IZBOR I PRIMJENA MATERIJALA K-1 Sistematizacija materijala: a)PREMA SASTAVU,MIKROSTRUKTURI I NAČINU DOBIVANJA A)Metalni materijali A1)Materijali na bazi željeza A11)Željezni lijevovi: -čelični -bijeli tvrdi lijev -sivi lijev -nodularni lijev -temper(kovkasti)lijev A12)Konstrukcijski čelici: -opći konstrukcijski -čelici povišene čvrstoće -ultračvrsti čelici -čelici za cementiranje - čelici za poboljšavanje - čelici za opruge - čelici za poboljšane rezljivosti -korozijski postojani čelici… A13)Alatni čelici: - čelici za hladni rad - čelici za topli rad -brzorezni čelici A2)Neželjezni metali i legure(laki i obojeni metali) -Al legure -Cu legure -Ni legure -Mg legure B)Nemetalni materijali -plastomeri(termoplasti) -duromeri(duroplasti) -elastomeri(gume) B2)Konstrukcijske keramike -oksidne keramike -neoksidne keramike C)Kompozitni materijali C1)s metalnom matricom C2)s polimernom matricom C3)s keramičkom matricom
b)PREMA SVOJSTVIMA I UVIJETIMA PRIPREME: -materijali postojani na koroziju 1
- materijali otporni na trošenje -visokočvrsti čelici -žilavi pri niskim temperaturama… c)SISTEMATIZACIJA PREMA PRIPREMI: - materijali za opruge - materijali za zupčanike - materijali za klizne ležaje - materijali za kotrljajuće ležajeve… ČELIK-je metastabilno kristalizirana legura željeza i ugljika(≤2%) uz prisutne pratioce(Si i Mn)i nečistoće (P,S i ostali)i uz eventualni dodatak jednog ili više legirnih elemenata. -čelici se nakon lijevanja taljevine podešenog sastava u kalupe oblikuju postupcima deformiranjem u željeni oblik proizvoda. Čelici se mogu raspodijeliti u srodne grupe na više načina,kao što su: a)kemijski sastav b)mikrostrukturi c)načinu proizvodnje d)oblik i stanje e)područje primjene f)svojstvima Ad a)Prema kemijskom sastavu čelici mogu biti: -zajamčenog ili nezajamčenog sastava -ugljični(nelegirani) ili legirani,niskolegirani ili visokolegirani -prema vrsti legirnih elemenata razlikujemo:Cr,Mn,Ni,Si-šelike… -prema kvaliteti:masovni,kvalitetni i plemeniti. Ad b)Prema tipu mikrostrukture čelici mogu biti: -feritni -feritno-perlitni -martenzitni -bainitni -austenitni -ledeburitni… Ad c)Čelici mogu biti proizvedeni na različitim postupcima: -konverterski -elektropretaljivanjem -kisikovim konverterima -sekundarnom metalurškom obradom -pretaljivanjem pod troskom(EPT) Prema načinu dezoksidacije i lijevanja čelici mogu biti: -nesmireni,smireni,polusmireni ili potpuno smireni. Ad d)Osnovni oblici čeličnih proizvoda jesu: -šipke,limovi,trake,cijevi… -pojavljuju se u sljedećim osnovnim stanjima:lijevani,toplovaljani,hladnovaljani,hladnovučeni… Ad e)Prema području primjene mogu biti: 2
-konstrukcijski čelici -alatni čelici Ad f) Prema svojstvima: -povišene granice razvlačenja i vlačne čvrstoće,žilavi pri niskim temperaturama… Svaki od čelika ima određenu kombinaciju navedenih obilježja. Npr.:Hladnovučena cijev od austenitnog Cr-Ni čelika koji je vakuumski pročišćen za povišene tem. IZBOR MATERIJALA -odabir materijala bitno utječe na tehničke karakteristike konstrukcija, kao i na njezine troškove izrade i održavanja,odnosno na ukupnu konkurentnost proizvoda. Sam proces konstruiranja nastoji iz vizualnog koncepta proizvoda pri čemu se uzimaju u obzir sljedeća svojstva proizvoda: 1.TEHNIČKA-funkcijska,proizvodna,eksploatacijska svojstva. 2.EKONOMSKA: troškovi i prodajna svojstva. 3.DRUŠTVENA:humana:ergonomska,ekološka,kulturna i estetska svojstva. 4.PRAVNA SVOJSTVA Način,složenost i opseg provođenja izbora materijala različit je za: a)Preuzetu dokumentaciju-licence i/ili tuđe konstrukcije b)Vlastite konstrukcije-varijante,prilagođene i nove. Ad a)Karakteristike izbora materijala kod proizvoda s preuzetom dokumentacijom ovise o činjenici je li materijal već prije određen ili je dopušteno odabrati ga. Pri tome se mora voditi računa o DOSTUPNOSTI i OBRADLJIVOSTI materijala raspoloživim resursima. Ad b)Najveća sloboda biranja prisutna je kod koncipiranja i razrade novih konstrukcija gdje se postavljaju složeni zahtjevi a ne postoji iskustva o primjeni materijala. U ovakvim situacijama cjelovito se analiziraju zahtjevi na materijal: FUNKCIONALNOST(F) I EKSPLOATIBILNOST(E) Osnovna svojstva materijala koja opisuje ove zahtjeve i kriterije izbora su: -fizikalno-kemijska svojstva -mehanička otpornost -otpornost na trošenje -otpornost na djelovanje agresivnih medija… TEHNOLOGIČNOST(T) Slijedeća tehnološka svojstva opisuju ove zahtjeve i kriterije izbora su: -livljivost -rezljivost(OOČ) -oblikovljivost deformiranjem-na toplo ili hladno -spojivost,lemljivost,zavarljivost i sl. -toplinska obradljivost -prikladnost za prevlačenje i zaštitu -troškovi izrade vezani uz materijal…
3
RASPOLOŽIVOST I NABAVLJIVOST MATERIJALA(N) Ova skupina obuhvaća sljedeće informacije: -porijeklo materijala:strani,domaći -raspoložive vrste,stanje i dimenzije materijala -kvalitete materijala pojedinih proizvođača -cijena i troškovi nabave materijala -ostali uvjeti nabave… STANDARDIZIRANOST ILI NORMIRANOST(S) RECIKLIČNOST I UNIŠTIVOST(EKOLOGIČNOST) MATERIJALA (R) Ovu skupinu opisuje: -mogućnost prirodne razgradnje -tehnološka složenost prikupljanja,razdvajanja i recikliranja -troškovi uništenja i reciklaže -utjecaj na okoliš i zdravlje ljudi ESTETIČNOST(ES) Ovu skupinu opisuje: -boja,prozirnost,sjajnost -mogućnost jednostavnog i lijepog oblikovanja - mogućnost postizanja željenog stanja površine Izbor materijala predstavlja složen problem trošenja optimuma jer se traži kompromisno ispunjenje više zahtjeva. IM=funkcija(F,E,T,N,S,R,ES) Pri biranju materijala koristi se stoga često metode za višekriterijsko odlučivanje i optimiranje. Podloge i pomagala potrebna za izbor i promjenu materijala: A)KLASIČNE PODLOGE I POMAGALA:katalozi proizvođača materijala,priručnici,interni propisi i preporuke,različite domaće i strane norme. B)RAČUNALNE PODLOGE I POMAGALA a)INFORMACIJSKI SUSTAVI: -bibliografskog tipa(razni tekstovi iz znanstveno-stručnih časopisa,knjiga) -faktografskog tipa(numerički ili numeričko-tekstualni podaci i znanja materijalima)
o
b)IZBOR MATERIJALA POMOĆU RAČUNALA-CAMS -baze faktografskih podataka(podaci o svojstvima materijala) -baze znanja(skup relacije između svojstava,iskustva stručnjaka i povratne informacije o materijalu) -programska podrška c)EKSPERTNI SUSTAVI(integriraju baze podataka i baze znanja,kao i logiku odlučivanja eksperta)
4
