semestr drugi pierwsze koło, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom


Utwardzanie wydzieleniowe polega na wydzieleniu w stanie stałym dyspersyjnych faz, które blokując ruch dyslokacji umacniają stop, tj. zwiększa się jego wytrzymałość i twardość, a maleje ciągliwość.

Przesycanie polega na nagrzaniu metalu do temperatury niższej, niż temperatura, w której mogłyby się pojawiać pierwsze krople ciekłego stopu (poniżej linii solidusu), ale na tyle wysokiej, aby stop o danym składzie był jednofazowy i wygrzaniu stopu w tej temperaturze w celu uzyskania jednorodnego roztworu stałego. Przy szybkim schłodzeniu otrzymuje się przesycony roztwór stały, w stanie metastabilnym. Otrzymana struktura jest na ogół nietrwała, gdyż składnik stopowy znajdujący się w roztworze w nadmiernej ilości wykazuje tendencję do wydzielenia się. Przesycanie w niewielkim stopniu podwyższa właściwości mechaniczne stopów i w zasadzie poprzedza starzenie.

Starzenie, kolejny etap obróbki cieplnej stopów metali uprzednio przesyconych, polega na wygrzaniu ich w temperaturze niższej od temperatury przesycenia w celu wydzielenia z roztworu stałego przesyconego fazy (lub faz) o odpowiednim stopniu dyspersji, zawierającej składnik stopowy, znajdujący się w roztworze w nadmiarze. Może skutkować niemal dwukrotnym zwiększeniem wytrzymałości, przy mniejszej, ale wciąż stosunkowo dużej, ciągliwości. Dobre starzenie wymaga czasu i zachowania odpowiedniej temperatury procesu. Starzenie w temperaturze podwyższonej nazywa się przyspieszonym albo sztucznym, w temperaturze otoczenia - naturalnym albo samorzutnym. W niektórych przypadkach starzenie zachodzi z udziałem faz pośrednich oraz stref Guiniera - Prestona, będących kompleksami, w których segregują się atomy rozpuszczone w sieci rozpuszczalnika.

Obróbka cieplna po nawęglaniu

. Dla pełnego wykorzystania walorównawęglania, tj. uzyskania max twardości powierzchni należy nawęgloneelementy poddać hartowaniu i niskiemu odpuszczaniu. Najprostszym inajtańszym rozwiązaniem jest bezpośrednie hartowanie po nawęglaniumożliwe jednakże tylko w przypadku pieców o działaniu ciągłym. W tym przypadku korzystne jest wstępne podchłodzenie do temp hartowania, coobniża naprężenia i ilość austenitu szczątkowego w warstwie nawęglonej.

Azotowanie

 

 polega na nasyceniu warstwy wierzchniej N, w wyniku czegouzyskuje się dużą twardość i odporność na zmęczenie. Tak dużą twardośćmożna jednakże osiągnąć tylko na specjalnych stalach do azotowaniazawierających Cr, Mo i Al. Ponieważ azotowanie przeprowadza się wniezbyt wysokiej temp, stal uprzednio poddaje się ulepszaniu. Stosuje sięatmosferę zdysocjowanego amoniaku, w której występują aktywne atomyazotu. W wyniku tego następuje ich dyfuzja oraz tworzenie się azotków pierwiastków stopowych i żelaza. Azotowanie jest obróbką kosztowną,gdyż długotrwałą, i dlatego jest stosowane w przypadku szczególnieodpowiedzialnych elementów

Obróbka cieplno-chemiczna jest zabiegiem cieplnym (lub połączeniem kilku zabiegów), mającym na celu uzyskanie w warstwie wierzchniej obrabianego materiału własności odmiennych od własności rdzenia. Osiąga się to przez zmianę składu chemicznego, a co za tym idzie struktury wspomnianej warstwy wierzchniej. Zmianę składu chemicznego w metalach i ich stopach umożliwia dyfuzja (wędrówka) atomów, zachodząca dzięki istnieniu różnicy ich stężeń, obecności przestrzeni międzyatomowych (międzywęzłowych) oraz błędów ułożenia atomów w materiałach polikrystalicznych (wakansów, dyslokacji, jak również granic ziaren).

Cel nawęglania: podwyższenie twardości i odporności na ścieranie powierzchni stalowego elementu przy zachowaniu dobrej ciągliwości (udarności) rdzenia elementu.

Struktura warstwy nawęglonej OPISOWO: W nawęglonym przedmiocie zawartość węgla zmniejsza się stopniowo od powierzchni w kierunku rdzenia, w związku z czym zmienia się również struktura. Najsilniej nawęglona strefa zewnętrzna (nadeutektoidalna) powinna się składać z perlitu, ewentualnie z niewielką ilością cementytu. (struktura perlitu z wyraźną siatką cementytu niedopuszczalna - bardzo krucha i łatwo pęka podczas hartowania. Strefa perlityczna (eutektoidalna) powinna łagodnie przechodzić w ferrytyczno-perlityczną strukturę rdzenia. W stalach stopowych w warstwie nawęglonej występują ponadto węgliki stopowe.

Chromowanie dyfuzyjne, rodzaj obróbki cieplno-chemicznej, polegającej na nasycaniu chromem warstwy powierzchniowej przedmiotów stalowych ze stali średnio- i wysokowęglowych, w celu poprawienia ich parametrów wytrzymałościowych, głównie twardości oraz odporności na korozję, ścieranie i wysoką temperaturę Grubość warstwy nasyconej do 0,3 mm.Chromowanie dyfuzyjne przeprowadzać można w środowisku stałym (mieszanina sproszkowanego żelazochromu, tlenku aluminium i salmiaku, wymagana temperatury 1000°C, czas do 20 godz.), ciekłym (roztwór roztopionych soli chlorku sodu i chlorku chromu(II) ze sproszkowanym żelazochromem) lub gazowym (pary chlorku chromu(II), wymagana temperatury 1000°C, czas ok. 4 godz.).Odmianami chromowania dyfuzyjnego są: chromokrzemowanie dyfuzyjne, czyli równoczesne nasycanie warstwy powierzchniowej chromem i krzemem w mieszaninie chlorków chromu(II) i krzemu, oraz chromoaluminiowanie dyfuzyjne, tj. nasycanie chromem i aluminium, proces prowadzony w mieszaninie chlorku chromu(III) i chlorku glinu (temp. ok. 980°c, czas 8 godz.). Te dwa procesy zwiększają znacznie żaroodporność poddanych im przedmiotów.

Powłoki galwaniczne są nakładane na przedmioty wykonane z metali lub stopów metali w kąpieli galwanicznej z udziałem lub bez udziału zewnetrznego źródła prądu. Stosuje się je powszechnie ze względu na dobrą odporność na korozję, walory dekoracyjne i odporność na ścieranie. Najbardziej znanym i powszechnie stosowanym procesem nakładania powłok ochronnych metodą elektrolityczną jest chromowanie galwaniczne, które odbywa się w wannach galwanicznych zasilanych prądem stałym z prostownika lub prądnicy prądu stałego. Do chromowania stosuje się kąpiele będące wodnym roztworem bezwodnika kwasu chromowego z dodatkiem kwasu siarkowego. Najważniejszymi warunkami procesu, od których zależy odpowiednia jakość powłok, są skład i temperatura kąpieli oraz gęstość prądu. Zazwyczaj do otrzymania powłok chromu przyjmuje się temperaturę kąpieli w granicach 45-55°C i katodową gęstość prądu 35-50 A/dm2. Powłoki otrzymane w tych warunkach są gładkie i błyszczące

Powłoki anodowe są wykonane z metali o bardziej ujemnym potencjale elektrochemicznym (mniej szlachetnych) niż metal chroniony. Pokrywanie metali powłokami anodowymi zapewnia chronionemu metalowi ochronę katodową, gdyż powłoka z metalu mniej szlachetnego działa w charakterze anody jako protektor. Jako przykład powłok anodowych można wymienić cynk i kadm. Najważniejszym, praktycznym zastosowaniem powłok anodowych jest pokrywanie stali powłoką cynkową (blachy ocynkowane). W przypadku pokrywania powierzchni stalowych cynkiem w razie pojawienia się rysy lub szczeliny tworzy się ogniwo w którym katodą jest żelazo zaś anodą cynk. W tej sytuacji do roztworu przechodzą jony cynku a nie jony żelaza. Tak więc w przypadku pokrywania metali powłokami anodowymi, powłoka pokrywająca nie musi być idealnie szczelna.

Powłoki katodowe są wykonane z metali bardziej szlachetnych niż metal chroniony. Przykładem powłok katodowych są np. powłoki z miedzi, niklu, chromu, cyny lub srebra. Powłoka katodowa jest skuteczna tylko wówczas, kiedy cała powierzchnia stalowa jest nią szczelnie pokryta. Po utworzeniu szczeliny powstaje mikroogniwo w którym żelazo jest anodą i ono ulega rozpuszczeniu, co przyspiesza korozję, a metal szlachetny staje się katodą ogniwa. W rezultacie uszkodzenia powłoki katodowej szybkość korozji w miejscu uszkodzenia jest większa niż w przypadku braku powłoki katodowej.

Kryteria i podział stali[edytuj]

Ze względów praktycznych klasyfikacji gatunków stali dokonuje się zgodnie z PN-EN 10020:1996 według składu chemicznego oraz wg ich zastosowania i własności mechanicznych lub fizycznych.

ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych):

stal węglowa (niestopowa)

niskowęglowa

średniowęglowa

wysokowęglowa

stal stopowa

niskostopowa

średniostopowa

wysokostopowa

ze względu na procentową zawartość węgla i strukturę wewnętrzną:

stal podeutektoidalna

stal eutektoidalna

stal nadeutektoidalna

ze względu na stopień czystości:

zwykłej jakości

wyższej jakości

najwyższej jakości

ze względu na zastosowanie:

stal konstrukcyjna

ogólnego przeznaczenia

niskostopowa

wyższej jakości

automatowa

łożyskowa

sprężynowa

do azotowania

do ulepszania cieplnego

stal narzędziowa:

węglowa

stopowa:

do pracy na zimno

do pracy na gorąco

szybkotnąca.

stal specjalna

nierdzewna

chirurgiczna

kwasoodporna

magnetyczna

odporna na zużycie

Stal Hadfielda

transformatorowa

zaworowa

żaroodporna

stal maraging

żarowytrzymała

Typowe pierwiastki stosowane jako dodatki stopowe to:

 Dodatek chromu do stali zwiększa jej odporność na działanie wysokich temperatur. Stale niskostopowe zawierające do 1% Cr  są twarde i wytrzymałe mechanicznie. Stale wysokochromowe  zawierające do 30% Cr są nierdzewne.

Spawalność, to cecha stali pozwalająca na wykonanie trwałych połączeń przez spawanie

Spawalnością stali nazywany jest zespół cech działający w określonych warunkach i decydujący o możliwościach jej zastosowania na konstrukcje spawane

im mniejsza zawartość węgla tym się lepiej spawa:

Stal narzędziowa stopowa do pracy na gorąco, używana jest do wyrobu narzędzi nagrzewających się w czasie pracy,
pracujących w podwyższonych temperaturach ( poniżej temperatury odpuszczania ) a także narzędzi stosowanych do
obróbki materiałów nagrzanych do temperatury plastyczności lub do stanu płynnego.
Stale te charakteryzują się dużą wytrzymałością i twardością w wyższych temperaturach pracy, stosunkowo małą
skłonnością do zmęczenia termicznego, dużą odpornością na ścieranie i niszczenie przez obrabiany materiał.
Przed używaniem narzędzi wykonanych ze stali stopowych do pracy na gorąco, należy je nagrzewać do temperatury
około 200-250
oC



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Spr. 4-Materiałoznawstwo, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM
206e, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
Ćw[1]. 04 - Stale narzędziowe, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdani
NOM ( I kolokwium II semestr) opracowane przez Piaska, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom
104, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
204pl, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, wszystkie laboratoria z 1 prac
104e, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
100, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka -
5 elazo w giel, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM, sprawoz
Lab fiz 302, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, wszystkie laboratoria z
108-2, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka
teoria do 109, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, wszystkie laboratoria
spr 2, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza
309 l, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka
306table, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizy
305 l, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, Fizyka, laborki fiza, Laborki, laborki fiza, Fizyka

więcej podobnych podstron