Podział materiałów o znaczeniu technicznym: Materiały ceramiczne: - decydowanie o właściwościach cieplnych i chemicznych
- materiał naturalne  wymagają tylko nadania kształtu do Ceramika naturalna: Skały i minerały kompozytu
zastosowania Ceramika przetworzona: ceramiki klasyczne oparte na - utrzymanie wzmocnienia w określonym składzie
- materiały inżynierskie nie występujące w naturze lecz surowych naturalnych, ceramiki konstrukcyjne o - wypełnienie objętości i nadawanie wymaganego kształtu
wymagają zastosowania procesów wytwórczych do ich szczególnych właściwościach, spoiwa budowlane, szkła, wyrobom
zastosowania tj. metale i ich stopy, polimery, materiały ceramiki węglowe Materiały kompozytowa dzielą się na:
ceramiczne i materiały złożone wytwarzane sztucznie Składniki materiałów ceramicznych to tlenki: aluminium, - osnowę metalową
(kompozyty) krzemu, magnezu, węglik krzemu, azotek krzemu - polimerową
Podział materiałów stosowanych w technice: Cechy charakterystyczne materiałów ceramicznych: - ceramiczną
I. - (wysoka): temperatura topnienia, twardość, trwałość Własności mechaniczne materiałów:
- w stanie stałym: metale i ich stopy, materiały chemiczna, wytrzymałość na ściskanie, odporność - moduł sprężystości
niemetaliczne, materiały kompozytowe złożone z metali i ogniowej, trwałość termiczna, odporność na erozję w - granica plastyczności
niemetali, półprzewodniki wysokich temperaturach, kruchliwość, mrozoodporność, - wytrzymałość na rozciąganie
- w stanie ciekłym odporność na korozję, budowa krystaliczna - odporność na pękanie
- w stanie gazowym - (niska):masa właściwa, wytrzymałość na rozciąganie, - twardość
- w stanie plazmy wytrzymałość na zginanie, wytrzymałość udarnościowa, - ciągliwość
II. przewodność cieplna, przewodność elektryczna, Zachowanie się pod wpływem obciążeń:
- konstrukcyjne  stosowane do budowy urządzeń rozszerzalność cieplna, nasiąkliwość - dynamicznych
zwielokrotniających siłę ludzkich mięśni Polimery: tworzywa sztuczne lub plastiki to materiały - wytrzymałością zmęczeniową
- funkcjonalne  stosowane do budowy urządzeń organiczne złożone ze związków węgla. Makrocząsteczki i - wysokich temperatur
zwielokrotniających działanie ludzkiego umysłu powstają w wyniku połączenia wiązaniami
Metale i stopy charakteryzują się dużą: kowalencyjnymi w łańcuchy wielu grup atomów zwanych
- sztywnością monomerami jednego lub kilku składników. W zależności od pochodzenia żelaza wyróżnia się:
- ciągliwością Materiały kompozytowe: materiały kompozytowe to - huty o pełnym cyklu produkcyjnym (huty zintegrowane)
- odporność na obciążenia dynamiczne połączenie dwóch lub więcej odrębnych i gdzie żelazo pochodzi głównie z rudy
- dobrym przewodnictwem elektrycznym i cieplnym nierozpuszczających się w sobie faz, z których każda - żelazo w rudzi występuje w postaci tlenków (redukcja
- połyskiem metalicznym odpowiada innemu podstawowemu materiałowi tlenków do metalicznego żelaza)
-- małą odporność chemiczna i łatwość korozji inżynierskiemu zapewniającymi lepszy zespół własności i - redukcja tlenków do metalicznego żelaza realizowana jest
Materiały ceramiczne: cech strukturalnych od właściwych dla każdego z przy użyciu węgla w piecu szybowym
- ceramika inżynierska materiałów składowych oddzielnie. Surówka  produkt wielkiego pieca, zawiera więcej węgla
- cermetale Kompozyty zbudowane są z następujących składników: niż stali
- ceramika porowata - osnowa lub lepiszcze (jest to faza, w której rozłożone są - utlenianie węgla znajdującego się w surówce 
- szkło składniki wzmacniające) konwektor  tlen łączy się z węglem i P, Si, Mn, Fe
- ceramika szklana - wzmocnienia (wprowadzenie pod różną postacią jako Wsad do wielkiego pieca:
Produkcja ceramiki: wysokowytrzymały materiał zbrojeniowy) - ruda żelaza w postaci spieku, grudek lub brykietu
- surowce naturalne: gliny, skalanie, kwarc, kaolin Osnowa  to materiał plastyczny lub twardy spełniający - topniki
- surowce otrzymywane syntetyczne: krzemiany, krzemiki, zadania: - koks
węgliki, siarczki, borki - przenoszenie zewnętrznych naprężeń
Skład rud żelaza: Wykres fazowy żelazo  węgiel
Składnikstopów żelaza,
- tlenki żelaza % C i temperatura dla punktów wykresy fazowego mieszanina ferrytu i cementytu powstająca austenitu
w wyniku przemiany eutektoidalnej w temperaturze
- skała płonna(składnik niepożądany) Fe3C
A B C D E G H J N P S Q
727 °C; zawierajÄ…ca 0,77% wÄ™gla. Poprzez przemianÄ™
Najważniejsze rudy żelaza:
0,5 6,6 2,1 0,0 0,1 0,02 0,7 10^
0 4,3 0 0 eutektoidalną będziemy rozumieć odwracalną
- magnetyt 50  70% Fe
3 7 4 9 6 2 6 8
przemianÄ™ austenitu w perlit (ferryt i cementyt)
153 149 114 125 114 91 149 149 149 72
- hematyt 40  60% Fe
727 20
8 3 7 2 7 2 3 3 4 7
zachodzącą w stałej temperaturze.
- limonit (żelaz
niak brunatny) 30  45 % Fe
Dwuskładnikowe wykresy fazowe pozwalają określić
Topniki: materiały, których zadaniem jest utworzeniem z
tworzÄ…ce siÄ™ w stopach mikrostruktury oraz zachodzÄ…ce
Przyczyny stosowania stopów żelaza:
tymi składnikami łatwo topliwych żużli
zmiany mikrostruktur pod wpływem zmian temperatury
- skorupa ziemska ma 4,2% żelaza głównie w postaci
- Ilość dodawanych topników: 25% i więcej masy rudy
oraz składu. Wykresy fazowe dotyczą warunków
tlenków, z których łatwo można uzyskać Fe
- Żużel: powstaje w procesie wytwarzania surówki i stali.
równowagi fazowej.
- temperatura topnienia żelaza 1538C umożliwia jego
Skład: skała płonna, topnik i popiół z koksu oraz węgla
Linia likwidusu  ABCD
otrzymywanie w stanie ciekłym
Zadanie żużla:
Linia solidusu  AHJECF
- dyfuzja przy temperaturze otoczenia nie jest możliwa
- powoduje, że wysokotopliwe tlenki zanieczyszczeń stają
Austenit  jest to międzywęzłowy roztwór stały węgla w
- w żelazie występują dwie przemiany fazowe w stanie
się ciekłe i oddzielają się od ciekłego metalu
żelazie Fe-ł. Rozpuszczalność węgla w Fe-ł jest znacznie
stałym (co umożliwia tworzenie szerokiego zakresu
- jest materiałem, z którym zanieczyszczenia łączą się
większa niż w Fe-ą: zmienia się z temperaturą wzdłuż linii
temperatur) daje to duży zakres zmienności własności
chętniej niż z ciekłym metalem
SE. Przy temperaturze eutektoidalnej wynosi 0,77%. Przy
mechanicznej
Sieć regularno-centrowana: większość znanych metali,
temperaturze eutektycznej 2.11%.
- ponad 90% materiałów metalicznych stosowanych przez
glin, nikiel, miedz
, srebro, złoto  dobra plastyczność
ledeburyt - mieszanina austenitu z cementytem
człowieka stanowią stopy żelaza
Sieć przestrzennie centrowana: molibden i wolfram
powstająca z cieczy o składzie eutektycznym (4,3%C)
Podział stopów żelaza: stale do 2,11% C, żeliwa od 2,11 
Sieć tetragonalna: cyna biała: niska temperatura
przy temperaturze 1148 °C. BezpoÅ›rednio po
3,8% C
krzepnięcia i mała wytrzymałość
utworzeniu zawiera 48% cementytu i 52% austenitu o
Stal to stop żelaza z węglem przerobiony plastycznie i
Koks  paliwo i czynnik redukujący umożliwiający
składzie 2,11%C. W trakcie chłodzenia w zakresie
technicznie.
redukcję rud żelaza do metalicznego żelaza
temperatur 1148÷727 °C z austenitu
Podział pierwiastków występujących w stalach:
Skład chemiczny surówki: C  4,5  4,7; Si  0,3  0,8; S 
ledeburytycznego wydziela siÄ™ cementyt. Powoduje to
- konieczne ze względów metalurgicznych jak: mangan,
0,02  0,06; P  0,06  0,08; Mn  0,3  0,8
obniżenie zawartości austenitu w mieszaninie i
krzem, aluminium
Zanieczyszczenia surówki ciekłej: węgiel i siarka z
zubożenie go w węgiel.
- zanieczyszczenia: siarka, fosfor, tlen, azot, wodór
koksu, mangan, krzem i fosfor z rudy ledeburyt przemieniony - austenit ledeburytyczny o
- wprowadzone celowo dla nadania właściwości: mangan,
składzie 0,77%C ulega przemianie euktektoidalnej. Z
Konwektor tlenowy  konieczność zmniejszenia ilości
krzem, nikiel, cheom, molibden, wolfram, wandat, miedz

tego powodu ledeburyt przemieniony jest to
węgla i zanieczyszczeń
mieszanina perlitu i cementytu. Podczas chłodzenia
Kolejność operacji podczas wytopienia stali w
ledeburyt jest stabilny do temperatury 727 °C, poniżej
konwektorze: ładowanie złomu, wlewanie surówki,
której rozpada się austenit. Ledeburyt przechodzi
proces, pobieranie próbki, spust, spust żużla
wtedy w ledeburyt przemieniony. Pierwotnie
występujący w niej cementyt, zachowuje swą postać,
a austenit przemienia siÄ™ na mieszaninÄ™ ferrytu i
cementytu.
perlit  płytkowe skupienia ferrytu i cementytu
powstałe przez rozpad eutektoidalnych austenitu.
W zależności od stopnia odtlenienia wyróżnia się stal: Składniki stopowe mogą spowodować: przesunięcie na -wprowadzenie większej ilości krzemu do stali powoduje
- stal nieuspokojona: (jest odtleniona tylko w takim wykresie żelazo-cementyt położenie punktu eutektycznego znaczne zmniejszenie plastyczności stali i odporności na
stopniu, aby reakcja wydzielania CO rozpoczęła się i eutektoidalnego w kierunku zmniejszonej zawartości uderzenie
dopiero z chwilą wlania stali do wlewnicy)  występuje węgla. -dodawany w większych ilościach np. 0,5-4,5% w celu
silna segregacja siarki, fosforu i węgla (skurcz pęcherze) Podział stali: zwiększenie oporu elektrycznego oraz poprawia
- stal półuspokojona (jest też odtleniona niezupełnie)  - skład chemiczny: niestopowa (węglowa) i stopowa; żaroodporność stali
odtlenienie odbywa się przy użyciu Mn i z niewielką - jakość: uwzględniając zawartość S i P Mangan dodawany w małych ilościach (do 0,8%) w celu
ilością Si oraz Al. - podstawowe zastosowanie: konstrukcyjna, maszynowa, odtlenienia stali (odsiarczenia) oraz dla związania siarki w
- stal uspokojona (jest odtleniona w takim stopniu aby narzędziowa, o szczególnych właściwościach MnS (zapobiega w ten sposób kruchość stali na gorąco)
podczas krzepnięcia nie zachodziło wydzielanie gazów)  - sposób wytwarzania: konwertorowa, elektryczna -dodawany do stali w postaci żelazomanganu w ilościach
odtlenianie przeprowadza się przy użyciu Mn, Si oraz Al. - strukturalna: ferrytyczna, austenityczna, ferrytyczno- (1,0  1,5%) Mn dla umocnienia stali poprzez roztwór
Zanieczyszczenia stali: siarka, fosfor, tlen, azot, wodór austenityczna, martenzytowi (zmniejszenia wielkości ziarna ferrytu w blachach
Siarka: dostaje się do stali z koksu i rudy, górna granica Dla celów obróbki cieplnej znaczenie ma: walcowych) na gorąco.
zawartości siarki w stali 0,05%, siarka może być dodawana - wpływ dodatków stopowych na położenie punktów - zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, twardość i
celowo w ilości do 0,35% do stali przeznaczonych do przemian alotropowej udarność.
obróbki skrawaniem na automatach. - eutektoidalnej przemiany Nikiel: w małych ilościach (0,5  1%) powoduje
Tlen: występuje w stali w postaci wtrąceń tlenkowych. - na położenie przemian przechłodzonego austenitu umocnienie stali poprzez roztwór oraz zwiększa
(rozpuszczalność w stali w stanie stałym jest bardzo mała) - na zmniejszenie szybkości krytycznej hartowania hartowność
 jest zanieczyszczeniem szkodliwym (obniżają Wprowadzenie do stali większej ilości niektórych -dodawany w ilościach 3-9% w celu obniżenia temperatury
ciągliwości i udarności stali) składników stopowych umożliwia uzyskanie w przejścia stali w stan kruchy
Azot  dostaje się do stali z otoczenia  powietrza (w temperaturze otoczenia struktury austenitycznej - większe ilości > 8% są dodawane dla stabilności
postaci wydzieleń lub może być rozpuszczony w żelazie)  (odporność stali na korozję) austenitu w stalach nierdzewnych i żaroodpornych
niepożądany, powoduje starzenie po zgniocie, obniża Węgiel: nie jest pierwiastkiem stopowym ale jego Chrom: w ilościach 0,2  2,5% ma na celu zwiększenie
ciągliwość i udarność obecność jest istotna ze wzrostem zawartości węgla hartowności
Wodór  bardzo szkodliwym zanieczyszczeniem stali wzrasta wytrzymałość i twardość, natomiast spada - duże ilości > 11,5% zapewniają stali odporność na
(dostaje się z pary wodnej znajdującej się w atmosferze plastyczność i spawalność korozję oraz utlenianie
pieca)  powoduje tworzenie się mikropęknięć i kruchość - wytrzymałość: twardość martenzytu w stalach zależy - chrom jest podstawowym pierwiastkiem stali
stali. głównie od zawartości węgla nierdzewnych i żaroodpornych
Podział stopów: - węgiel zwiększa hartowność stali Molibden: w ilościach do 2,5% ma na celu zwiększenie
Stop żelaza, stop metali nieżelaznych Krzem: w ilościach do 0,4% jest stosowany jako hartowności oraz wywołanie twardości wtórnej
Stal jest produkowana w postaci: lana, kuta, walcowana, odtleniacz, natomiast dodawany w ilościach 0,5  1% dla
prasowana, ciągniona umocnienia ferrytu (pozostaje w stali wskutek Wolfram: dodawany głównie w celu utworzenia węglików
Można uzyskać w stanie: ujednorodnionym, niezupełnego świeżenia surówki) M6C, zapewniając stali dobrą odporność na ścieranie
normalizowanym, hartowanym, ulepszonym cieplnie - wpływa na własności mechaniczne stali: Wandad: dodawany w ilościach do 0,2% w celu
Składniki pogarszające kowalność i spawalność stali Zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, twardość, zwiększenia hartowności oraz umocnienia
występujące w postaci roztworów stałych: krzem, miedz
, sprężystość wydzieleniowego stali (większe ilości zwiększają
krzem, kobalt, wolfram, molibden. odporność stali na ścieranie)
Miedz
: (0,2-0,5%) poprawia odporność stali na korozję niż stale węglowe. W Polsce najczęściej stosowane to: obciążonych, stal chromowo  wanadowa: 0,5% węgla
atmosferyczną chromowe, ch-mang., ch-mang-molibd, ch-ni. Obróbka: po pona 1% chromu i 0,15% wanadu  bardzo obciążone.
Stal  to plastycznie i cieplnie obrabiany stop żelaza z nawęglaniu temp. 900-920 st. C normalizowanie rdzenia, Stal na łożyska toczne  1% węgla i chrmu ok. 0,5 
węglem i innymi pierwiastkami wprowadzonymi w celu hartowanie warstwy nawęglowanej i odprężenie 1,65%. Wytrzymałość i odporność na ścieranie.
uzyskania żadanych właściwości. Stal otrzymywanaa jest (odpuszczenie niskie). Stosuje się podwójne hartowanie i
w procesach stalowniczych najczęściej konwertorowych odprężanie.
lub elektrycznych ze stanu ciekłego. Stal jest jak zawieraja Stale konstrukcyjne stopowe do azotowania  zawiera
masowo najwięcej żelaza, więgla mniej niż 2% i inne węgiel w ilości 0,25  0,45% oraz składniki stopowe, które
pierwiastki. Jak jest mniej więgla niż 0,05% to żelazo wiąża się z azotem tworząc bardzo twarde azotki. (gałki
techniczne. układu kierowniczego samochodu) Składniki
Podział stali wg polskiej normy: azototwórcze: ch, molibd,aluminium, wanad, tytan.
- stal węgla konstrukcyjna: zwykłej jakości, wyższej Azotowanie jest poprzedzone hartowanie i wysokim
jakości; stal konstrukcyjna: stopowa do nawęglania, do odpuszczaniem stali w celu podwyższenia własności
azotowania, stopowa do ulepszania cieplnego; stale: wytrzymałościowych rdzenia. Azotowanie nadaje duś
sprężynowe resorowe, na łożyska toczne, automatowe twardość tylko warstwy zewnętrznej.
Stale węglowe konstrukcyjne zwykłej jakości  normy: Stale stopowe konstrukcyjne do ulepszania cieplnego 
własności wytrzymałościowe i skład chemiczny. Symbol 0,2 -0,5% węgla i w niewielkim stopniu mang, krzem,
St i numer, który określa nr kolejnej stali. chrom i nikiel. Obróbka cieplna tych stali polega na
Stale węglowe konstrukcyjne wyższej jakości  normy: hartowaniu i odpuszczaniu w temp. 600 st. C co poprawia
skład chemiczny i własności mechaniczne. Znak: licza własności mechaniczne i zachowanie dobrej odporności na
dwucyfrowa określająca zawartość węgla w setnych uderzenie. Stale: manganowe, krzem  mang, chrom 
procentach, odmiana stali na końcu: G  mangan, X  molibden, chrom  molibden  wanad, chrom  nikiel,
nieuspokojona, Y  półuspokojona, U  z wymaganym chrom  mangan  krzem. Zmniejszona udarność czyli
badaniem udarności. Mniej w nich siarki i fosforu niż w kruchość w niższej temperaturze jest spowodowane
zwykłej stali. Elementy wykonane z tej stali podlegają przemianą austenitu szczątkowego w martenzyt.
obróbce cieplnej. Kruchość podczas procesu odpuszczania 
<2% poddaje się nawęglaniu, hartowanie i odpuszczanie spowodowana wydzielaniem się na granicy ziaren różnych
>2% ulepszanie cieplne, hartowanie i odpuszczanie faz i związków chemicznych, które ułatwiają pękanie stali
Stale konstrukcyjne stopowe  fosfor i siarka <0,035% przy uderzeniu. Stale stopowe odznaczajÄ… siÄ™ lepszymi
Liczba dwucyfrowa  oznacza zawartość węgla w stali w własnościami mechanicznymi oraz mniejszą szybkością
setnych częściach procenta i symbol literowy  składniki krytyczną hartowności, co powoduje wzrost ich
stopowe. H  chrom, F  wanad, G  mangan, M  hartowności w porównaniu ze stalami węglowymi.
molibden, W  wolfram, J  aluminium, N  nikiel, S  Stale sprężynowe (resorowe)  dobra sprężystość i
krzem, T  tytan wytrzymałość na zmęczenie i obciążenia stałe i własności
Stale konstrukcyjne stopowe do nawęglania  max. Węgla plastyczne. Hartowanie i odpuszczanie w temp. 350  500.
0,23%. Skłądniki stopowe  mangan, molibden, wolfram, Gatunki: węglowa: na resory pojazdów mało obciążonych,
wanad. Rozrostowi ziarna zapobiega chrom  wszystkie stal krzemowa, stal chromowo  krzemowa 0,5% węgla,
stale do nawęglania, Lepsze własności wytrzymałościowe chrm krzemu po ok. 1% do sprężyn i resorów wysoko