NoM

Metale i ich stopy:
Najczęściej stosowanymi materiałami metalowymi są stale, czyli stopy żelaza z węglem i innymi pierwiastkami oraz stopy odlewnicze żelaza (żeliwa, staliwa).

Liczną grupę materiałów metalowych stanowią metale nieżelazne i ich stopy. Ich znaczenie rośnie szczególnie w wyniku rozwoju technologii przetwarzania oraz zapotrzebowania na materiały o szczególnych właściwościach.

Ogólna charakterystyka żelaza:
1.Liczba atomowa 26
2.Masa atomowa 55,85
3.Wykazuje dwie odmiany alotropowe:
-alfa- sieć RPC układu regularnego A2
-gamma - sieć RSC układu regularnego A1
4.Wysokie ciśnienie od ok. 12-13 GPa wywołuje powstanie odmiany
o się HZ.
5.Nie występuje w przyrodzie w postaci rodzimej.
6.Poprzez redukcję tlenków i ewentualne topnienie strefowe w próżni otrzymuje się
surówkę.
7.W procesie konwerterowym następuje redukcja węgla i innych pierwiastków.
8.Kąpiel metalową o właściwym składzie odważa się do wlewnic lub w sposób ciągły.
9.Techniczna odmiana żelaza nosi nazwę Armco.

Stale, ogólna klasyfikacja stali:
Definicja stali - stal jest plastycznie i cieplnie obrabialnym stopem żelaza z węglem
(do ok. 2%) i innymi pierwiastkami, otrzymywanym w procesach ze stanu ciekłego.

Zasady oznaczania stali:
Zgodnie z normami europejskimi obowiązują dwa systemy oznaczania stali:
-znakowy
-cyfrowy

Symbole w znaku stali są tak dobrane, że wskazują na jej główne cechy dzieli się na dwie główne grupy: -Gr. 1: znaki symbolami wskazującymi na zastosowanie oraz właściwości mechaniczne lub
fizyczne (np. S235, P460, R0900)
-Gr. 2: znaki z symbolami wskazującymi na skład chemiczny stali (np. C35…)

Grupa 1-wg właściwości i zastosowania:
Znak początkowy stali:
S - konstrukcyjne
P - na urządzenia ciśnieniowe
L - na rury przewodowe
B - na zbrojenie betonu
E - maszynowe na wyroby walcowane na gorąco
H - o podwyższonej granicy plastyczności
M - na wyroby elektrotechniczne walcowane na zimno

Cyfry po znaku początkowym - podają minimalną wartość granicy plastyczności dla
najmniejszego zakresu wymiarowego (np. S275-> min 275 MPa)

Jest pewna grupa stali:
Znak:
Y - do betonu sprężonego
R - na szyny lub w postaci szyn
Za którymi umieszcza się liczbę będącą minimalną wytrzymałością na rozciąganie.

Inne znaki początkowe stali:
D - wyroby płaskie ze stali miękkich przeznaczonych do kształtowania na zimno,
za którymi umieszcza się:
C - dla wyrobów walcowanych na zimno
D - dla wyrobów walcowanych na gorąco
X - dla wyrobów bez charakterystyki walcowania oraz dwa symbole cyfrowe

Symbole dodatkowe:
JR - udarność w temp. 20^oC i energii młota 27[J]
J0 - udarność w temp. 0^oC i energii młota 27[J]
J2 - udarność w temp. -20^oC i energii młota 27[J]
K2 - udarność w temp. -20^oC i energii młota 40[J]
L0 - udarność w temp. 0^oC i energii młota 60[J]
G - inne cechy oznakowane dalej jedną lub dwoma cyframi
Q - ulepszona cieplnie
C - do formowania na zimno
D - do powlekania na gorąco
E - do emaliowania
F - do kucia
L - do stosowania w niskich temperaturach
W - odpornych na korozje atmosferyczne

Grupa 2 - wg składu chemicznego:
Znak stali zależy od składu chemicznego:
1.Stal niestopowa o zawartości Mn<1%
C - średnia procentowa zawartość węgla razy 100

2.Stal niestopowa o zawartości Mn>=1%, niestopowe stale automatowe i stale
stopowe (bez szybkotnących) o zawartości każdego pierwiastka st. < 5%
C
symbol pierwiastka o podwyższonej zawartości
zawartość procentowa każdego pierwiastka pomnożonego przez
„współczynnik”
Współczynnik:
4 - Cr, Co, Mn, Ni, Si, W
10 - Al., Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr
100 - Ce, N, P, S
1000 - B

3.Stal stopowa (bez szybkotnących) gdzie jeden z pierwiastków przewyższa 5%
X - symbol pierwiastka o podwyższonej zawartości Cr, Mo itp. i na końcu liczby
podające średnie stężenie głównych pierwiastków stopowych w procentach
(np. X8CrNiMoAl15-7-2)

4.Stale szybkotnące
HR i liczby podające średnie stężenie w procentach - pierwiastków w kolejności
W, Mo, V, Co (np. HS2-9-1-8; HS0-4-1; HS18-0-1)
Gdy brak W, Mo, V to piszemy 0, gdy brak Co nie piszemy nic.

System cyfrowy:
Numer gatunku, który podawany jest zamiast znaku jest łatwiejszy do elektronicznego przetwarzania danych.
1XXYY
1-stal
XX - zasadniczy podział stali
YY - dwie cyfry wyróżniające konkretny gatunek w grupie

Inne systemy oznaczania stali:
????????????????????????????????????????????/

Główne kryteria klasyfikacji stali:
Skład chemiczny: -niestopowe
-stopowe

Podstawowe zastosowanie: -konstrukcyjne
-narzędziowe
-o szczególnych właściwościach

Stopień czystości (zawartości P i S): -zwykłej jakości
-wyższej jakości
-najwyższej jakości

Sposób odtleniania: -nieuspokojone
-półuspokojone
-uspokojone

Klasy jakości: -podstawowe
-jakościowe
-specjalne

Stan kwalifikacyjny: -surowy
-zmiękczony
-normalizowany

Stężenie węgla: -nisko węglowe (do 0,25)
-średnio węglowe (do 0,6)
-wysoko węglowe (ponad 0,6)

Stężenie pierwiastków: -niskostopowe
-średniostopowe
-wysokostopowe

Postać wyrobu: -blachy
-pręty
-rury
-odkuwki
-inne

Klasyfikacja stali wg składu chemicznego
Stale niestopowe (węglowe), w których:
domieszka < stężenie graniczne < pierwiastek stopowy

Opis struktury:
-znak stali
-stan technologiczny
-opis mikrostruktury (wpierw to czego najwięcej)
-powiększenie
-trawienie

Sumaryczne stężenie pierwiastków:
niskostopowe - w którym stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla)
nie przekracza 2%, a suma pierwiastków nie przekracza 3,5%
średniostopowe - w którym stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla)
mieści się między 2% - 8%, a suma pierwiastków nie przekracza 12%
wysokostopowe - w którym stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla)
przekracza 8%, a suma pierwiastków przekracza 55%

Podgrupy stali stopowych:
W zależności od głównego pierwiastka lub kilku pierwiastków w stalach stopowych:
-manganowe
-krzemowe
-chromowo - manganowe
-chromowe
-chromowo - niklowe
-chromowo - molibdenowe
-chromowo - niklowo - molibdenowe
-inne

Struktura i właściwości stali węglowych:
W zależności od ?????????????????????????????????

Struktura stali niestopowych:
Czyste żelazo i stale o bardzo małej zawartości węgla posiadają strukturę czystego ferrytu.

Wzrost zawartości węgla w przedziale do ok. 0,8% C powoduje pojawienie się w strukturze płytkowego perlitu, którego zawartość rośnie osiągając 100%.

Z ilości perlitu i ferrytu w strukturze stopu pod eutektoidalnego można wznosić o zawartości węgla
x=(P/100)0,8

Rola domieszek:
Domieszki w stalach niestopowych - pozostałość z procesu metalurgicznego, wytapiania
stali, a także w wyniku przetwarzania złomu stalowego.

Zasadnicze domieszki:
Mangan - w ilości do 0,8% działa korzystnie tworząc siarczek MnS o wyższej
temperaturze topnienia od siarczku żelaza. Niekorzystny rozrost ziarn w czasie
obróbki cieplnej i plastycznej na gorąco

Krzem

Fosfor - w ilości do 0,05% niepożądany powoduje kruchość na zimno. Stale
zawierające fosfor charakteryzują się podwyższona temperaturą przejścia w stan kruchości i skłonnością do kruchości na niebiesko, gruboziarnistości i segregacji

Siarka - w ilości do 0,05% niepożądany, tworzy siarczki MnS o temperaturze
topnienia do 1620 stopni Celsjusza i FeS, ciekłe już w 1000 stopni Celsjusza. Powoduje
kruchość stali na gorąco, zwłaszcza podczas obróbki ????????????????????

Tlen, azot i wodór - składniki ujemnie oddziaływujące na własności:
Wodór - zdecydowanie szkodliwy, wzbudza powstawanie płatków śnieżnych
odwęglania, pęcherzy gazowych oraz segregacji fosforu.

Azot - zmniejsza plastyczność, powoduje kruchość na niebiesko, zwiększa
skłonności stali do starzenia, szczególnie po zaprawie

Tlen

Klasy jakości stali niestopowych:
-podstawowe
-jakościowe
-specjalne

W tej grupie stali mieszczą się również stale niestopowe podstawowe, wcześniej była to oddzielna grupa.

Przegląd stali niestopowych:
Tworzywem najczęściej używanym w budowie maszyn, na konstrukcje stalowe i do wyrobu przedmiotów powszechnego użytku jest stal węglowa walcowana lub kuta na gorąco.

Wyroby z tych stali nie są poddawane obróbce cieplnej z wyjątkiem wyżarzania?????????

Stale niestopowe konstrukcyjne i maszynowe:
Stale niestopowe konstrukcyjne i maszynowe należą do klasy stali jakościowych.

W zależności od wymaganych właściwości mechanicznych rozróżnia się różne gatunki stali niestopowych konstrukcyjnych.

Stale niestopowe maszynowe:
Normy wyróżniają spośród stali konstrukcyjnych grupę stali maszynowych, które są
stosowane na elementy maszyn.

Stale niestopowe na urządzenia ciśnieniowe:
Stosowane na urządzenia ciśnieniowe nie podlegające w czasie pracy dużym
obciążeniom.

Stale niestopowe do nawęglania:
Do nawęglania lub azotonawęglania przeznacza się stale niestopowe niskowęglowe.
Są to stale niestopowe specjalne, klasyfikowane na podstawie składu chemicznego.
Nawęglane elementy maszyn wykonuje się również ze stali automatowych i niektórych stali
konstrukcyjnych.

Stale niestopowe do ulepszania cieplnego i hartowania powierzchniowego:
Są przeznaczone głównie do produkcji elementów maszyn w stanie ulepszonym
cieplnie, hartowanym powierzchniowo, chociaż można je stosować w stanie znormalizowanym. Podstawą klasyfikacji tej grupy jest ich skład chemiczny, a w szczególności stężenie węgla.

Stale niestopowe o określonym przeznaczeniu:
Wśród stali niestopowych można ponadto wyodrębnić liczne grupy stali o określonym
przeznaczeniu:
-automatowe przeznaczone do obróbki skrawaniem na szybkobieżnych obrabiarkach
i automatach
-walcowane na gorąco do obróbki plastycznej na zimno
-walcowane na zimno i przeznaczone do obróbki plastycznej na zimno
Skład chemiczny, właściwości, zastosowanie, oraz oznakowanie ??????????????????????????

Stale niestopowe sprężynowe:
Stosuje się na sprężyny i resory o małym przekroju, ze względu na ich małą hartowność. Powinny cechować się:
-możliwie wysoką granicą sprężystości R_SP
-dużą wartością stosunku R_SP do umownej granicy plastyczności R_P0,2
i wytrzymałości na rozciąganie R_m

Stale niestopowe narzędziowe:
Stale narzędziowe niestopowe wysokowęglowe znalazły zastosowanie na narzędzia
tnące di drewna, ?????????????????????????????????????????????????????

Obróbka cieplna narzędziowych stali niestopowych:
W celu uzyskania wymaganych właściwości stale narzędziowe niestopowe, poddaje
się hartowaniu z temperatury ??????????????????????????????????????????????

---