSiP, Warszawa 2000
3. Lewandowski T.: Rysunek techniczny dla mechanik�w. WSiP, Warszawa 2004
4. Mac S.: Obr�bka metali z materiaBoznawstwem. WSiP, Warszawa 1997
5. Praca zbiorowa. Poradnik mechanika warsztatowca. WNT, Warszawa 1981
6. Solis H. Lenart T.: Technologia eksploatacji maszyn. WSiP, Warszawa 1996
7. www.messer.pl
8. www.spawalnictwo.spawsc.pl
9. www.thyssenkrupp-energostal.pl
10. www.wychowanietechniczne.prv.pl
Projekt wsp�Bfinansowany ze [rodk�w Europejskiego Funduszu SpoBecznego
49
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
008 Podstawowe materiały stosowane do produkcji rękojeściW1 Charakterystyka podstawowych materiałówPodstawa programowa kształcenia w zawodzie technik ochronyPoznaj Siebie Przewodnik do rozpoznania Podstawowej Jaźni Wprowadzenie4 Materiałoznawstwo Budowa stopów metaliPodstawowe materiałyMateriały budowlane Cechy techniczne wyrobów27 Rozpoznawanie surowców, materiałów i półfabrykatów tapicerskichRozpoznawanie materiałów i podstawowych technik wytwarzaniaPodstawowe techniki decoupagewięcej podobnych podstron