ferryt - międzywęzłowy roztwór graniczny węgla w żelazie α. Powstaje podczas krystalizacji (odmiana wysokotemperaturowa) lub podczas przemiany w stanie stałym z austenitu. Max rozpuszczalność C w temp. otoczenia 0,008%, a w temp. eutektoidalnej 0,02%. Jest fazą plastyczną o małej wytrzymałości mechanicznej i twardości, do temp. 768 o.
austenit - międzywęzłowy roztwór graniczny w żelazie γ. Powstaje podczas krystalizacji lub w wyniku przemiany ferrytu. Max rozpuszczalność C w temp. eutektycznej wynosi około 2%, min w temp. eutektoidalnej 0,8%. Jest fazą paramagnetyczną, o dobrych właściwościach plastycznych. Występuje w zakresie temp. od przemiany perytektycznej do przemiany eutektoidalnej.
ledeburyt - mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu powstała z roztworu zawierającego 4,3% C. Poniżej temp. eutektoidalnej austenit występujący w ledeburycie przemienia się w perlit, tworząc ledeburyt przemieniony, który jest twardym i kruchym składnikiem.
perlit - mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu utworzona z austenitu o zawartości 0,8%C. Dobre właściwości wytrzymałościowe, niska plastyczność.
cementyt - węglik żelaza Fe3C, może tworzyć się w wyniku krystalizacji z cieczy (cementyt pierwotny), wydzielać się z austenitu wzdłuż linii ES (cementyt wtórny), i z ferrytu wzdłuż linii PQ (cementyt trzeciorzędowy). Wydzielanie się cementytu z roztworów stałych austenitu i ferrytu związane jest ze zmniejszeniem rozpuszczalności węgla w żelazie wraz z obniżaniem temp.
Stop - jest to tworzywo metaliczne otrzymywane poprzez stopienie 2 lub więcej metali lub metali z niemetalem. Składa się z metalu stanowiącego osnowę do którego wprowadzono pierwiastki stopowe.
Układ = Wyodrębniona z otocznia grupa będąca obiektem badań
Fazy miedzymet. - stanowią połączenie metali lub metali z niemetalami. Maja metaliczny lub złożony charakter wiązań międzyatomowych i związku z tym posiada metaliczne własności.
Faza- jest to jednorodna pod względem chemicznym i krystalicznym część układu oddzielona od innych faz powierzchnią podziału, po przekroczeniu której własności fizyczne zmieniają się skokowo
Likwidus - jest to krzywa łącząca punkty odpowiadające początku procesu krystalizacji
Solidus - jest to krzywa łącząca punkty odpowiadające końcom procesu krystalizacji
Eutektyka - jest to drobna ziarnista mieszanina kryształów różnych metali wydzielająca się z ciekłego roztworu o określonym składzie chemicznym w stałej temperaturze
Przemiana perytektyczna
zachodz w temp. 1495ºC, jest przemianą, podczas której, w czasie chłodzenia, dwie fazy (jedna z nich ciekła) przemieniają się w jedną fazę stałą. L + α → β
Przemiana eutektyczna
Przemianę Ciecz → α + β nazywamy przemianą eutektyczną. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.
Przemiana eutektoidalna
Zachodzi w temp. 727ºC, jest przemianą, w której biorą udział trzy fazy. Podczas chłodzenia faza stała przemienia się w dwie inne fazy stałe jednocześnie. γ → α + β
Stale niestopowe- to stopy żelaza z węglem i innymi pierwiastkami w postaci domieszek lub zanieczyszczeń o zawartości mniejszej od granicznej. Graniczne zawartości tych pierwiastków, tj.: Al, B, Bi, Co, Cu, latanowców, Cr, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Sc, Si, Te, Ti ,V, W i innych (oprócz: C, P, S, N).
Stale płytko hartujące się - wykorzystywane do produkcji narzędzi które posiadają średnicę lub grubość nie większą niż 20mm. Pozwala to na uzyskanie w takim narzędziu ciągliwego rdzenia. Tym samym stosunkowo cienkie narzędzie jest twarde i jednocześnie odporne na złamanie. W swoim oznaczeniu stale te zawierają literę E, N7E, N8E, N9E, N10E, N11E, N12E, N13E.
Stale głęboko hartujące się - wykorzystywane do produkcji narzędzi które posiadają średnicę lub grubość większą niż 20mm. Oznaczenie tych stali nie zawiera litery E. N5, N6, N7, N8, N9, N10, N11, N12, N13.
Hartowanie - rodzaj obróbki cieplnej stali, składający się z dwóch bezpośrednio po sobie następujących faz. Pierwsza faza to nagrzewanie materiału do temperatury powyżej przemiany austenitycznej (dla stali węglowej 727°C; zwykle 30°C do 50°C powyżej temperatury przemiany austenitycznej) i wygrzewanie, tak długo jak to potrzebne, by nastąpiła ona w całej objętości hartowanego obiektu. Drugą fazą jest szybkie schładzanie. Szybkość schładzania musi być taka, by z austenitu nie zdążył wydzielić się cementyt i jego struktura została zachowana do temperatury przemiany martenzytycznej, w której to austenit przemienia się w fazę zwaną martenzytem. Stal posiadająca strukturę martenzytyczną nazywana jest stalą martenzytyczną lub hartowaną. Hartowanie przeprowadza się, by podnieść twardość i wytrzymałość stali
Węgiel jest głównym składnikiem stopowym stali węglowych, silnie wpływającym na ich właściwości, nawet przy niewielkich zmianach zawartości. Wzrost zawartości węgla podwyższa wytrzymałość na rozciąganie Rm, granicę plastyczności Re oraz twardość stali, natomiast właściwości plastyczne, jak wydłużenie A, przewężenie Z oraz udarność KC ulegają obniżeniu. Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności wzrastają tylko do zawartości 0,8% węgla z uwagi na zbyt dużą przy większych zawartościach węgla ilość kruchego cementytu. Wpływ węgla na właściwości mechaniczne stali w stanie wolno chłodzonym przedstawiono na rys. 7.13. Wzrost zawartości węgla pogarsza również zgrzewalność, obrabialność oraz spawalność.
Chrom (Cr) powoduje zwiększenie odporności na ścieranie, zwiększenie drobnoziarnistości struktury, zwiększa hartowność stali. Chrom zwiększa również twardość i wytrzymałości stali.
Mangan (Mn) podobnie jak chrom zwiększa odporność na ścieranie, przeciwdziała kruchości stali na gorąco, bardziej niż chrom zwiększa twardość i wytrzymałość stali.
Wolfram (W) stale z dodatkiem wolframu dłużej wytrzymują pracę w podwyższonych temperaturach, zwiększa skłonność stali do drobnoziarnistości, podwyższa twardość.
Molibden (Mo) dodatek molibdenu do składu chemicznego stali powoduje przedłużenie odporności na zużycie podczas pracy w podwyższonych temperaturach.
Wanad (V) zwiększa twardość
Krzem pochodzi z procesów odtleniania stali. Jest on energicznym odtleniaczem hamującym tworzenie się pęcherzy w czasie krzepnięcia stali. Krzem występuje w stali w postaci roztworu stałego w ferrycie; podnosi wytrzymałość stali, a zwłaszcza granicę sprężystości, pogarszając jej zgrzewalność.
Siarka w stali należy również do domieszek szkodliwych. Z układu równowagi żelazo-siarka wynika, ze siarka praktycznie nie rozpuszcza się w żelazie i występuje w stali w postaci siarczków, głównie siarczków żelaza i manganu. Siarczek żelaza jest łatwo topliwy (temperatura topnienia 1193°C), a ponadto tworzy z żelazem łatwo topliwą eutektykę Fe-FeS o temperaturze topnienia 985°C. Eutektyka ta występuje przeważnie na granicach ziarn. Podczas przeróbki plastycznej na gorąco w temperaturach powyżej 985°C następuje nadtapianie tych otoczek siarczkowych, co prowadzi do powstania pęknięć i naderwań: zjawisko to nazywa się kruchością na gorąco i zachodzi już powyżej 800°C. Dodatek manganu do stali zmniejsza szkodliwe działanie siarki, gdyż wówczas w ciekłej stali powstają siarczki manganu w myśl reakcji.
Podział stali węglowych
stale konstrukcyjne: zwykłej jakości:ogólnego przeznaczenia, o określonym przeznaczeniu
wyższej jakości: o określonym przeznaczeniu, ogólnego przeznaczenia
c) najwyższej jakości o określonym przeznaczeniu;
stale narzędziowe:
a) płytko hartujące się,
b) głęboko hartujące się;
stale o szczególnych właściwościach:
a) magnetycznie miękkie,
b) łatwo obrabialne mechanicznie.
krzywa likwidus - ogranicza zakres występowania jednofazowego układu ciekłego;
powyżej tej krzywej istnieje tylko faza ciekła L.
krzywa solidus - Na wykresie równowagi fazowej roztworu lub stopu linia (dla układów dwuskładnikowych) lub powierzchnia (dla układów trójskładnikowych) przedstawiająca zbiór wartości temperatur początku topnienia fazy stałej — przy ogrzewaniu, lub końca krzepnięcia fazy ciekłej — przy ochładzaniu.
Stale automatowe
Służą do wyrobu na automatach drobnych części toczonych, tj. śruby, wkręty, nakrętki, kołki,
przetyczki itd. Główną cechą stali automatowych jest dobra skrawalność; wióry powinny być
łatwo usuwalne tzn. krótkie, łamliwe, a powierzchnia obrobiona gładka i błyszcząca. Uzyskuje
się to przez zwiększoną zawartość siarki i fosforu. Zawartość siarki wynosi do 0,35%, a fosforu do
0,15%. Siarka tworzy kruche siarczki (MnS), które rozsiane w materiale dają krótki łamliwy wiór;
zaletę tę okupuje się niejednorodnością struktury i obniżonymi cechami wytrzymałościowymi.
Stale automatowe nadają się więc na przedmioty mniej odpowiedzialne, masowego wyrobu, a
zwłaszcza takie, które nie przenoszą dużych obciążeń zmiennych lub uderzeń. Można je
nawęglać, a przy zwiększonej zawartości węgla również ulepszać