Mangan - stosowany jest w st. maszynowych do ok. 3-4%, natomiast w innych grupach nawet do 20%. Jest tanim, łatwym do wprowadzenia pierw. Perlitotwórczym podwyższa wytrzymałość i twardość ferrytu. W umiarkowany sposób podwyższa hartowność, ale obniżając temp. Przemiany martenzytycznej i eutektoidalnej zwiększa ilość austenitu cząstkowego. Zwiększa wrażliwość stali na kruchość, zwiększa gruboziarnistość stali, podwyższa granice sprężystości i odporności na ścieranie. Jest pierw. Węglikotwórczym, ale w stalach nie tworzy węglików. Może zastępować częściowo deficytowo nikiel. Nikiel - w stalach maszynowych w ilości od 1- 5%, w innych grupach stali nawet do 20-30%. Oddziaływuje w podobny sposób jak Mn. Hamuje nawet austenit, zwiększa segregacje pierw. podczas krzepnięcia. Jest węglikotwórczy, ale w stalach nie tworzy węglików. W niskowęglowych stalach o strukturze ferrytycznej i ferrytyczno-perlitycznej. Najkorzystniej ze wszystkich pierw. wpływa na podwyższenie wytrzymałości, twardości przy zachowaniu wysokiej udarności stali. Podwyższa hartowność, obniża próg kruchości. Kobalt - jako jedyny pierw. obniża hartowność (zwiększa krytyczną szybkość chłodzenia). Nie tworzy węglików, zwiększa skłonność do grafityzacji cementytu (nie występuje w typowych stalach maszynowych). Jest bardzo deficytowym pierw. Chrom - stosunkowo tani, uniwersalny składnik stali, w stalach maszynowych występuje w ilości do ok. 5% w innych grupach stali nawet 30-35%, bardzo silnie oddziaływuje na hartowność stali, ale podwyższa temp. przemiany eutektoidalnej. Jest węgliko i azotko twórczy, przez co zwiększa twardość i odporność na ścieranie. Opóźnia proces rozpadu martenzytu. Przy zawartości powyżej 12% zwiększa potencjał elektrochemiczny stali, przez co zwiększa odporność na korozje. Azot - zwiększa skłonność do starzenia stali. Bor - dodawany w ilościach do ok.0,005% przy tych zawartościach silnie zwiększa hartowność stali, węgliko twórczy, najbardziej intensywny wpływ boru uwidacznia się po hartowaniu i niskim odpuszczaniu. Powoduje przy większych ilościach gruboziarnistość, obniża wytrzymałość stali.	Molibden - Bardzo drogi, bardzo deficytowy pierw. w stalach maszynowych dodawany do ok.0,5% węgliko twórczy, opóźniając przemianę perlityczna, umożliwia hartowanie bainityczne nawet na powietrzu. Bardzo silnie zwiększa hartowność stali, ale również zwiększa ilość austenitu szczątkowego, zwiększa twardość wtórną, opóźnia procesy odpuszczania, a co najważniejsze przeciwdziała kruchości stali. Uodparnia stal na przegrzania (na rozrost austenitu). Stosowany w stalach o podwyższonych temp. Wolfram - węgliko twórczy wywołuje twardość wtórną. Bardzo silnie podwyższa temp. przemiany eutektoidalnej (temp. austenityzowania), co ogranicza jego zastosowanie w stalach maszynowych. Zwiększa hartowność, ale w stopniu mniejszym od Ch, Ni, Mo, zapewnia drobnoziarnistość stali. Wanad - dodawany w ilościach do ok. 1,5% silnie węgliko twórczy, azotko twórczy, intensywnie zwiększa hartowność, ale wymaga wysokiej temp. Austenityzowania. Opóźnia procesy odpuszczania, zapewniając wysoką twardość martenzytu. Tytan - stosowany w ilości do 0.5% zwiększa hartowność, ale wymaga wysokiej temp. Austenityzowania, ze względu na trwałe węgliki wywołuje twardość wtórną. Niob - dodawany w ilości do ok. 2% silnie zwiększa hartowność, ale dopiero po rozpuszczeniu w austenicie. W szerokim zakresie temp. Od 300-700^oC tworzy węgliki wtórne. Krzem - dodawany jest w stalach konstrukcyjnych w ilości od 5-7% jest pierw. ferrytotwórczym, grafitotwórczym, bardzo silnie umacnia ferryt. Zwiększa hartowność, opóźnia procesy odpuszczania w zakresie średnich temp. Od 300-500 podwyższa granice plastyczności, a szczególnie granice sprężystości. Podwyższa odporność na powierzchniowe odtlenianie. Aluminium - dodawane w ilości do ok. 1%. Tworzy bardzo twarde azotki, umacnia ferryt, w mniejszym stopniu wpływa na hartowność stali. Miedź - jest pierw. grafitotwórczym nie wpływa na hartowność stali, jest perlitotwórcza podwyższa odporność na korozje, ale wywołuje kruchość stali na gorąco.
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.
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.	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).
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. Sweroidyzujące - 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 H po przeróbce	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.

Mangan - stosowany jest w st. maszynowych do ok. 3-4%, natomiast w innych grupach nawet do 20%. Jest tanim, łatwym do wprowadzenia pierw. Perlitotwórczym podwyższa wytrzymałość i twardość ferrytu. W umiarkowany sposób podwyższa hartowność, ale obniżając temp. Przemiany martenzytycznej i eutektoidalnej zwiększa ilość austenitu cząstkowego. Zwiększa wrażliwość stali na kruchość, zwiększa gruboziarnistość stali, podwyższa granice sprężystości i odporności na ścieranie. Jest pierw. Węglikotwórczym, ale w stalach nie tworzy węglików. Może zastępować częściowo deficytowo nikiel. Nikiel - w stalach maszynowych w ilości od 1- 5%, w innych grupach stali nawet do 20-30%. Oddziaływuje w podobny sposób jak Mn. Hamuje nawet austenit, zwiększa segregacje pierw. podczas krzepnięcia. Jest węglikotwórczy, ale w stalach nie tworzy węglików. W niskowęglowych stalach o strukturze ferrytycznej i ferrytyczno-perlitycznej. Najkorzystniej ze wszystkich pierw. wpływa na podwyższenie wytrzymałości, twardości przy zachowaniu wysokiej udarności stali. Podwyższa hartowność, obniża próg kruchości. Kobalt - jako jedyny pierw. obniża hartowność (zwiększa krytyczną szybkość chłodzenia). Nie tworzy węglików, zwiększa skłonność do grafityzacji cementytu (nie występuje w typowych stalach maszynowych). Jest bardzo deficytowym pierw. Chrom - stosunkowo tani, uniwersalny składnik stali, w stalach maszynowych występuje w ilości do ok. 5% w innych grupach stali nawet 30-35%, bardzo silnie oddziaływuje na hartowność stali, ale podwyższa temp. przemiany eutektoidalnej. Jest węgliko i azotko twórczy, przez co zwiększa twardość i odporność na ścieranie. Opóźnia proces rozpadu martenzytu. Przy zawartości powyżej 12% zwiększa potencjał elektrochemiczny stali, przez co zwiększa odporność na korozje. Azot - zwiększa skłonność do starzenia stali. Bor - dodawany w ilościach do ok.0,005% przy tych zawartościach silnie zwiększa hartowność stali, węgliko twórczy, najbardziej intensywny wpływ boru uwidacznia się po hartowaniu i niskim odpuszczaniu. Powoduje przy większych ilościach gruboziarnistość, obniża wytrzymałość stali.	Molibden - Bardzo drogi, bardzo deficytowy pierw. w stalach maszynowych dodawany do ok.0,5% węgliko twórczy, opóźniając przemianę perlityczna, umożliwia hartowanie bainityczne nawet na powietrzu. Bardzo silnie zwiększa hartowność stali, ale również zwiększa ilość austenitu szczątkowego, zwiększa twardość wtórną, opóźnia procesy odpuszczania, a co najważniejsze przeciwdziała kruchości stali. Uodparnia stal na przegrzania (na rozrost austenitu). Stosowany w stalach o podwyższonych temp. Wolfram - węgliko twórczy wywołuje twardość wtórną. Bardzo silnie podwyższa temp. przemiany eutektoidalnej (temp. austenityzowania), co ogranicza jego zastosowanie w stalach maszynowych. Zwiększa hartowność, ale w stopniu mniejszym od Ch, Ni, Mo, zapewnia drobnoziarnistość stali. Wanad - dodawany w ilościach do ok. 1,5% silnie węgliko twórczy, azotko twórczy, intensywnie zwiększa hartowność, ale wymaga wysokiej temp. Austenityzowania. Opóźnia procesy odpuszczania, zapewniając wysoką twardość martenzytu. Tytan - stosowany w ilości do 0.5% zwiększa hartowność, ale wymaga wysokiej temp. Austenityzowania, ze względu na trwałe węgliki wywołuje twardość wtórną. Niob - dodawany w ilości do ok. 2% silnie zwiększa hartowność, ale dopiero po rozpuszczeniu w austenicie. W szerokim zakresie temp. Od 300-700^oC tworzy węgliki wtórne. Krzem - dodawany jest w stalach konstrukcyjnych w ilości od 5-7% jest pierw. ferrytotwórczym, grafitotwórczym, bardzo silnie umacnia ferryt. Zwiększa hartowność, opóźnia procesy odpuszczania w zakresie średnich temp. Od 300-500 podwyższa granice plastyczności, a szczególnie granice sprężystości. Podwyższa odporność na powierzchniowe odtlenianie. Aluminium - dodawane w ilości do ok. 1%. Tworzy bardzo twarde azotki, umacnia ferryt, w mniejszym stopniu wpływa na hartowność stali. Miedź - jest pierw. grafitotwórczym nie wpływa na hartowność stali, jest perlitotwórcza podwyższa odporność na korozje, ale wywołuje kruchość stali na gorąco.
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.
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.	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).
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. Sweroidyzujące - 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 H po przeróbce	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.

---