WYŻARZANIE (celem jest uzys. struk. zbliżonej do stanu rów. termodynamicznej. Nagrzanie mat. do oreślonej temp., wygrzaniu i chłodz. z odp. szybkościa). : ujednoradniające - nagrzanie do temp. 100-200^0 poniżej solidus, długotrwałe wytrzymanie i wolne chłodzenie w celu wyrównania składu chemicznego. Normalizujące - nagrzanie do temp. rzędu 30-50^0 powyżej Ac3 Accm, krótkie wytrzymanie i chłodzenie najczęściej na powietrzu lub wolniej w celu rozdrobnienia i ujednolicenia wielkości ziarna. Zupełne - nagrzanie do temp. rzędu 30-50^0 powyżej Ac3 Accm, nieco dłuższym wytrzymaniu i wolnym chłodzeniu w celu obniżenia twardości., polepszenia obrabial-ności, zwiększenia ciągliwości, rozdrobnienia i ujednolicenia wielkości ziarna. Niezupełne - nagrzanie do temp. zakresu temp. stali podeutektoidalnej Ac1-Ac3, stali nadeutektoidalnej Ac1-Accm, wytrzymaniu w tej temp. i wolnym chłodzeniu w celu poprawienia obrabialności, usunięcia naprężeń. Sferoidyzujące - nagrzanie do temp. ok. Ac1, długotrwałe wytrzymanie w celu uzyskania struktury cementytu kulkowego na tle ferrytu, obniżenie twardości. Prowadzi się je izotermicznie lub wahadłowo. Zmiękczające - polega na izotermicznym lub wahadłowym wyżarzaniu w temp. Ac1, w celu obniżenia twardości, zwiększenia plastyczności i polepszenia obrabialności. Izotermiczne - nagrzanie do temp. ok. 30-50^0 powyżej Ac3-Accm, krótkim wytrzymaniu, chłodzenie do zakresu najmniejszej trwałości austenitu i izotermicznym wytrzymaniu w tej temp. w celu uzyskania drobnego ale bardziej równowagowego perlitu. Perlityzujące - stosowane w zasadzie w żeliwach, rzadziej w stalach nadeutektoidalnych w celu zwiększenia ilości perlitu. Grafityzujące - ma na celu usunięcie cementytu eutektoidalnego, stosowane głównie w żeliwach i stalach ledeburytycznych. Przegrzewające - temp. 900-1000^0, wytrzymanie w tej temp. w celu zmniejszenia twardości i polepszenia obrabialności. Odprężanjące - nagrzanie do temp. poniżej Ac1, bardzo wolnym chłodzeniu w celu usunięcia naprężeń. Stabilizujące - nagrzanie do temp. 100-200^0 wyrobów nie hartowanych w celu obniżenia naprężeń. Rekrystalizujące - usunięcie skutków odkształcenia plastycznego. Przeciwpłytkowe - temp. 600-650^0 w celu usunięcia nadmiaru wodoru po przeróbce plastycznej.

OBRÓKA CIEPLNA- są to odpowiednio dobrane zabiegi cieplne prowadzące do zmiany właściwości stali poprzez zmiany struktury w stanie stałym w wyniku zmian temp. i czasu. Rodzaje OC: a) OC zwykłą; b)OC-chemiczna; c) OC-mechaniczna (plastyczną); d) OC-magnetyczną. ODPUSZCZANIE (polega na uprzednim nagrzaniu zahartowanej stali do temp. poniżej Ac1, wytrzymaniu w tej temp. i wolnym chłodzeniu. Ma na celu wywołanie przemian struktur hartowania przez co zmieniaja się właściwości mechaniczne. Podst. zjawiskami podczas odpuszczania są: -usunięcie naprężeń; -rozpad martenzytu; -przemiany austenitu cząstkowego i węglikowego; -restrukturyzacja ziarna) : Odpuszczanie dzielimy na: a) niskie - do 250^0C (czas 1-3h) ma na celu poprzez zmniejszenie naprężeń zwiekszenie wytrzymałości b) średnie - 250-500^0C (czas ok. 1h) w celu zwiększenia udarności, granicy sprężystości, granicy plastyczności bez znacznego obniżenia wytrzymałości, c) wysokie - ok. 500^0-Ac1 (czas 1-3h) w celu zwiększenia plast., ciągliw., udar., obrabial. kosztem tward. i wytrzym. Z odpuszczaniem zwjazane są pojęcia: a)odpuszczalność - podatność na rozpad struktury martenzytycznej;b) kruchość odpuszczania - zjawisko obniżenia właściwości mechanicznych wywołane przemianami i wydzielaniem się faz w niektórych grupach stali(o temp. ok. 300 i 500).

HARTOWANIE: Nagrz. do temp. 30-50^0 powyżej Ac3, krótkim wytrzymaniu i szybkim chłodzeniu z prędk. więk. od prędk. krytycz. w celu zwięk. tward. W zależności od sposobu chłodz. hart. dzielimy na: 1) objętościowe: (zwykłe, stopniowe, przerywane, bainitycz-ne), 2) powierzchniowe: (w zależności od sposobu chłodz. dzielimy na: objętościowe, płomieniowe, indukcyjne, kąpielowe), 3)patentowanie - polega na izotrermicznym chłodz. stali w zakresie drobnego perlitu lub górnego bainitu. Stosow. jest dla taśm, prętów, drutów. Nagrz. do hart. prowadzi się: a) z piecem, b) w piecu nagrz. do właściwej temp. c) w piecu nagrz. do wyższej temp. d) w kąpielach solnych, e) w kąpielach metalowych. Efekty hartowania są : a) nagrzewanie i wygrzewanie przed hartowaniem- nagrza. do hartowania ma wpływ na stopien rozpuszczalności się poszczególnych faz, nasycenie pierw. austenitu i jego ujednorodnienie, prowadzi się je w piecach, w kąpielach solnych w stopionym metalu. Szyb. nagrzania zależy od wielk. ,kształtu i skł. chem. stopu. Stale wysokostop. i przed. o złożonym kształcie nagrzewa się kilkustopniowo. W praktyce przyjmuje się dla stali węglowych nagrzanie w piec. komorowych a czas wygrzania obl. od momentu nagrzania się wsadu. Dla stali stop. czas ten wydłuża się od 20-40% temp austenityzowania, powyżej Ac3 dotyczy w zasadzie stali niestop. Szczególnie w stalach stop. temp. i czas austenity. maja na celu wprowadz. do roztworu odpo. ilość C i pierw. stop. oraz ujednorodnienie jego skł. chem. Podstawą hartowania jest szybkość chłodz, która powinna być większa od krytycznej, szybkość chłodz. zależy od rodz. i składu chem. wielkości i kształtu przedmiotu (kąpiele solne i metalowe, woda i wodne roztwory soli, oleje, powietrze). Z hartowaniem związane są pojęcia: a)kryt. szyb. chłodz. (najmniejsza pręd. chłodz. przy której tworzy się struktura martenzytyczna) b)hartowność-zdolność materiału do hartownia, wielkość ta jest dość ważnym parametrem OC , metody określające hartowność: -próba Jommin'ego polega na hartowaniu od czoła próbki walcowej o średnicy 25mm; -met. krzywych U polega na określeniu zahartowanej sfery w prętach o różnej śred.; - metoda przełomów.c) śred. krytyczna- największa śred. wyrobu który w danych warunkach zahartuje się na wskroś.

Procesy wydzieleniowe w stopach metali- Umocnienie wydzieleniowe- wykonuje się dla stopów, w których występuje zmienna, zmniejszajaca się z obniżeniem temp. rozpuszczalność składnika stopowego w metalu podstawowym w stanie stałym. Ten rodzaj o-c składa się z dwóch zabiegów: - przesycanie- polega na nagrzaniu stopu, zawier. nie więcej pierw. stopowego niż wynosi granica rozpusz. do temp. powyżej krzywej rozpusz. w stanie stałym, wygrzewaniu w tej temp. i szybkim chłodzeniu. W temp. wygrzewania strukturą równowagową jest roztwór stały składnika stopowego w pierw. podstawowych stopu. W wyniku chłodzenia z tej temp. z szybkością większą od szybkości rozpadu roztworu stałego doprowadza się do zatrzymania atomów rozpusz. pier. stopowego w przesyconym roztworze. Przesycony roztwór będzie dążył do przejścia w stan równowagowy. ( podczas przesycania nie zachodzi przemiana alotropowa, a w wyniku przesycania nie otrzymuje się zwiększonej twardości. - starzenie- prowadzi do wydzielenia dyspersyjnych cząstek. Efektem tego jest wzrost twardości i wytrzymałości stopu oraz spadek plastyczności. Starzenie może przebiegać w temp. pokojowej ( starzenie samorzutne lub naturalne), albo w podwyższonej, ale niższej od temp. granicznej rozpuszczalności ( starzenie przyspieszone lub sztuczne). Proces starzenia prowadzi do poprawy właściwości wytrzymałościowych stopu. Jest to wynik przemian strukturalnych zachodzących w stopie po jego przesyceniu. -wyrzażanie rekrystalizujące - usunięcie skutków odkształcenia plastycznego Umocnienie dyspersyjne - podlegają mu materiały zawierające nieodkształcalne wydzielania twardej fazy o większych rozmiarach w porównaniu z wydzieleniami z przesyconego roztworu. Cząsteczki fazy umacniającej są wprowadzone do stopu w procesie wytrzymania ( np. metodami metalurgii proszków lub utleniania wewnętrznego). Utwardzaniu wydzieleniowemu poddawane są stopy charakteryzujące się zmienną rozpuszczalnością jednego ze składników w stanie stałym i ma zastosowanie do umacniania metali nieżelaznych oraz stopowych stali austenitycznych i ferrytycznych.

Obróbka cieplno-chemiczna polega na połączeniu zabiegów cieplnych z celową zmianą składu chemicznego materiału w strefie powierzchniowej obrabianego przedmiotu. Najczęściej stosowanymi rodzajami obróbki cieplno-chemicznej są: nawęglanie, azotowanie, cyjanowanie, bromowanie oraz chromowanie i aluminiowanie. Podczas obróbki cieplno-chemicznej zachodzą następujące procesy:-reakcje chemiczne w ośrodku, które decydują o uzyskaniu atmosfery z aktywnymi atomami(dysocjacja, wymiana, redukcja) -adsorpcja aktywnych atomów na powierzchni obrabianych elementów -dyfuzja aktywnych atomów do warstwy wierzchniej obrabianego elementu. Jako ośrodki aktywne są stosowane substancje stale, ciekłe lub gazowe. Skład chemiczny ośrodka dobiera się tak, aby stężenie aktywnych atomów było wystarczające do pokrycia powierzchni obrabianego elementu mononuklearną warstwą atomów.Nawęglanie -przeprowadza się w celu zwiększenia twardości powierzchni nawęglanych elementów i ich odporności na ścieranie. Nawęglaniu poddaje się stal stopowa niskowęglowa(pon.0.25% C) zwykle z dodatkiem Cr w zależności od gatunku zawierającej Mo,Mn,Ni,V,W,Ti. Nawęglanie prowadzi się w ośrodkach stałych, ciekłych, gazowych, złożach fluidalnych, próżniowe. Po nawęglaniu stosuje się obróbkę cieplna, polegająca na hartowaniu z temp właściwej dla rdzenia(wyż odAc3),ponownym hartowaniu z temp wyższej od Ac1 i niskim odpuszczaniu w temp 160-180 przez 1.5-2h. Taka obróbka zapewnia dobra twardość z zachowaniem dużej wytrzymałości i ciągliwości rdzenia. Azotowanie- polega na nasycaniu warstwy powierzchniowej stali azotem podczas wygrzewania obrabianego przedmiotu w ośrodku zawierającym wolne atomy azotu. Azotow. poddaje się elementy po ulepszaniu cieplnym, przez co nie wymagają one dodatkowej obróbki, dlatego gdyż proces obróbki prowadzi się w temp niż. od Ac1(500-600)Azotow. może myc krotko lub długookresowe. Głębokość warstwy azotowanej wzrasta z temp, czasem. Podwyższenie temp zmniejsza twardość i zwiększa kruchość. Wyróżnia się 3 metody azotow: w proszkach ,gazowe, jonizacyjne.

Przesycanie polega na nagrzaniu stopu do temperatury powyżej granicznej rozpuszczalności drugiego składnika, wygrzaniu w tej temperaturze i szybkim chłodzeniu w celu zatrzymania rozpuszczonego składnika w roztworze stałym. W wyniku przesycania poprawiają się właściwości plastyczne natomiast zmniejsza się wytrzymałość i twardość. Przesycanie jest szeroko stosowane do stali Cr-Ni o strukturze austenitycznej w celu rozpuszczenia węglików i uzyskania jednorodnej struktury austenitycznej, co zwiększa odporność na korozję międzykrystaliczną oraz do uszlachetniania wysokostopowych stali żarowytrzymałych i stali o specjalnych właściwościach magnetycznych. Starzenie polega na nagrzaniu stopu uprzednio przesyconego do temperatury poniżej granicznej rozpuszczalności drugiego składnika, wygrzaniu w tej temperaturze i powolnym chłodzeniu. Podczas procesu z roztworu przesyconego wydziela się składnik znajdujący się w nadmiarze w postaci drobnodyspersyjnych faz. Jeżeli proces starzenia zachodzi w temperaturze pokojowej to nosi nazwę starzenia naturalnego. Starzenie powoduje poprawę właściwości wytrzymałościowych i twardości oraz pogorszenie plastyczności. Połączone procesy przesycania i starzenia określa się wspólną nazwą utwardzanie wydzieleniowe. Utwardzaniu wydzieleniowemu poddawane są stopy charakteryzujące się zmienną rozpuszczalnością jednego ze składników w stanie stałym i ma zastosowanie do umacniania metali nieżelaznych oraz stopowych stali austenitycznych i ferrytycznych. Jeżeli celem utwardzania dyspersyjnego jest uzyskanie maksymalnej twardości i wytrzymałości należy zwrócić szczególną uwagę na dobór odpowiedniej temperatury starzenia. Zachodzące procesy starzenia mogą być niekorzystne w stalach przeznaczonych do głębokiego tłoczenia oraz kotłowych, gdyż powodują zmniejszenie plastyczności i wzrost kruchości.

STAL KONSTRUKCYJNA: Stale stopowe dzielimy na: 1) stale do ulepszania cieplnego, 2) stale do utwardzania powierzchniowego, 3) stale sprężynowe, 4) stale łożyskowe. Ad 1) Przezn. jest do wyrobu małych i średnich części maszyn. Stal stopowa do ulepszania cieplnego z nielicznymi wyjątkami stosowana powinna być po ulepszaniu cieplnym. Uzyskana w ten sposób mikrostruktura sorbityczna charakteryzuje się najkorzystniejszymi właśc. W tym wysoką granicą plastyczności przy wysokiej wytrzymałości. Niższą temp. Przejścia w stan kruchy i wystarczającą ciągliwością. Dzielimy na: a) manganowe (do 2% Mn), dobre efekty ulepsz. ciepl. uzyskuje się w przekroju do 30 mm, hart. w wodzie lub oleju - Rm=800-1000 Mpa, gran. plast.: 500-600 MPa, stale manganowe mogą być ponadto stosowane na wyroby o większych przekrojach w stanie normalizowanym, oznaczenia 30G2, 45G2. Stal manganowo-krzemowa oznaczenie 35SiMn4, 35SG, pozwalają uzyskać dobre właściwości mech. W przekrojach do ok. 30-40mm, rozpuszczony w ferrycie krzem utwardza go co zwiększa w stanie normalizowanym i ulepszonym cieplnie odporność na ścieranie. b) chromowe (ok. 1% Cr), ozn. 30H, 50H (30Cr4, 50Cr4), jest stalą o większej hartownośći zapewnia uzyskanie mikrostruktury sorbitycznej w przekrojach 30-80mm, stosowana jest również na wyroby o większych przekrojach dla których nie wymaga się hartowania wskroś. Jeszcze większą hartowność śr. Krytyczna do ok.100mm posiada stal Cr-Mn-Si (30HGS) znacznie lepsze efekty uzyskuje się dla tego gat. Stali przy hartowaniu izotermicznym. Ograniczeniem dla tej stali jest wrażliwość na kruchość odpuszczania 500. Stale Cr-Mo (25HM, 35HM,40HM) zawart. Cr i Mo, pozwala podwyższyć temp. Odpuszczania co zapewnia większą ciągliwość przy zachowaniu większej tward. I ciągliwości. Jednym z najwyrz. hartowności śr. krytyczna do 250mm jest stal Cr-Mo-Wanadowa 40H2MF (40CrMoF8). Stale Cr-Mo-Ni 34HMN charakteryzują się jednorodnymi wysokimi właść. z wysoką ciągliwością w przekrojach do 250mm.

Ad 2) Hartowanie powierzchniowe: (wyżej węglowe: 0,4-0,5% C dla stali niestopowych, 0,3-0,5% C dla stali stopowych do ulepszania cieplnego), Nawęglanie: (stale niskowęglowe 0,1-0,25% C - Stale stopowe i niestopowe). Podst. skład. jest Cr. Wadą Cr jest zmniejsz. dyfuzji C i tworz. się ostrej koherencji C pomiędzy warstwą nawęgloną a rdzeniem. Aby zmniejszyć negatywne działanie Cr dodaje się Mn i Ni do ok. 0,3-0,4% co zwięk. wytrzym. i ciągliw. rdzenia. Stal Cr i Cr-Mn (15H, 20H,14HG, 20HG) jest stosowana do wyrobu niedużych elementów od których jest wymagana duża odporność na ścieranie warstwy nawęglonej. Azotowanie: (średnio węglowe 0,35-0,4% C - stale do ulepsz. ciepl. Cr-Mo-Ni, Cr-Mo-Al). Dodatek Al zapewnia uzyskanie najwyższej tward. warstwy wierzchniej. Dodatek Mo umożliwia przeprow. procesu azotowania przy uniknięciu kruch. odpuszcz.. Ad 3) Stale sprężynowe - przeznaczone są do wyrobu sprężyn na które stos. są wysokowęglowe 0.6-1% stale niestopowe. Składnikami stopowymi w s. sprężynowych są Si, Mn, Cr, V, które zapewniają hartowność i podwyższenie granicy plast. sprężystości. Wymagane właść. Uzyskuje się przez hart. 820-840C dla stali węglowych i 830-870 dla stali stopowych i średnio odpuszczanie w temp 400-480C. Sprężyny pracują przede wszystkim na zmęczenie dlatego ważne jest w procesie tech. Utrzymanie wysokiej jakości pow. Niedopuszcza się pęknięć czy też odwęglania w procesie ob. cieplnej. Ad 4) Stale łożyskowe. Elementy łożysk tocznych powinny odznaczać się dużą twardością, odpornością na ścieranie, zginanie, skręcanie, oraz wysoką wytrz. zmęczeniową w warunkach naprężeń kontaktowych. Hartowana w oleju: 820-840^0C, odpuszczana w temp.: 120^0C. Wymagania dla stali do wyrobu łożysk: czystość, jednorodność mikrostruktury, wysoka tward. i odporn. na ścieranie, stale po wyżarzaniu sweroidyzującym. Rodzaje ŁH15, ŁH15SG, ŁH18GM.

Stal odporna na korozję- Korozja- to niszczenie met. wskutek agresywnego oddziaływania środ. Żelazo oraz stale niestop. i niskostopowe nie są odp. na kor. W suchym powiet. żelazo pokrywa się cienką, pasywną war. Fe3O4, która chroni żelazo przed utlenieniem. W wilgotnym powietrzu tlenek ten przyłącza cząsteczki wody, przechodzi w rdze i traci właściwości ochronne. W temp. pow. 570 Fe3O4 przechodzi w FeO i nie ma żadnych właściw. ochronnych. Podobnie zachowują się w środ. korozyjnym inne metale (Cr,Al.,Si), tworza jeden tlenek o zwartej budowie i przenoszą tę ceche na stopy z żelazem, są wykorzystyw. do ich ochrony przed kor. Chrom w stopach z Fe powoduje przy ilości 12,6% skokową zmianę potencjału elektrochemicznego ( -0,6 na +0,2V). Zmiana pot. elektroch. zmienia odp. na kor., wywołuje zdolność do pasywacji. Stal odp. na kor. dziel. na:-stal chromową(nierdzewną) zaw. 13-14% Cr lub ok.17% przy zaw. C mniej. od 0,1% jest ferrytyczna w całym zakresie temp. Można ją spawać, umacniać tylko zgniotem, nie podlega o-c z wyjątkiem wyż. rekrystalizującego i odprężającego. Stal zaw. powyżej 0,2% C w temp. ok.1100 uzyskuje struk. austenityczną , a podczas chłodzenia w powietrzu się hartuje. Ze stali wykonuje się nierdzewne części maszyn i nierdzewne narzędzia. Hartowanie prowadzi się najczęściej w temp. 960-1000 w oleju. Elementy maszyn odpuszcza się wysoko (600-700) a narzędzia nisko ( ok. 200). -stal chromowoniklowa ( kwasoodporna)- zaw. pow. 8% niklu i w temp. pokojowej ma struk. austenityczną. Charak. się lepszą odp. na kor. od stali Cr. Wszystkie gatunki tej stali mają małą wytrzym. i bardzo dużą plastyczn. Można je umacniać gniotem, kształtować plastycznie i obrabiać skrawaniem .Po spawaniu stale muszą być poddane przesyceniu w celu rozpuszczenia węglików Cr i wprowadzenie ich skład. do roz. st., jeśli przesycenie jest niemożliwe to stosuje się stal odporna na kor. międzykrystaliczną. Odpor. tą uzyskuje się przez zmniej. zaw. C, co uniemożliwia wydziel. się węglików Cr lub przez stabilizowanie stali tytanem albo niobem. Pierwiastki te podczas krystalizacji pierwotnej wiążą C, a także azot w stabilny tytan i niob co zapobiega wydzielaniu się węglików Cr i przedziwdziała korozji międzykrystalicznej.

Stal żaroodporna - żaroodpornością nazywa się odp. stali na działanie gazów utleniających w wys. temp. Stal żaro. musi mieć zdolność do przenoszenia obciążeń mech. Ważne są dobre właś. techno. a zwłaszcza spawalność. Wśród stali wyróznia się stal ż. ogólnego przeznaczenia (stos. w bud. pieców przemysł, palenisk, kotłów, aparatury chem, w przemyśle szklarskim). Specjalne grupy tworzą gat. używane do wyrobu zaworów silników spalinowych oraz stale i stopy do wyrobów grzewczych. Stal węglowa w atmosferze utleniającej się utlenia, szybkość utleniania zwiększa się wraz z podwyż. temp. Żaroodp. stali polega głownie na tworzeniu się na jej pow. zwartej i dobrze przylegającej warstwy tlenków, chroniąć metal przed dalszym utlenieniem. Aby nadać stali ż. wprowadza się do niej Cr, Al,Si. Żaroodp. stali zależy od jej skł. chem. Ważne jest, aby stal ż. w zakresie temp. pracy nie przechodziła przemian alotropowych, gdyż związane z tym zmiany objętościowe mogą nałuszczyć spójność warst. tlenków wytworzonej na pow. wyrobu. Stal ż. można podz. na: ( ferrytyczną stal Cr-Al, ferr. s. Cr-Si, austenityczną s. Cr-Ni. Od stali ż. wymaga się zdolności zachowania właś. mech. w wysokich temp., przy jednoczesnym działaniu krótkotrw. lub długot. obciążenia. Właś. mech. w wys. temp. zwiększają (Mo,W,V), pierw. zapewniające ż. zapewnia (Cr,Si,Al), aby zapewnić struk. austenityczną do stali ż. dodaje się (Ni,Mn). Stal zaworowa- używana na zawory w siln. spalinowych. Temp. pracy zaworów wlotowych nie przekracza 500, natomiast części zaworów wydechowych mogą osiągać do 900. Stale te muszą spełniać wymagania (duża odp. na wysokotemp. korozję gazową i na ścieranie, małe rozszerzalności i duża przewodność ciep., duża wytrz. na pełzanie oraz obciążen. udarowe, dobre właś. techno). Na zawory stosuje się gatunki martenzytyczne i austenityczne. Gat. mar. hartuje się z tem. 1050 i odpuszcza w temp. 750-800 stos. jest na zawory wlotowe. S. austenityczna przesyca się w temp. 1000-1100 i starzy w temp. 700-800 przez kilka godz.w temp. 800 ma wystarczającą wytrz. mech. (wykazuje dużą odp. na kor. w tlenkach ołowiu, jest stalą na zawory wydechowe sil. spalinowych. inna stal po przesyceniu i starzeniu ma niekorzystny rozkład węglików dlatego jest stosowana w stanie zmiękczonym na duże zawory siln. lotnych.

NARZĘDZ: Stal narz niestopowa: (C od 0,5-1,3%), hart. w wodzie lub oleju w temp 760-840^0C, niskie odpuszcz. Właściw: wysoka jakość, ale mała hart. - śred. kryt. 5-10 mm. Zastos: narzędzia ręczne i narzędzia do obr. mech. miękkich mater. Stal narz stopowa: (C 0,3-2%)Wymag: duża twardość- większ od Obr mat, odpow hart do zapewn narz nieb grub warstwy Zapart i odpow wytrz rdzenia, dobra odp na ścier zapewn trwałość narz w war tarcia, odp na dział podwyższ temp. 1) do pracy na zimno (stosow. na narzędzia, które mogą się nagrz. do ok. 150-200^0C, duza hart, wytrzym na skrec, scier i zginanie, dobra ciagliwosc. dzieli się na średniowęgl (0,4-0,55%C) i wyswęgl (0,55-2,1%C), OC hatrow (nadeutekt 30-60st pow Ac1, ledeburytyczne pow Acm) i odpuszcz 150-260st. 2) do pracy na gorąco (stosow na narzędzia, które pracują w temp 200-700st, mając styczność z gorącymi metalami np. narzędzia kuźnicze i walcownicze. Duza wytrz, tw, odpor na scier w podw temp. zaw 0.3- 0,6%C, zmęczenie cieplne. OC hart i wys odpu 300-600st, temp austen 840-1140st, przed pracą nagrz do temp 200-300st.. Szybkotnąca- stos na wieloostrz narz skraw z dużą prędk oraz narz pomiar. duża tward i odp na ścier w temp do 650st. Właśc duża hart, efekt tward wtórnej. OC- hart z temp bliskiej solidusu(1200-1270st) i wys odpuszcz. Mikrostr: martenzyt listkowy, aust szczątk i nierozp węgl pierw..

STOPY MIEDZI: Dzieli się na: 1) stopy Cu-Ni (miedzionikle). Zaw. do 40% Ni. Charak. się dobrą plast., wytrzym., odporn. na korozję. Zastosw.: stopy monetarne, blachy do platerowania, klimatyzatory. 2) stopy Cu-Zn (mosiądze charak dobra odpor na koroz). Podział na zaw. % Zn: a) mosiądze o małej zaw. Zn (do ok. 10%)-stosow. na chłodnice, łuski pocisków małokalibrowych; b) mosiądze średniocynkowe (15÷25% Zn)-stosow. na wyroby ozdobne, blachy do platerowania; c) mosiądze zaw. 28÷35% Zn - najbardziej plast. i wytrzym. Stosow. na blachy do głebok. tłocz., łuski pocisków wielkokalibrowych; Brązy cynowe. W warunkach równowagi roztwór stały Sn-Cu istnieje do ok. 9% Sn (temp500-600˚C). Poniżej 400˚C gwałtownie się obniża. Charak. się wys odporn. na korozję, odporn. na ścieranie i obciążenia dynam. Brązy cynowe odlewnicze stosuje się na silnie obciążone, pracujące na ścieranie elem: łożyska, koła zębate. Brązy stopowe: Aluminiowe(brązale) - Przy zaw. Al do 9% posiadają strukturę jednofazowego roztw. stał. Charak. się dobrą odporn. na ścier oraz bd odporn. na korozję. Brązy jednofazowe umacnia się przez zgniot. Powyżej 9% Al w strukt. brązu pojawia się elektroid γ. Obecność przem. eutektoidalnej wykorz. się w OC, polegającej na: hart. w temp900˚C i opuszcz. w temp400÷600˚C. Fe, Ni , Mn zwiększają własności mech., odporn. na ścieranie i korozję. Krzemowe - zaw. do 5% Si oraz dodatki Mn, Ni, Zn, Fe. Charak. się dobrymi własn. mech., wytrzym. zmęcz., odporn. chem., podatn. do obr. skraw. Zastosow.: armarura chem, sprężyny, łożyska ślizg. Manganowe - zaw. do 10% Mn. Są odporne na korozję i są żaroodporne do ok. 400˚C. Zastosow.: armatura kotłowa. Berylowe - zaw. do ok. 2,5% Be. Nie iskrzą podczas uderzania, właściw. mech. dorówn. stalom. Utwardz. dysper. (przesyc. 800˚C, starz. 300˚C). Dodatk. stop. są w nich: Co, Ni, Fe, Ti. Ołowiowe - zaw. do 40% Pb oraz Ni i S. Charakter. się b. dobrą odporn. na ścieranie, wytrzym. zmęcz., przewdn. ciepl. Stosow.: poł. elektr., elektr. do zgrzew.

POZOSTAŁE STOPY: TYTANU maja dobre właśc odlewn, spawal, odpor na kruchość, wytrzym na pełzanie, duza stabilnośc ciepla.OC polega na przemianie fazowej α i β. W stanie wyżarz i zahartow. stopy charak się sred właśc wytrzym i dobra plast, po hartow i starzen maja duza wytrzym. STOPY NIKLU chrakt się:dobra żaroodpor, własciw wytrzym i plast, dużą przenikalnościa magnet. Dziela się na stopy: a)konstrukcyjne- tzw monele(60-80%Ni i40_20% Cu) maja dobre własciw mech i odpor na koroz b)oporowe: - alumel dobre własciw mecha i duza siła termoelek i żaroodp -chromel stos na termoelementy -nichrom dobre własciw mech, rezystywnosc i zaroodpor, stosw na oprniki -kopel ma dobre własciw mech , jest podatny na OP i odpor na koroz - konstantan podobe własciw do kopela, ma wieksza rezystownosc c) oszczeg własciw fiz i chem np. inwar, permalloy(stop magnet), hastelloy(odp na koroz) d) żaroodp i żarowytrzym- nadstopy maja dobre własciw fiz i chem w wys temp. Sa odporne na zmeczenie i pękanie. Pracuja w wys temp, zastos w silnikach lotniczych i rakietowych. Stopy magnezu dziela się na odlewnicze i do przerob plast. Stopy te maja dobre własciw odlewnicze- dobra lejnosc i maly skurcz odlew. Poddaje się je wyżarz ujedno, rekrystal, które powoduja wzrost wytrzym i plast i zmniej wytrzym na rozciag. Do przerobki plast na gorąco w 250-450C . STOPY CYNKU to znale (z Al. i Cu) wyzarz ujedno, odprezaj. Znale to stopy odlewnicze do wyrobu korpusow, pokryw, maszy do pisania. STOPY CYNY I OŁOWIU: -stopy łozyskowe- dobre własciw dierne, odlewn, tw, zastos do łozyk ślizgow * babbity cynowe(Sn-Sb(7,5-11%)-Cu(3,6%)) * babbity ołowiowo-cynowe (Pb-Sn(5-15%)-Sb(5-15)-Cu(3-6%)) * stopy B (Pb-Na-Li-Ca do 2%) - stopy specjalne *drukarskie dobra lejnosc, niska temp top *niskotopliwe temp top<230C * luty miękkie temp top<400 mala wytrzym na rozciag i ścinanie. STOPY BERYLU temp top=1778C. Duża wytrzym i wys temp top, wady duza toksycznosc, male właściw plast i odpor na działanie kwasów. Zastosow w przem lotniczym, tech nice rakietowej, energetyce

Defekty- punkt. rozm wielk 1 atomu- wakanse, atom w poz miedzywęzł, efekt Schotki'edo, Frenkla. Oba def. powod narusz równo dl między atom, są przycz zniekszt str kryształu i pow wzr energii. Obce atomy w str kryszt to podst teor stopów. Wad o wtórnym chartka obraz przem atom w str kryształu- defekt Sch i Fr. Def liniowe- dyslokacje. dysl krawędz- dodatk lub brak części płaszcz krystal w str kryszt ułatw odkszt plast. dysl kraw char się tym że wektor Burgera jest prost do lini kraw dysl. dysl śrubowe char wekt B. jest równo do kraw dysj a dysl przem się pod wpł napr w kier prost do wekt B. Dysl mieszane- wekt B. nie jest ani prost ani równ do kier dział napr i przem się dysl. Def powierzchn zal się 2 wym def str krystal, gran ziaren, gran międzyfaz, błedy ułożenia. Wytrz rzeczyw metali zmn się wraz ze zwiększ liczby dysl i innych def sieci, tylko do pewnej gran po osiągn min wart tzw. kryt gęst dysl zaczyna pon wzr. War podwyższ wytrz met jest całk usun z niego wszyst nieprawidł budowy krystal albo zwiększ oporu ruchu dysl przez wytw w nim odpow liczby dysl i innych def. Fazy- cześć ukł o stałym skł chem odrębn str i właść oddziel od reszty ukł gran międzyfaz. Wyr 3 gr faz: 1. pierw skł stop (ABC) 2. Roztw stałe (αβγ) 3. fazy międzymet (AnBnσεθ) Stop jako mat polikryst może mieć str jednofaz gdy zaw ziarna tylko 1 fazy. Roztw st j jedno fazą o wiąz met i str kryst zapewn jej właść metal. Sieć krystal roztw st obs jest atom przyn dwóch pier skł stopu. Metal kt atomy w str są w nadmiarze j rozpuszczaln a pozost to pierw rozpuszczone. Fazy międzymet- f. stop o bud i właść pośrednich między roztw st a zw chem o wiąz jon lub kowalencyjnym. Podst cechy faz międzymet: 1. Odrębn str kryst w por ze str składn 2. Uporz rozm atomów pierw rozpuszczonego 3. Odstępstwo od klas wartościowości pierw mimo przypis im wzor stechiometr 4. Przyn część udział wiąz metal zapewn im metal char przewodn.

Odkszt plast- 1 na zimno poniżej temp rekryst 2 na gor pow temp rekryst. Odksz plast jest zw z wyst w met defektów bud kryst i zachodzi przez poślizg lub bliźniakowanie. Pośl wywoł napręż jest zw z przem się jednej cz kryszt wzgl drugiej w wyn migracji dysl w płasz pośl. Bliźn mechaniczne powst wsk odkszt plast mają koherentną gran z nieodkszt osnową. B. wyżarzania utw podcz wyżarz rekryst wykaz półkoh gran z nieodkszt osnową. B. nigdy nie przecinają gran ziarn. W wyn odksz plast nast. wydł ziaren w kier płyn mat, tym większe i w. gniot.Duż gnioty pow utw str pasmowej lub włókn. Odksz plast pow wzr gęst def. Pon temp rekr odkszt plast zachodzi przez pośl lub bliźn. Pow temp rekr przez nisko napr pełzanie, pośl, peł dyfuz lub pośl po gran ziarn. Pełz dysl: pełz spow pośl dysl, pełz wyw pośl i wspinainiem dysl, pełz Harpera-Dorna. Pełz dysl ma dużeznacz w odksz plast. przy o.p.na gor zach aktywow ciepln dynam proc zdrowienia i reksyst. oba proc pow częśc lub całk usun umocn odkształceniowego. Rekryst dynam- zach przy dużych stop odkszt przekr gniot kryt rekr dynam w met o małej ener błędu ułożenia. Kryt wielk odkszt zal od rodz mat, temp wielk odkszt i przeszł technol mater.Migrujące gran ziarn powod powst nowych ziarn i w wyn dlasz odkszt powst nowe dysl. Rekryst metadynamiczna wyst tylko gdy podczas odkszt plast zost zapocz rekryst dynam. Pol na wzr zarodków rekryst powst podczas rekr dynam. Szybk rekr metadyn jest znacznie mn niż szybk zdrow statycznego, lecz udział w usuw umocn większy niż rekr stat. Pełz dyfuzyjne zach w temp wyż od 0,4 Tt i mał napr. W pełz dyfuz w zależn od war odksz może zachodzić samodyf obj, samodyf po gran ziarn lub oba. Prędk pełz zależy od wielk ziarn- im mniejsze tym większ prędk. Pośl po gran ziarn- zach w war odkszt zbliż do war charakt dla pełz dyf. Pośl zachodzi w wyniku przyłącz dysl do granic ziarn i ich dysocjacji w tych granicach. Ruch zdysycjonowanych dysl w gran ziarn pow przem się gran ziarna oraz pośl dysl po gran.

Przem faz w st stał: dyfuz i bezdyfuz. W przem dyf Kon jest przem atomów na duże odl potrzeba temp i dużo czasu. przem zach przez zarodkowanie i wzrost zarodków. 4 podst przem: 1. p dyf pod nagrz(austenityzow) 2. p dyf w czas chłodz(wyżarz) 3. p bezdyf pod chłodz(hartow) 4. p dyf martenz(odpuszcz) Przem P w A po nagrza do temp pow Ac1 nast. przem P w A. Zarodkow A nast. heterogen na gran międzyfaz F-C. W str stali oprócz P jest wolny F lub C.Fazy te rozp się po nagra pow temp Ac3 lub Accm. Bezpośr po zak przem w czasie nagra otrz drobne ziarno A. Chłodz stal z tej temp uzysk się rozdrobn ziarn. Podw temp i zw czasu austin sprzyja rozr ziarna. Przem dyfuz A-P. W stali po przechył A pon temp Ar1 powst różn energii. Tworzący się P skł się w 87,5% z F zaw. 0,02 %C i w 12,5% z Fe3C. Zarodki P tworzą się heterogen na gran ziarn A nie rozpuszcz lub utworz w wyn fluktuacji skł chem cząst F lub C. Rozrost ziarn nast. w wyn wzrostu boczn i czołow. Przem bezdyf A- przem martenz podcz chł stali z duż szybk uniemożl dokon się przem dyfuz zach przem bezdyf, naz przem martenz. oprócz szybk chł war rozp przem mart jest przechł A poniżej określ temp pocz przem Ms. War postępu przem jest obniż temp do osiągn temp końca przem Mf. W mikrostr pozost część nieprzemien A nazyw A szczątk. A szcz zw odp na ścier, wytrz zmęcz, odp na kruche pękanie, zmn wytrz, tward, pękn szlif. Przem bainit zach w stali węgl w temp pon zakr najmn trwał A. Na skutek znaczn przechł na gran ziarn A tworz się zarodki przesyc węgl F, z któr nast. wydziel się b drobn cząst węglików:początk Fe3C a pon temp 300st węgl zaw nawet 8,4%C- Fe2,4C. Przy większ przechł A tylko część przem się w bainit. reszta A przem się w martenzyt.Przem dyf mart- odpuszcz. Nagrz uprzednio zahart st do temp niżej od temp przem A1 i wytrz przez odp czas prow do rozpadu mart na miesz faz F i węglików. Otrzym w wyn rozp mart str kulkowe mają nacznie lepsze wł mechan niż str płytkowe otrz podcz przem dyfuz A.

Ukł równ faz st 2 skł: 1. Ukł z nieogr rozp skł w st ciekł i nieogr rozp w st stał. Podczas kryst st skł rozp się w st stałym i tworzy się jednofaz str roztw stał.(rys) 2. Przy nieogr rozp w st ciekł i braku rozp w st stałym st krzypnie w nast. sposób. Przy ściśle okr stęż skł bezpośr z roztw ciekł w stałej temp kryst miesz skł stopu nazywamy miesz eutektyczną a temp w kt krzepnie temp eutektyki. W st podeutekt najp z roztw ciekł wydz się skł A co zmienia stęż roztw ciekł aż do osiągn skł eutekt i wówczas krzepnie on w stał temp jako eutektyka. St nad eutekt najpierw B i tak samo j.w. 3. Przy całk rozp w st ciekł i ogr rozp w st stał tw się ukł A z eutekt, roztw gran B z perytekt roztw gran, co zal od różn temp kryst skł. 4. Przem dok się w st stał mogą mieć tożsamy char jak przem na gran roztw ciekły-stan stały. Jeden pierw alotropowy. Przem w st stał nazywa się eutektoidalna. Reg faz Gibbsa- z=n-f+c (z- st swob, n- liczb skł stopu, f- il faz, c- il skł zewn)jeż cieśn. j stałe z=n-f+1. przy z=0 ukł niezm, bez narusz równ między fazami niemożna zm ani temp ani stęż żadn fazy. z=1 lub z=2 Ukł równ Fe-Fe3C 1. skł Fe-Fe3c 2. Roztwory C-Feα-Ferr C-Feγ-Aust C-Few- Ferr wys temp 3. Miesz miesz eutekty A I Fe3C- Ledeb, miesz eutektoid F i C- Perlit 4. Przem A0 magnet Fe3C 210st, A1 eutekto A-P 0,77%C 727st A2 magnet Fe 770st A3 alotropowa Feα-Feγ 912st A4 alotrop Feγ-Feαw 1394st, eutekt r.c.-ledeb 1148st 4,3%C, perytekt 1495st. Str krystaliczne: reg 1,2,3, tetrag 1-4, romb1,2, heksag 1-4, romboetr 1, jednosk, trójsk. Możliw obsadz jon, atmo, cząst poszcz ukł kryst. 1. wył w naroż- sieć prymit 2. w nar i przek gł ukł- s przestrz centr 3. nar i przek wsz ścian- ściennie centr 4. nar i przek podst- centr na podst. Ukł krystal po obsadzeniu atom- sieci krystal. jest tylo 14 typów sieci kryst- s Bravaisa- bo symetria przestrz. Str opar na prymit s. ukł reg -A0, str na ścienn centr ukł reg- A1, na przestrz centr ukł reg- A2, ukł hesk str złoż- A3. Str A1-str miedzi-14 atomów. 1 kom śr 4 atomy, odl a pierw2/2, gęst wypełn 74% l koordynac12. Str A2- str tantalu- 9 atomów, na 1 kom 2 at, gęst 68% odl a pierw 3/2, l koord 8. Str A3- str Zn, Mg-17at na 1 kom 6at, odl 2/3 a pier 6, gęst 74%, l koord 12.

ODLEW STOPY AL: a) stopy Al-Si - siluminy, b) stopy Al-Mg (AG), c) stopy Al-Cu (AM), d) stopy Al-Zn. Stopy Al-Si (AK) Si do 35% Posiad iglaste wydziel Si, niewiel właściw. mech. Silum podeutek i eutekt charak. się dobr właściw. odlew. Stosow. są na korp siln, pomp. Silum nadeutekt charak. się małym współcz. rozszerzal. ciepl., dużą odporn. na ścier, dobr właściw. w podwyższ. temp, są trudnoobrabialne. OC to wyżarz odpręż w temp 280˚C w 6-12h i utwardz dysper; przesyc 3-6 h w temp500˚C i 24h starz w temp ok180˚C. Wzrost wytrzym. silum. (6-8% Si) uzyskuje się przez dodanie Zn (3-5%), stosow. w przem motoryz. Stopy Al-Mg(AG)- 9÷11% Mg. Charak. się bd odporn. na korozję i małą gęst. Jednak mają gorszą od silum lejność. Stopy AG stosow. są na armaturę morską i chem. OC pol na wyżarz ujedno 450÷480˚C (10-15h), wyżarz odpręż 120÷150˚C (15-20h) i utwardz dyspr: przesyc450˚C (15-20h) z chłodz w wodzie80˚C i starz 150˚C ok. 24h. Stopy Al-Cu(AM) Charak. się więk. wytrzym. ale są trudn technolo z powodu mikropęknięć. W praktyce stosow. są 2 stopy: AM4 i AM5. OC. to przesyc z temp515˚C w wodzie o temp80˚C. starz się samorzutnie w ciągu 4-5 dni wyżarz odpręż.80˚-120˚C. DO PRZER PLAST: Pod wzgl skł chem dziel na: a) Al-Mn, b) Al-Mg c) Al-Mg-Cu, d) Al-Cu-Mg-Zn. Stopy AlMn (1,5% Mn) Charak. się wyż. od czystego Al odporn na korozje i wyż. wytrzym. Gruboziarn i skłonność do mikropęknięć tych st zapobiega się przez dod Ta, Zr, B. Szkodl zanieczyszcz jest Fe. OC.: wyżarz ujedno, a po przeróbce plast wyżarz rekrystal. Stosw jest również utwardz dyspr. Stopy Al-Mg (6% Mg) Dobra odpor na korozję, są dobre spawalne, podatne do głębok tłoczenia. Mogą zawierać Mn, Cr które zwięk wytrzym. Ti i V - rozdrabn ziarno. OC.: wyżarz ujedno500÷520˚C (ok. 10h), wyżarz rekrystal 280÷300˚C (5h) oraz utwardz dyper. Stosow. w przem spoż, chem i okrętowym. Stopy AlCuMg (2÷5% Cu, do 2,5% Mg i do 1% Mn)- DURALI. Posiad złoż, wielofaz struk. Fe, Si, Ti, Ni, zwiększ wytrzym. OC.: wyżarz ujedno480˚÷530˚C, wyżarz rekrystal390˚-400˚C (5-6h) i utwardz dyspr: przesyc w temp495˚÷500˚C w wodzie, starzenie durali może być samorzutne (kilka dni), przyspiesz80˚-120˚C. Durale charak się małą odporn na korozję. Zabezp się je przez platerowanie czystym Al, lakierowanie proszkowe czy utlenianie powierzch. Wytrzym durali cynk można zw przez OC: przesyc 460˚-520˚C i starz120˚-170˚C.

ODLEW STOPY AL: a) stopy Al-Si - siluminy, b) stopy Al-Mg (AG), c) stopy Al-Cu (AM), d) stopy Al-Zn. Stopy Al-Si (AK) Si do 35% Posiad iglaste wydziel Si, niewiel właściw. mech. Silum podeutek i eutekt charak. się dobr właściw. odlew. Stosow. są na korp siln, pomp. Silum nadeutekt charak. się małym współcz. rozszerzal. ciepl., dużą odporn. na ścier, dobr właściw. w podwyższ. temp, są trudnoobrabialne. OC to wyżarz odpręż w temp 280˚C w 6-12h i utwardz dysper; przesyc 3-6 h w temp500˚C i 24h starz w temp ok180˚C. Wzrost wytrzym. silum. (6-8% Si) uzyskuje się przez dodanie Zn (3-5%), stosow. w przem motoryz. Stopy Al-Mg(AG)- 9÷11% Mg. Charak. się bd odporn. na korozję i małą gęst. Jednak mają gorszą od silum lejność. Stopy AG stosow. są na armaturę morską i chem. OC pol na wyżarz ujedno 450÷480˚C (10-15h), wyżarz odpręż 120÷150˚C (15-20h) i utwardz dyspr: przesyc450˚C (15-20h) z chłodz w wodzie80˚C i starz 150˚C ok. 24h. Stopy Al-Cu(AM) Charak. się więk. wytrzym. ale są trudn technolo z powodu mikropęknięć. W praktyce stosow. są 2 stopy: AM4 i AM5. OC. to przesyc z temp515˚C w wodzie o temp80˚C. starz się samorzutnie w ciągu 4-5 dni wyżarz odpręż.80˚-120˚C. DO PRZER PLAST: Pod wzgl skł chem dziel na: a) Al-Mn, b) Al-Mg c) Al-Mg-Cu, d) Al-Cu-Mg-Zn. Stopy AlMn (1,5% Mn) Charak. się wyż. od czystego Al odporn na korozje i wyż. wytrzym. Gruboziarn i skłonność do mikropęknięć tych st zapobiega się przez dod Ta, Zr, B. Szkodl zanieczyszcz jest Fe. OC.: wyżarz ujedno, a po przeróbce plast wyżarz rekrystal. Stosw jest również utwardz dyspr. Stopy Al-Mg (6% Mg) Dobra odpor na korozję, są dobre spawalne, podatne do głębok tłoczenia. Mogą zawierać Mn, Cr które zwięk wytrzym. Ti i V - rozdrabn ziarno. OC.: wyżarz ujedno500÷520˚C (ok. 10h), wyżarz rekrystal 280÷300˚C (5h) oraz utwardz dyper. Stosow. w przem spoż, chem i okrętowym. Stopy AlCuMg (2÷5% Cu, do 2,5% Mg i do 1% Mn)- DURALI. Posiad złoż, wielofaz struk. Fe, Si, Ti, Ni, zwiększ wytrzym. OC.: wyżarz ujedno480˚÷530˚C, wyżarz rekrystal390˚-400˚C (5-6h) i utwardz dyspr: przesyc w temp495˚÷500˚C w wodzie, starzenie durali może być samorzutne (kilka dni), przyspiesz80˚-120˚C. Durale charak się małą odporn na korozję. Zabezp się je przez platerowanie czystym Al, lakierowanie proszkowe czy utlenianie powierzch. Wytrzym durali cynk można zw przez OC: przesyc 460˚-520˚C i starz120˚-170˚C.

---