Politechnika Łódzka

Filia w Bielsku-Białej

Wydział Budowy Maszyn

Studia dzienne inżynierskie

Semestr III

Sprawozdanie z laboratorium metaloznawstwa.

Temat: Stale stopowe.

1.Wiadomości wstępne.

Stale zawierające oprócz węgla celowo wprowadzone pierwiastki, niezależnie od ich ilości nazywamy stalami stopowymi. Wprowadzając do żelaza dodatki stopowe możemy zmienić w szerokich granicacach jego własności. Najczęściej stosowanym i najtańszym dodatkiem jest węgiel. Stopy żelaza z węglem to stale węglowe.

W zależności od przeznaczenia stale muszą się cechować określonym zespołem własności, dlatego można je podzielić na trzy grupy:

-stale konstrukcyjne-stosowane do wyrobu części maszyn i konstrukcji. W tej grupie znajdują się stale do nawęglania, azotowania, ulepszania, łożyskowe i sprężynowe.

-stale narzędziowe-stale narzędziowe do pracy na zimno i gorąco oraz stale szybkotnące.

-stale i stopy o szczególnych własnościach-nierdzewne, żaro-i kwaso odporne, zaworowe, odporne na ścieranie, mające określone własności magnetyczne i elektryczne.

Stal można klasyfikować wg. struktury w stanie równowagi lub w stanie wyżarzonym. W stanie równowagi na :

a)podeutektoidalne-ferrytyczne lub ferrytyczno-perlityczne

b)eutektoidalne- perlityczne

c)nadeutektoidalne-o strukturze złożonej z perlitu i węglików

d)ledeburyczne-o strukturze złożonej z ledeburytu i perlitu

Po przyśpieszonym chłodzeniu na:

a)perlityczną

b)bainityczną

c)martenzytyczną

d)austeniczna

Ogół pierwiastków stopowych, które tworzą z żelazem roztwory stałe można podzielić na dwie grupy:

a) rozszerzające zakres ausyenitu-należą tu pierwiastki , które podwyższają A₄ i obniżają A₃.

b) zwężające zakres austenitu-tutaj należą pierwiastki , które obniżają A₄ i podwyższają A₃.

Dodanie do stopu żelaza pierwiastków stopowych powoduje przesunięcie charakterystyczne punktów układu równowagi Fe-Fe₃C , takich jak S, E co jest istotne przy doborze temperatur obróbki cieplnej, a jednocześnie ma wpływ na strukturę stopu. Prawie wszystkie pierwiastki stopowe przesuwają punkty S, E w lewo tzn. Do niższych zawartości węgla. Najsilniej działają wolfram , molibden , tytan, słabiej krzem, najsłabiej chrom i mangan.

2. Przebieg ćwiczenia.

1. próbka 3.3 - Stal łożyskowa ŁH15

skład:

C- 1.05%

Mn- 0,31%

Si- 0,22%

Cr- 1,47%

S- 0,01

P- 0,02%

Struktura - sferoid / cementyt kulkowy. Przed obróbką cieplną wprowadzono chrom w celu utwardzenia struktury oraz mangan dla zwiększenia hartowności. Próbka trawiona nitalem.

2. próbka 3.4 - Stal szybkotnąca SW18 wyżarzona

skład:

C- 0,78% Mn- 0,38% Si- 0,25% P- 0,02%

S- 0,02% Cr- 4,1% W- 18,2% Ni- 0,28%

Struktura ujawnia pasmowy rozkład węglików zgodny z kierunkiem przeróbki plastycznej (grube odosobnione węgliki pierwotne, drobniejsze wtórne i bardzo drobne węgliki eutektoidalne, które wchodzą w skład podstawowego tła sorbitycznego. Próbkę trawiono w chlorku miedzi.

3. próbka 3.5 - Stal szybkotnąca SW18 po hartowaniu

skład:

C- 0,78% Mn- 0,38% Si- 0,25% P- 0,02%

S- 0,02% Cr- 4,1% W- 18,2% Ni- 0,28%

W skutek przegrzania powstały ziarna martenzytu. Na granicach ziaren wydzielona eutektyka węglikowa oraz siatka węglików. Wewnątrz ziaren nierozpuszczone węgliki pierwotne.

3. Wnioski.

. Wprowadzenie pierwiastków stopowych poprawia hartowność stali, poprawia własności mechaniczne, utwardza. Stal stopowa posiada charakterystyczną strukturę - punkty S i E wykresu Fe-Fe₃C są przesunięte w lewo w związku z tym, że składniki stopowe nie tworzące węglików rozszeżają zakres istnienia austenitu.

Stal stopową możemy poddać obróbce plastycznej ( kucie), w skutek czego dojdzie do ukierunkowania struktury, tak jak jest to widoczne w stali szybkotnącej.

W stali łożyskowej struktura ujawnia cementyt kulkowy na tle ferrytu. Jednak ferryt ten jest ferrytem

---