17. czerwiec drugie kolokwium z materiałoznastwa

Stale niestopowe
stal jest to stop żelaza z węglem, do 2,11 % węgla, i innymi pierwiastkami chemicznymi, obrabianym plastycznie i cieplnie. Stale dzielimy ze względu na zawartość pozostałych pierwiastków chemiczych na stale niestopowe (pierwiastki nie przekraczających wartości granicznych podanych przez normę) i stale stopowe (pierwiastki dodatkowe w ilości przekraczającej wartości graniczne podane w normie).
Na własności mechaniczne stali neistopowej, wpływa bardzo wiele czynników.:
1. Zawartość procentowa węgla – wraz ze wzrostem zawartości procentowej węgla, rosnie udział, twardego cementytu, a tym samym rosną własności wytrzymałosciowe, a spadają własności plastyczne.
2. Stopień odtlenienia-
rozróżniamy trzy rodzaje stali
nieuspokojona- pozyskana bezpośrednio z rudy metalu lub rudy żelaza bez dodania odtleniaczy, stal ta burzy się, gotuje, po waniu do wlewnicy oraz po zastgnięciu w formie materiał taki, posiada liczne pęcherze gazowe mikrojamy skurczowe oraz niejednorodny rozkład pierwiastków hemicznych głównie węgla. Pomimo licznych wad metalurgicznych stal taką charaktyryzuje wysoka plastyczność, i ze względu na stuprocentwoy uzysk i niską cenejest najczęściej stosowanym rodzajem stali.
Drugi rodzja stal uspokojona- do tej stali dodawane są odtleniacze pierwiastki o silnym powinowactwie z tlenem krzem aluminium cyrkon tytan, w postaci żelazo stopu, umożliwiającym szybką dyfuzję tlenu ze stali. Stal taka nie gotuje się i nie burzy do wlaniu do formy zastyga spokojnie, a strukturę materiału charakteryzuje drobnoziarnistość i duża jednorodność. Materiał ten stosowany jest kiedy kryterium doboru są wysokie własności wytrzymałościowe. W tym również wytrzymałość zmęczeniowa.
Stal półuspokojona- dodaje się doń mniejsza ilość odtleniaczy, albo odtleniaczy mniej aktywne, i uzyskana struktura oraz własności materiału są pośrednie, pomiędzy stalą uspokojoną i nieuspokojoną.
3. Domieszk
-odtleniacze (krzem aluminium tytan cyrkon) będące konsekwencją procesu odtleniania stali
- zanieczyszczenia w postaci fosforu i siarki bardz trudne do usunięcia, najczęściej neiusuwane ze względów ekonomicznych,
- domieszki ukryte (tlen wodór i azot) występują one w postaci drobnych mikropęcherzy trudnych do zaobserwowania podczas przetapiania materiału.
- domieszki przypadkowe (wszystko np. Chrom, molibden, nikiel, bor, srebro)
Wszystkie domeiszki trafiające do stali powodują obniżenie własności mechanicznych wytrzymałościowych, plastycznych, technologicznych.
4. Wtrącenia niemetaliczne – większość wtrąceń niemetalicznych, powoduje obniżenie własności mechanicznych stali, jest to jednak ściśle zależne, od kształtu wtrąceń i sposobu ich rozmieszczenia.
Jeżeli wtrącenia posiadają nieregularny kształt i ostre krawędzie, stanowią miejsce koncentracji naprężeń i mogą być przyczyną pękania materiału. Jeżeli wtrącenia są rozmieszczone pasmowo, powodują anizotropie własności mechanicznych (ukierunkowanie) które również może przyczynić się do pękania materiałów. Odstępstwem od reguły jest fosfor i siraka które do stali dodawane są czasami celowo aby podwyższyć skrawalność materiału.