Politechnika Łódzka Bielsko - Biała dn. 1998-05-20 Filia Bielsko - Biała

Wydział budowy maszyn

Semestr II

Stale stopowe

Wykonał:

Kubyszek Bartosz

Klasy jakości stali stopowych

Ze względu na klasy jakości stale stopowe dzieli się na:

• Stale stopowe jakościowe.

• Stale stopowe specjalne.

Dla stali stopowych jakościowych stosuje się te same kryteria klasyfikacji jak dla stali niestopowych jakościowych, z uwzględnieniem dodatkowych wymagań dotyczących stężenia pierwiastków równych lub większych od wartości granicznych podanych w tablicy 1. Wyroby ze stali stopowych tej klasy nie są przeznaczone do ulepszania cieplnego ani utwardzania powierzchniowego.

Pierwiastek chemiczny	Stężenie graniczne masowe, %
Aluminium	0,10
Bor	0,0008
Bizmut	0,10
Chrom - 1)	0,30
Cyrkon - 2)	0,05
Kobalt	0,10
Krzem	0,50
Lantanowce ( każdy pierwiastek z tej grupy )	0,05
Mangan - 3)	1,65
Miedz- 1)	0,40
Molibden - 1)	0,08
Nikiel - 1)	0,30
Niob - 2)	0,06
Ołów	0,40
Selen	0,10
Tellur	0,10
Tytan - 2)	0,05
Wanad - 2)	0,10
Wolfram	0,10
Inne ( oprócz C, P, S, N )	0,05
jeżeli Cr, Cu, Mo, Ni występują w kombinacji, a ich stężenia są mniejsze od podanych w tablicy, wówczas stężenie graniczne stanowi 70% sumy stężeń wartości granicznych podanych dla tych pierwiastków. Zasadę zgodną do 1 ) stosuje się również do Zr, Nb, Ti , V. Jeżeli wymagania dotyczące manganu obejmują wyłącznie stężenie maksymalne, dopuszcza się wówczas wartość 1,80%

Przykładowe kryteria klasyfikacji stali

Kryterium podziału	Przykładowe grupy stali
Skład chemiczny	Niestopowe ( węglowe ), stopowe
Podstawowe zastosowanie	Konstrukcyjne, narzędziowe, o szczególnych właściwościach
Stopień czystości	Zwykłej jakości, wyższej jakości, najwyższej jakości
Sposób wytwarzania	Martenowska, elektryczna, konwertorowa i inne
Sposób odtlenienia	Uspokojona, półuspokojona, nieuspokojona
Rodzaj wyrobów	Blachy, pręty, druty, rury, odkuwki, itp.
Postać	Lana, kuta, walcowana na gorąco, walcowana na zimno, ciągniona.
Stan kwalifikacyjny	Surowy, zmiekszony, normalizowany i inne

Ze względów praktycznych najczęściej operuje się klasyfikacją stali opierającą się na składzie chemicznym lub zastosowaniu. Podziału gatunków stali dokonano zgodnie z PN-EN 100020:1996.

Klasyfikacja stali według składu chemicznego

Ze względu na sumaryczne stężenie pierwiastków, stale stopowe dzieli się na nastepujące grupy:

• Niskostopowe, w których stężenie jednego pierwiastka ( oprócz węgla ) nie przekracza 2%, a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 3,5%.

• Średniostopowe, w których stężenie jednego pierwiastka ( oprócz węgla ) przekracza 2% lecz nie przekracza 8%, lub suma pierwiastków łącznie nie przekracza 12%.

• Wysokostopowe, w których stężenie jednego pierwiastka łącznie nie przekracza 8% a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 55%.

W zależności od głównego pierwiastka lub kilku pierwiastków występujących w stanach stopowych, można wydzielić następujące ich podgrupy:

• Stale manganowe

• Stale krzemowe

• Stale manganowo-krzemowe

• Stale niklowe

• Stale chromowe

• Stale chromowo-molibdenowe

• Stale chromowo-manganowo-krzemowe

• Stale chromowo-niklowo-molibdenowe

• inne

Klasyfikacja stali według stopnia odtleniania.

Według stopnia odtleniania można wyróżnić następujące rodzaje stali:

• stal nieuspokojona, w której przy krzepnięciu we wlewnicy dochodzi do reakcji węgla z rozpuszczonym tlenem, a tworzący się w wyniku tego tlenek węgla uchodzi ze stali wywołując jej gotowanie się.

• Stal półuspokojona, w której stężenie rozpuszczonego tlenu obniżono tak, aby przy krzepnięciu we wlewnicy dochodziło jedynie do ograniczonej reakcji węgla z tym pierwiastkiem.

• Stal uspokojoną, w której przed odlaniem do wlewnicy nie dochodzi do reakcji tlenu z węglem, a stal po wlaniu do wlewnicy zachowuje się spokojnie; odmianą tej stali jest stal uspokojona nie starzejąca się, która jest odtleniana aluminium, oprócz odtleniania krzemem.

Podklasy stali stopowych jakościowych.

Wśród stali stopowych jakościowych wyróżnia się następujące podklasy:

• Stale konstrukcyjne drobnoziarniste spawalne przeznaczone na zbiorniki i rurociągi pracujące pod ciśnieniem, o granicy plastyczności > 380 MPa dla wyrobów o grubości do 16mm, stężeniu pierwiastków mniejszym od wartości granicznych podanych w tabeli poniżej, minimalnej pracy łamania KV 27 J na próbkach wzdłużnych ISO z karbem V w -50oC.

Pierwiastek chemiczny	Stężenie graniczne masowe, %
Chrom - 1)	0,50
Cyrkon - 2)	0,12
Lantanowce ( każdy pierwiastek z tej grupy )	0,06
Mangan	1,80
Miedz - 1)	0,50
Molibden - 1)	0,10
Nikiel - 1)	0,50
Niob - 2)	0,08
Tytan - 2)	0,12
Wanad - 2)	0,12
Inne	0,05

• Stale elektrotechniczne zawierające tylko krzem i aluminium jako pierwiastki stopowe, o ograniczonej stratności magnetycznej i określonej minimalnej indukcji magnetycznej albo polaryzacji lub przenikliwości magnetycznej.

• Stale stopowe na szyny, grodzice lekkie, łuki na obudowy górnicze, zawierające odpowiednie pierwiastki stopowe w celu podwyższenia własności użytkowych wyrobów.

• Stale stopowe na wyroby płaskie walcowane na zimno lub na gorąco zawierające pierwiastki rozdrabniające ziarno, w tym: Bor, niob, tytan, wanad i cyrkon, podobnie jak stale dwufazowe o strukturze ferrytyczno-martenzytycznej

• Stale stopowe z miedzią.

Stale stopowe specjalne.

Stalom stopowym specjalnym, przez dokładne regulowanie składu chemicznego i sterowanie procesem produkcyjnym, nadaje się najbardziej zróżnicowane własności technologiczne i użytkowe.

Stale stopowe specjalne różnią się od stali stopowych jakościowych, dzielą się przede wszystkim na podstawie składu chemicznego na następujące zasadnicze podklasy:

• Stale odporne na korozję - zawierające < 1,20% C , > 10,50% Cr, oraz odpowiednio < 2,50% lub > 2,50 % Ni

• Stale szybkotnące zawierające > 0,60% C i 3 - 6 % Cr, oraz co najmniej dwa spośród dodatków stopowych, takich jak molibden, wolfram lub wanad o łącznym stężeniu > 7%

• Stale stopowe specjalne innych grup w tym:

• Stale stopowe konstrukcyjne

• Stale stopowe maszynowe

• Stale żaroodporne

• Stale odporne na pełzanie

• Stale narzędziowe stopowe

• Stale na łożyska toczne

• Stale o szczególnych właściwościach fizycznych.

Przykłady klasyfikacji stali stopowych z podziałem na główne klasy jakościowe wraz z głównymi charakterystykami podano na tablicy znajdującej się na następnej stronie.

Zasady oznaczania stali obowiązujące w nowo wprowadzonych normach europejskich podane sa w PN-EN 10027-1:1994 oraz PN-EN 10027-2:1994

Materiał: Stal łożyskowa ŁH15 wg PN/H-84041

Stan: Wyżarzona

Skład Chemiczny: C - 1,05 %

Mn - 0,31 %

Si - 0,22 %

Cr - 1,47 %

S - 0,01 %

P - 0,02 %

Opis struktury : sferoid / cementyt kulkowy /


Trawiono odczynnikiem „ Nital ” - 4 ml kwasu azotowego HNO₃ , 96 ml alkoholu etylowego C₂H₅OH

Materiał: Stal 38HMJA wg PN/H - 84039

Stan: ulepszona cieplnie i azotowana

Skład chemiczny: C - 0,37 %

Mn - 0,42 %

Si - 0,25 %

P - 0,022 %

S - 0,018 %

Cr - 1,41 %

Ni - 0,20 %

Mo - 0,21 %

Al. - 0,99 %

Opis struktury: od powierzchni w kierunku rdzenia jasny nietrawiący się azotek Fe2N, jasny nietrawiony roztwór stały składający się głównie z Fe2N, jasny nietrawiący roztwór stały, będący prawie czystym azotkiem

Ciemna mieszanina elektoidalna zwana b r a u n a składająca się z kryształków roztworów stałych.

Trawiono odczynnikiem: „ Pikral ” o składzie: 4 g kwasu pikrynowego C₆H₂/NO₂/₃OH

100 ml alkoholu etylowego C₂H₅OH




---