WBM - Mechanika
Semestr:3
SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM
MATERIAŁOZNASTWA
TEMAT: Stale stopowe
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie mikrostruktury stali stopowych.
Wiadomości podstawowe
Stalami stopowymi nazywamy stale w których (wg PN/H-01000) znajduje się więcej niż: 0,8% Mn; 0,4% Si; 0,3% Ni lub Cr; 0,2% W, Co lub Cu; 0,1% Al albo też 0,05% Mo, V lub Ti. Pierwiastki stopowe wpływają m.in. na tempo przemian austenitu przy obróbce cieplnej, oraz mają wpływ na własności fizyczne stali.
Stale stopowe dzielimy na:
stale narzędziowe: szybkotnące, do pracy na zimno i na gorąco;
stale specjalnego przeznaczenia: do pracy w wysokich temperaturach, odporne na korozję, żaroodporne, zaworowe, o szczególnych właściwościach fizycznych lub chemicznych;
stale konstrukcyjne: na konstrukcje stalowe (budowlane), sprężynowe, do nawęglania, do ulepszania cieplnego, do azotowania, łożyskowe.
Oznaczenia:
Stale stopowe konstrukcyjne oznacza się za pomocą symboli składających się z liczby określającej w przybliżeniu zawartość węgla w setnych częściach procenta i ciągu literowo-liczbowego określającego przynależność do grupy rodzajowej i główne pierwiastki stopowe. Przykładowo:
09G2Cu - stal niskostopowa o zawartości do 0,12% C z dodatkiem manganu w ilości ok. 2 % (G2) i miedzi (Cu);
20HG - stal do nawęglania o zawartości ok. 0,2% C, z dodatkiem chromu (H) i manganu (G);
60SGH - stal sprężynowa o zawartości ok. 0,6% C z dodatkiem krzemu (S), manganu (G) i chromu (H).
W stalach konstrukcyjnych inne składniki oznacza się literami N (nikiel), F (wanad), W (wolfram) i M (molibden) i T (tytan).
W stalach narzędziowych pierwsza litera oznacza rodzaj: N - do pracy na zimno, W - do pracy na gorąco, S - szybkotnąca. Następnie występują oznaczenia najważniejszych składników stopowych: S, M (tu: mangan), N, C (tu: chrom), W, V (wanad), L (tu: molibden), K (kobalt), P (nikiel i chrom), Z (chrom, wolfram i krzem). Cyfra po literach oznacza udział składnika w procentach lub kolejny numer stali tego typu.
Najważniejsze dodatki i pełnione przez nie funkcje:
mangan - zmniejsza kruchość w temperaturach 0..-60°C, zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, udarność; stale te charakteryzują się skłonnością do rozrostu ziarna;
siarka - zwiększa kruchość na gorąco (stale automatowe);
krzem - w stalach węglowych pozostałość po odtleniaczu, w stopowych podwyższa twardość i udarność;
chrom - zwiększa hartowność, stale te służą do nawęglania i ulepszania cieplnego, zwiększa odporność na czynniki chemiczne;
nikiel - stosowany dość powszechnie dla uzyskania różnych własności (w ilości od 0,2 nawet do 60%); podwyższa ciągliwość, wytrzymałość i hartowność oraz zwiększa drobnoziarnistość, rzadko stosowny jako jedyny dodatek (często wraz z Cr, Mo, Mn);
miedź - zwiększa wytrzymałość kosztem plastyczności; częsta trafia do stali ze złomem;
wolfram - tworzy węgliki, stosowany w stalach narzędziowych, zwiększa odporność na ścieranie.
Badanie mikroskopowe
W czasie ćwiczeń obserwowaliśmy przygotowane próbki stali łożyskowej ŁH15 i szybkotnącej SW18, zawierających odpowiednio ok. 1 i 0,8% węgla. Pierwsza z nich to stal chromowa o wysokiej czystości, i wyraźnej strukturze sferoidalnej a druga posiada 18% wolframu, co sprzyja tworzeniu węglików, zwiększa twardość i zapewnia ciemną barwę. Obydwie próbki obserwowaliśmy pod 625-cio krotnym powiększeniem.
Strona 1 z 2