Cechy i właściwości metali

Cechy metali

Metaliczny

Metaliczny

połysk

połysk

Dobra przewodność

Dobra przewodność

cieplna

cieplna

Na ogół dobra plastyczność i

Na ogół dobra plastyczność i

obrabialność

obrabialność

Dobra przewodność

Dobra przewodność

elektryczna

elektryczna

Właściwości fizyczne metali



Temperatura topnienia;



Gęstość;



Ciepło właściwe;



Rozszerzalność cieplna;



Przewodność elektryczna;



Przewodność cieplna;



Właściwości magnetyczne;

Podział metali ze względu na

temperaturę topnienia

metale

łatwotopliwe

trudnotopliwe

bardzo trudnotopliwe

Podział metali ze względu na

gęstość

metale

lekkie

ciężkie

Własności mechaniczne

metali

Właściwości mechaniczne

1.

Wytrzymałość.

2.

Udarność.

3.

Twardość.

Rodzaje odkształceń

rozciągani
e

ściskanie

ścinanie

wyboczeni
e

zginanie

skręcanie

Młot Charpy’ego

o

S

h

H

G

KC

)

( 



Twardościomierz Brinella

Zasada pomiaru met. Brinella

Twardościomierz Rockwella

Zasada pomiaru met.

Vickersa

Właściwości technologiczne

Próby badania plastyczności

Próby badania plastyczności

Próby badania plastyczności

Budowa metali i stopów

metali

1.

Sieci krystaliczne metali

2.

Zmiany stanu skupienia

3.

Proces topnienia i krzepnięcia
czystego metalu

4.

Stopy metali

Sieć płasko-centryczna

Sieć płasko-centryczna

Sieć przestrzennie-

centryczna

Sieć heksagonalna

Wpływ ciśnienia i temperatury na zmiany stanu

Wpływ ciśnienia i temperatury na zmiany stanu

skupienia

skupienia

Powstawanie struktury

Powstawanie struktury

komórkowej

komórkowej

Proces krzepnięcia

Proces krzepnięcia

rozpoczyna się od

rozpoczyna się od

pojawienia się małych

pojawienia się małych

kryształków zwanych

kryształków zwanych

zarodkami krystalizacji.

zarodkami krystalizacji.

Zarodki te rozrastając się

Zarodki te rozrastając się

obejmują stopniowo coraz

obejmują stopniowo coraz

większą objętość substancji.

większą objętość substancji.

Równomierne

Równomierne

odprowadzanie ciepła

odprowadzanie ciepła

powoduje że zarodki

powoduje że zarodki

krystalizacji rozrastają

krystalizacji rozrastają

się równomiernie we

się równomiernie we

wszystkich kierunkach.

wszystkich kierunkach.

W takim przypadku

W takim przypadku

powstaje

powstaje

STRUKTURA

STRUKTURA

KOMÓRKOWA

KOMÓRKOWA

Narastanie kryształów

Narastanie kryształów

komórkowych

komórkowych

Powstawanie struktury

Powstawanie struktury

dendrytycznej

dendrytycznej

Nierównomierne

Nierównomierne

odprowadzanie ciepła

odprowadzanie ciepła

podczas procesu krzepnięcia

podczas procesu krzepnięcia

substancji powoduje że

substancji powoduje że

zarodki krystalizacji

zarodki krystalizacji

rozrastają się

rozrastają się

nierównomiernie i rosną w

nierównomiernie i rosną w

jednych kierunkach szybciej

jednych kierunkach szybciej

a w innych wolniej. W takim

a w innych wolniej. W takim

przypadku powstaje

przypadku powstaje

STRUKTURA

STRUKTURA

DENDRYTYCZNA

DENDRYTYCZNA

Narastanie kryształów

Narastanie kryształów

dendrytycznych

dendrytycznych

Stopień przechłodzenia

Stopień przechłodzenia

t

k

–temp.

krzepnięcia

t

p

- temp.

przechłodzenia

Różnica pomiędzy temperaturą

krzepnięcia i temperaturą

przechłodzenia nazywa się

STOPNIEM PRZECHŁODZENIA

STOPNIEM PRZECHŁODZENIA

p

k

t

t 

Budowa

stopów

Stopami nazywa się substancje
wieloskładnikowe wykazujące własności
metaliczne i powstałe z fazy ciekłej. W
stanie stałym stop przybiera postać
krystaliczną.

W stanie stałym mogą występować w
stopach dwa rodzaje faz jednorodnych:

•roztwory stałe;
•fazy międzymetaliczne.

Budowa

stopów

r ó ż n o w ę z ło w e

m ię d z y w ę z ło w e

n a d s tr u k t u ra

r o z tw o r y s ta łe

f a z y m ię d z y m e ta lic z n e

R o d z a je f a z je d n o r o d n y c h

Roztwory

stałe

różnowęzłow
e

międzywęzło
we

nadstruktura

Roztwory stałe powstają wówczas, gdy w skład sieci
strukturalnej wchodzą przynajmniej dwa rodzaje atomów.

Faza międzymetaliczna

Fazę międzymetaliczną cechuje
odrębność struktury sieciowej w
porównaniu

z

czystymi

składnikami i określone pozycje
atomów składników w węzłach
sieci.

Stal i jej rodzaje.

1.

Ogólna charakterystyka stali.

2.

Rodzaje stali.

3.

Oznaczanie gatunków stali.

Ogólna charakterystyka

stali.

Stal jest to stop żelaza z
węglem o zawartości węgla do
dwóch procent.

Rodzaje stali.

w ę g lo w e

s to p o w e

s ta l e

Rodzaje stali.

z w y k łe j j a k o ś c i

w y ż s z e j ja k o ś c i

n a jw y ż s z e j ja k o ś c i

k o n s tr u k c y j n e

p ły tk o h a r tu ją c e s ię

g łę b o k o h a r tu ją c e s ię

z g r z e w a ln e

n a r z ę d z io w e

s p e c ja ln e

s ta le w ę g lo w e

Rodzaje stali.

n a k o n s tr u k c je s ta l o w e

s p r ę ż y n o w e

d o u le p s z a n ia c ie p l n e g o

d o n a w ę g la n ia

d o a z o to w a n ia

k o n s tr u k c y jn e

d o p r a c y n a z im n o

d o p r a c y n a g o r ą c o

s z b k o tn ą c e

n a r z ę d z io w e

s p e c ja ln e

s ta l e s to p o w e

Oznaczanie gatunków stali

Stale węglowe

Stale węglowe

konstrukcyjne zwykłej

konstrukcyjne zwykłej

jakości

jakości

St 1

St 1

St 2

St 2

MSt 1

MSt 1

St 2 S

St 2 S

18

18

32

32

N 7

N 7

N 8

N 8

Stale węglowe

Stale węglowe

konstrukcyjne wyższej

konstrukcyjne wyższej

jakości

jakości

Stale węglowe

Stale węglowe

narzędziowe

narzędziowe

Oznaczanie gatunków

stali

Stale stopowe konstrukcyjne. Znak tych stali składa się z

Stale stopowe konstrukcyjne. Znak tych stali składa się z

liczby oznaczającej zawartość węgla w setnych częściach

liczby oznaczającej zawartość węgla w setnych częściach

procenta i kolejnych liter wraz z cyframi oznaczającymi

procenta i kolejnych liter wraz z cyframi oznaczającymi

dodatki stopowe.

dodatki stopowe.

G – mangan

G – mangan

S – krzem

S – krzem

H – chrom

H – chrom

N – nikiel

N – nikiel

M –

M –

molibden

molibden

F – wanad

F – wanad

I –

I –

aluminium

aluminium

T - tytan

T - tytan

Przykład:

30H2G2M

Stal stopowa konstrukcyjna o zawartości

Stal stopowa konstrukcyjna o zawartości

węgla

0,30

%,

której

głównymi

węgla

0,30

%,

której

głównymi

dodatkami stopowymi są chrom w ilości 2

dodatkami stopowymi są chrom w ilości 2

%, mangan 2 % i molibden o zawartości

%, mangan 2 % i molibden o zawartości

poniżej 1,5 %.

poniżej 1,5 %.

Oznaczanie gatunków

stali

Stale stopowe narzędziowe do pracy na zimno. Znak

Stale stopowe narzędziowe do pracy na zimno. Znak

tych stali składa się z litery N i kolejnych liter

tych stali składa się z litery N i kolejnych liter

oznaczających dodatki stopowe.

oznaczających dodatki stopowe.

M – mangan

M – mangan

S – krzem

S – krzem

C – chrom

C – chrom

W – wolfram

W – wolfram

V– wanad

V– wanad

L – molibden

L – molibden

P – grupa

P – grupa

pierwiastków

pierwiastków

chrom –

chrom –

nikiel -

nikiel -

wanad

wanad

Przykład:

NCWV

NCWV

Stal stopowa narzędziowa do pracy na

Stal stopowa narzędziowa do pracy na

zimno

której

głównymi

dodatkami

zimno

której

głównymi

dodatkami

stopowymi są chrom, wolfram i wanad.

stopowymi są chrom, wolfram i wanad.

Oznaczanie gatunków

stali

Stale stopowe narzędziowe do pracy na gorąco. Znak

Stale stopowe narzędziowe do pracy na gorąco. Znak

tych stali składa się z litery W i kolejnych liter

tych stali składa się z litery W i kolejnych liter

oznaczających dodatki stopowe.

oznaczających dodatki stopowe.

M – mangan

M – mangan

S – krzem

S – krzem

C – chrom

C – chrom

N – nikiel

N – nikiel

L – molibden

L – molibden

W – wolfram

W – wolfram

B - bor

B - bor

Przykład:

WCL

WCL

Stal stopowa narzędziowa do pracy na

Stal stopowa narzędziowa do pracy na

gorąco

której

głównymi

dodatkami

gorąco

której

głównymi

dodatkami

stopowymi są chrom i molibden

stopowymi są chrom i molibden

Oznaczanie gatunków

stali

Stale stopowe narzędziowe do szybkotnące. Znak tych

Stale stopowe narzędziowe do szybkotnące. Znak tych

stali składa się z litery S i litery oznaczającej głowny

stali składa się z litery S i litery oznaczającej głowny

dodatek stopowy.

dodatek stopowy.

M – mangan

M – mangan

S – krzem

S – krzem

C – chrom

C – chrom

N – nikiel

N – nikiel

L – molibden

L – molibden

W – wolfram

W – wolfram

B - bor

B - bor

Przykład:

SW18

SW18

Stal

stopowa

narzędziowa

do

Stal

stopowa

narzędziowa

do

szybkotnąca której głównym dodatkiem

szybkotnąca której głównym dodatkiem

stopowym jest wolfram w ilości ok. 18 %

stopowym jest wolfram w ilości ok. 18 %

Stopy miedzi.

1.

Ogólna charakterystyka miedzi.

2.

Stopy miedzi.

1. Ogólna charakterystyka

miedzi.

•Barwa czerwono-złota;

•Dobra przewodność cieplna i elektryczna;

METODY BADANIA BUDOWY

METALI

I

STOPÓW

W

łasności metali i stopów zależą

od ich budowy wewnętrznej.
Nauka, która zajmuje się opisem
budowy metali i stopów, nazywa
się metalografią. Badania mające
na celu określenie budowy
dzielimy na:

-makroskopowe

-mikroskopowe

-badania rentgenowskie
strukturalne

Badania makroskopowe polegają na
obserwacji przedmiotu gołym,
nieuzbrojonym okiem.

Badania te wykonuje się w celu
wykrycia:

Wad materiału(pęcherze
gazowe, pęknięcia itp.)

Niejednorodności budowy
spowodowanej obróbką
plastyczną.

Niejednorodności składu
chemicznego, zwanej
segregacją.

Albo określenia:

Rozłożenia zanieczyszczeń w
metalu.

Sposobu wykonania
przedmiotów

Prawidłowości wykonania
wykonania spoin i połączeń
zgrzewanych

Za pomocą tej próby można określić
rozmieszczenie siarczków w stali.Kwas
siarkowy, działając na siarczki żelaza i
siarczki manganu zawarte w stali,
powoduje reakcje

FeS+H

2

SO

4

= FeSO

4

+H

2

S

MnS+H

2

SO

4

= MnSO

4

+H

2

S

Rozkład siarczków w nicie
stalowym

Badania te wykonuje się w
celu określenia struktury
metali i stopów pod
powiększeniem 100-
900krotnym.

Za pomocą mikroskopu
optycznego można określić
strukturę metalu, wielkość
ziarn,zawartość
zanieczyszczeń oraz jakiej
obróbce metal był poddawany.

Wewnętrzne wady metali wykrywa się
metodami:

radiograficzną, magnetyczną,
ultradźwiękową.

Metoda radiograficzna –
prześwietlenie przedmiotu
promieniami X lub gamma.

Źródłem promieni X jest
lampa rentgenowska.

1-katoda,2-przesłona 3-anoda,4-strumień elektronów,5-
promieniowanie

Zasada badań
radiograficznych:

1- źródło promieniowania,2-badany
przedmiot

3-stopień zaczernienia kliszy

Wady
uwidocznione są
na kliszy w
postaci plam.Na
ich podstawie
można
wnioskować o
wielkości i
położeniu wady.

Metoda ultradźwiękowa

umożliwia

wykrycie wad występujących w metalach
w postaci pęcherzy, pęknięć itp. Polega
na obserwowaniu (na oscyloskopie)
zaburzeń fali ultradźwiękowej.

Paliwa, oleje i smary

Paliwa

le k k ie

( b e n z y n o w e )

c ię ż k ie

( o le je n a p ę d o w e )

g a z o w e

p a liw a

Właściwości paliw

d u ż a w a r to ś ć o p a ło w a

d o b r a lo tn o ś ć i p r ę ż n o ś ć p a r

n ie p o w in n y w y t w a r z a ć o s a d ó w

p o w in n y u m o ż liw ia ć b e z d e t o n a c y jn e s p a la n ie

n ie p o w in n y z a w ie r a ć z a n ie c z y s z c z e ń a n i w o d y

p o w in n y b y ć o d p o r n e n a z a m a rz a n ie i r o z w a r s tw ia n ie

n ie p o w in n y w y k a z y w a ć s k ło n n o ś ć i d o ro z k ła d u

w ła ś c iw o ś c i

p a liw

Właściwości paliw ciężkich

d u ż a w a r t o ś ć o p a ło w a

d o b r a z a p ło n n o ś ć

w ła ś c iw a le p k o ś ć

m a ła s k ło n n o ś ć d o k o k s o w a n ia i t w o r z e n ia p o p io łu

o d p o r n o ś ć n a n is k ie te m p e ra t u ry

w ła ś c iw o ś c i

p a liw c ię ż k ic h

Obróbka cieplna



Hartowanie



Odpuszczanie



Wyżarzanie

 

                                                                 

Hartowanie

1)

Ogólna charakterystyka hartowania

2)

Rodzaje hartowania

Zakres temperatur

wygrzewania podczas

hartowania

Rodzaje hartowania

P o w i e r z c h n i o w e

Z o g r z e w a n i e m

n a w s k r o ś

H a r to w a n i e

Rodzaje hartowania

Tytuł schematu

Hartowanie

powierzchniowe

Gazowe

Indukcyjne

Kąpielowe

Rodzaje hartowania z
ogrzewaniem na wskroś

Tytuł

schematu

Hartowanie

z ogrz. na wskroś

Zwykłe

Stopniowe

Z przemianą

izotermiczną

Wyżarzanie

Wyżarzanie

1)

Ogólna charakterystyka wyżarzania

2)

Rodzaje wyżarzania

Ogólna charakterystyka

Ogólna charakterystyka

wyżarzania

wyżarzania

Wyżarzanie jest

Wyżarzanie jest

zabiegiem cieplnym

zabiegiem cieplnym

polegającym na

polegającym na

nagrzaniu stopu do

nagrzaniu stopu do

odpowiedniej

odpowiedniej

temperatury wygrzaniu

temperatury wygrzaniu

w tej temperaturze a

w tej temperaturze a

następnie bardzo

następnie bardzo

wolnym chłodzeniu

wolnym chłodzeniu

( najczęściej wraz z

( najczęściej wraz z

piecem )

piecem )

Rodzaje wyżarzania

Rodzaje wyżarzania

Tytuł schematu

Wyżarzanie

ujednoradniające

normalizujące

zmiękczające

odprężające

Zakres temperatur

powró
t

Wyżarzanie ujednoradniające

Temperatura

wygrzewania

( 1000 – 1250 )

Czas wygrzewania

( 12 – 15 h )

Cel zabiegu

(usunięcie niejednorodności składu

chemicznego powstałej podczas

krzepnięcia stali)

Wyżarzanie normalizujące

Temperatura wygrzewania

( 50

0

C powyżej lini A

3

)

Cel zabiegu

otrzymanie równomiernej

drobnoziarnistej struktury

wykres

Wyżarzanie zmiękczające

Temperatura wygrzewania

( w przybliżenie temp. lini A

1

)

Cel zabiegu

stosuje się do stali w których

występują duże kryształy cementytu

Wyżarzanie odprężające

Temperatura wygrzewania

( 550 – 650

0

C )

Cel zabiegu

usunięcie lub zmniejszenie

naprężeń własnych

powstałych w materiale

wskutek zgrubnej obróbki

skrawaniem, odlewania,

spawania lub obróbki

plastycznej

Rodzaje odpuszczania

Rodzaje odpuszczania

n i s k i e

ś r e d n i e

w y s o k i e

O d p u s z c z a n i e

Zakres temperatur
odpuszczania

Zakres temperatur

powró
t

Odpuszczanie niskie

Temperatura

wygrzewania

( 150 - 250

C )

Cel zabiegu

usunięcie naprężeń własnych

bez spadku twardości

Odpuszczanie średnie

Temperatura wygrzewania

( 300 - 500 )

Cel zabiegu

(zachowanie wysokiej wytrzymałości i

sprężystości przy dostatecznie dużej

ciągliwości )

Odpuszczanie wysokie

Temperatura wygrzewania

( 500 - 650

0

C )

Cel zabiegu

uzyskanie dużej wytrzymałości i

sprężystości przy zachowaniu dużej

twardości i odporności na uderzenia

wykres

Obróbka

Obróbka

cieplno - chemiczna

cieplno - chemiczna

Obróbka cieplno -

Obróbka cieplno -

chemiczna

chemiczna

Nawęglanie

Nawęglanie

1)

1)

Ogólna charakterystyka

Ogólna charakterystyka

nawęglania

nawęglania

2)

2)

Rodzaje nawęglania

Rodzaje nawęglania

Ogólna

Ogólna

charakterystyka

charakterystyka

nawęglania

nawęglania

Nawęglanie polega na

wprowadzeniu węgla do

warstw powierzchniowych

stali.

Atomy węgla wprowadzone

dzięki zjawisku dyfuzji

zajmują w sieciach miejsce

między węzłami utworzonymi

z atomów żelaza

Ogólna

Ogólna

charakterystyka

charakterystyka

nawęglania

nawęglania

Proces nawęglania polega na

podgrzaniu stali do

odpowiedniej temperatury,

wygrzaniu w tej temperaturze

w ośrodku wydzielającym

węgiel

Rodzaje nawęglania

Rodzaje nawęglania

N a w ę g l a n i e
w p r o s z k a c h

N a w ę g l a n i e
w p a s t a c h

N a w ę g l a n i e
w c i e c z a c h

N a w ę g l a n i e
g a z o w e

N a w ę g l a n i e