Temat: Stale.
1. Otrzymywanie stali.
Stal  stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami o zawartości węgla do 2%, przerobiony plastycznie
i obrobiony cieplnie. Otrzymywany z przeróbki w wielkim piecu z surówki białej.
1) Wytop stali metodą konwertorową  polega na doprowadzeniu sprężonego powietrza lub tlenu do
komory, w której
następuje wytopienie z
surówki węgla oraz
domieszek (krzemu,
manganu, siarki,
fosforu). Konwerter
jest zbudowany z
dwóch komór
wyłożony
ogniotrwałym
materiałem
ceramicznym o
charakterze kwaśnym
lub zasadowym.
Zbiornik może się
obracać dookoła swojej
osi.
a) proces Bessemera  (opracowany w 1856 r.) otrzymywanie stali w piecu konwertorowym
wyłożonym materiałem ogniotrwałym kwaśnym (krzemionkowym), uniemożliwiającym przeróbkę
surówki zawierającą fosfor. Wadą jest prowadzenie azotu z powietrza.
b) proces Tomasa  (opracowany w 1878 r.) otrzymywanie stali w piecu konwertorowym wyłożonym
materiałem ogniotrwałym zasadowym (dolomitowym), umożliwiającym przeróbkę surówki
zawierającą fosfor, ale fosfor powoduje kruchość stali. Wadą jest prowadzenie azotu z powietrza.
c) proces LD  (opracowany w 1949 r.) otrzymywanie stali w piecu konwertorowym wyłożonym
materiałem ogniotrwałym zasadowym. Do pieca wdmuchiwany jest bezpośrednio tlen, co nie
powoduje naazotowania stali. W tej metodzie uzyskujemy stal z surówki o dowolnym składzie
chemicznym.
2) Metoda martenowska 
(Siemensa-Martina)
otrzymywanie stali z
surówki ze złomem
żelaznym i topnikami w
piecu wannowym
opalanym gazem. Dzięki
odzyskiwania pewnej
ilości ciepła, w tym piecu
można uzyskać
o
temperaturę ok. 1750 C,
co umożliwia uzyskanie
stali w stanie ciekłym. Ta
metoda jest lepsza od
konwertorowej gdyż w
stali mamy mniej fosforu i
siarki. Metoda stosowana
jest w małym stopniu.
3) Metoda elektryczna 
służą do dalszego
oczyszczania stali po
metodzie martenowskiej. Mamy dwie metody elektryczne:
a) piec elektrodowy  zasilany prądem przemiennym
trójfazowym i posiadający trzy elektrody wprowadzane
do pieca od góry. Piec może być wyłożony warstwą
zasadową lub kwaśną. Topienie odbywa się poprzez
wytwarzanie łuku elektrycznego między elektrodami a
wsadem.
b) piec indukcyjny  wyłożony materiałami
ogniotrwałymi otoczonymi cewką indukcyjną, która
wytwarza zmienne pole magnetyczne a ono powoduje
postanie indukowanych prądów wirowych wewnątrz
metalu. Stal wytworzona w takim piecu jest mało
zanieczyszczona fosforem i siarką (mniej niż 0,03%),
jest nazywana stalą szlachetną. Ze względu na koszty
w takim piecu prowadzona jest tylko rafinacja stali.
2. Podział stali.
a) ze względu na skład chemiczny stal dzielimy na:
węglowe (niestopowe),
odporne na korozję,
stopowe,
b) ze względu na zastosowanie stal dzielimy na:
konstrukcyjne,
maszynowe,
o specjalnych własnościach,
c) ze względu na jakość  wg PN-EN10020:2003:
jakościowe  niestopowe/stopowe/odporne na korozję(Cre"10,5%,
Cd"1,2%) charakterystyczne ze względu na zawartość niklu,
specjalne  niestopowe/stopowe/ odporne na korozję(Cre"10,5%, Cd"1,2%) charakterystyczne ze
względu na własności,
d) ze względu na kształt:
blachy,
pręty,
rury,
kształtowniki,
e) ze względu na sposób otrzymywania:
martenowskie,
konwertorowe,
elektryczne,
3. Stale niestopowe  to stopy żelaza z węglem i innymi pierwiastkami w postaci zanieczyszczeń
o zawartości mniejszej od wartości granicznej.
Podział stali niestopowych jakościowych:
1) o wymaganych minimalnych własnościach wytrzymałościowych:
" konstrukcyjne i przeznaczone na zbiorniki,
" do zbrojenia betonu,
" szynowe,
2) o ograniczonych maksymalnych własnościach mechanicznych  używane na wyroby płaskie do
kształtowania na zimno,
3) o określonej zawartości węgla:
" automatowe,
" do ciągnienia drutu,
" do ulepszania cieplnego,
" narzędziowe,
4) o wymaganych własnościach magnetycznych lub elektrycznych,
5) o określonym zastosowaniu:
" do produkcji opakowań,
" do produkcji elektrod,
Podział stali niestopowych specjalnych  (mają większy stopień czystości):
a) o wymaganych minimalnych własnościach wytrzymałościowych:
o konstrukcyjne i przeznaczone na zbiorniki ciśnieniowe,
o do sprężania betonu,
b) o określonej zawartości węgla:
o do ciągnienia drutu,
o do nawęglania,
o do ulepszania cieplnego,
o narzędziowe,
o sprężynowe,
o o wymaganych własnościach magnetycznych lub elektrycznych,
c) do określonego zastosowania
Podział stali odpornych na korozję (zawierają powyżej 10,5% chromu i maksymalnie 1,2% węgla) wg
normy PN-EN 10020:2003
a) ze względu na zawartość niklu:
zawierające mniej niż 2,5% niklu,
zawierające 2,5% niklu oraz więcej,
b) ze względu własności stali:
żaroodporne,
żarowytrzymałe,
nierdzewne,
4. Stale stopowe.
1) Stale stopowe jakościowe
konstrukcyjne drobnoziarniste, spawalne,
przeznaczone do produkcji szyn i kształtowników na obudowy górnicze,
do produkcji wyrobów płaskich walcowanych na gorąco lub zimno,
elektrotechniczne (dodatki to krzem i aluminium)
z dodatkiem głównym jako miedz
,
2) Stale stopowe specjalne  podwyższone własności składu chemicznego
do budowy maszyn (niklowe, chromowe, manganowe, molibdenowe, krzemowe),
narzędziowe (do pracy na zimno, do pracy na gorąco, szybkotnące),
na łożyska toczne,
konstrukcyjne,
odporne na korozję atmosferyczną,
5. Oznaczanie stali.
1) Oznaczenie symbolowe wg PN-EN 10027-1
a) przeznaczenie oraz mechaniczne własności stali
b) wg składu chemicznego
A. stale niestopowe o zawartości mandanu (Mn) mniej niż 1%
C40  C 0,4%,
C35, C50
B. stale niestopowe o zawartości mandanu (Mn) równej 1% i inne pierwiastki stopowe powyżej 5%
LPPz-z gdzie:
L  średnia zawartość węgla x 100
P  symbole pierwiastków chemicznych składniki stali, uporządkowane malejąco,
z-z  średnia zawartość procentowa pierwiastków stopowych pomnożone przez współczynniki
x 4  Cr, Co Mn, Ni, Si, W
x 10  Al., Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr
x 100  Ce, N, P, S
x 1000  B
09G2Cu - C max. 0,12%, Mn 1,2%-1,8%
9MnCu6-10 - Cu poniżej 1%
13MnNi6-3, 13CrMo4-5, 27MnCrB5-2
C. stale stopowe zawierające co najmniej jeden pierwiastek stopowy w ilości równej 5% lub
większy
XLPPz-z gdzie:
X  symbol grupy stali
L  średnia zawartość węgla x 100
P  symbole pierwiastków chemicznych składniki stali, uporządkowane malejąco,
z-z  średnia zawartość procentowa pierwiastków stopowych pomnożone przez współczynniki
X7Ni9  C 0,07%, Ni 9%
X6CrMoNb17-1, X38CrMoNb16, X5CrNiCuNb16-4.
D. stale szybkotnące  oznaczenie HS i składniki stopowe (W-Mo-V-Co)
HS6-5-2-5
HS2-9-1-8
2) Oznaczenie cyfrowe
X. XXXX gdzie:
1  to stal 2-9 to inne materiały
.XX  nr grupy stali (stal niestopowa jakościowa, specjalna, stopowa konstrukcyjna, odporna na
korozję)
.XXXX  kolejny nr w grupie
1.3555 - stal szybkotnąca (dawniej SW18)