Austenit – roztwor staly, miedzywezlowy wegla w odmianie alotropowej zelaza γ, o maksymalnej rozpuszczalności wegla 2,11%

Ferryt – roztwor staly, miedzywezlowy wegla w odmianie alotropowej zelaza α

Martenzyt – przesycony roztwor staly wegla w odmianie alotropowej zelaza α

Cementyt –weglik zelaza (Fe3C) o strukturze rombowej, zawiera 6,67%C mas wegla

Perlit – eutektoid o zawartosc 0,77%C, powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej przy temperaturze 727˚C

Ledeburyt – mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu, powstaje z roztworu cieklego o zawartości 4,3%C

1. Rodzaje wiazan:

- atomowe (kowalencyjne) – powstaja w wyniku dazenia atomow do tworzenia 2 lub 8-elektronowych konfiguracji gazow szlachetnych przez powstanie wspólnych par wiazacych

- jonowe – jest spowodowane dazeniem roznych atomow do utworzenia trwalych 8-elektronowych konfiguracji poprzez uwspolnienie elektronow

- van der Waalsa – na skutek nierownomiernego rozkładu ładunków w chmurach elektronowych powstaja chwilowe dipole, które z kolei indukuja dipole w sąsiednich atomach. Wynikiem tego jest dzialanie bardzo slabych sil miedzyatomowych, zwanych silami van der Waalsa

- metaliczne – dzieki niskiemu potencjałowi jonizującemu, po zbliżeniu atomow na odległość charakterystyczna dla skondensowanego stanu skupienia nastepuje oderwanie elektronow wartościowości od rdzeni atomowych, zachowuja się jak elektrony swobodne

2. Uklady krystalograficzne metali:

- regularny - parametry katowe: α= β= γ=90˚ podstawowe periody identyczności: a0=b0=c0

typy sieci Bravais’go: prymitywny, sciennie centrowany, przestrzennie centrowany

- tetragonalny - pk: α= β= γ=90˚ ppi: a0=b0≠c0 tsB: prymitywny, przestrzennie centrowany

- rombowy - α= β= γ=90˚ ppi: a0≠b0≠c0 tsB: prymitywny, przestrzennie centrowany, centrowany na

podstawie, sciennie centrowany

- heksagonalny - α= β= 90˚ γ=120˚ ppi: a0=b0≠c0 tsB: prymitywny

- romboedryczny - α= β= γ≠90˚ ppi: a0=b0=c0 tsB: prymitywny

- jednoskośny - α= β= 90˚ γ≠90˚ ppi: a0≠b0≠c0 tsB: prymitywny, centrowany na podstawie

- trójskośny - α≠ β≠ γ≠90˚ ppi: a0≠b0≠c0 tsB: prymitywny

4. - Faza – jednorodna czesc układu pod względem chemicznym i krystalograficznym, oddzielona od reszty układu granica miedzyfazowa

- Układ – zbior faz, jeżeli fazy znajduja się w równowadze termodynamicznej mowimy o układzie równowagi

- Składniki – substancje proste lub zlozone nie ulegajace przemianom, z których składają się fazy układu

- Rownowaga fazowa – jest wtedy, gdy w określonych warunkach termodynamicznych stosunki ilościowe miedzy fazami układu pozostaja stale

- Rownowaga termodynamiczna – okresla stan układu, kryterium równowagi termodynamicznej jest energia swobodna, która w warunkach równowagi osiaga wartość minimalna

6. przewodnictwo cieplne – polega na przekazywaniu energi z cial cieplejszych do cial zimniejszych na skutek zderzen elektronow i czasteczek, proces ten trwa dopóki cala nadwyzka energi kinetycznej nie rozejdzie się równomiernie po calym ciele.

przewodnictwo elektryczne - jest to zjawisko przepływu ładunków elektrycznych (prąd elektryczny) pod wpływem pola elektrycznego. Ze względu na wielkość oporności elektrycznej właściwej substancje można podzielić na izolatory (dielektryki), półprzewodniki oraz przewodniki.

7. twardosc – opor przeciw wciskaniu w badany material odpowiednio dobranego wgłębnika, którym może być kulka, stozek lub ostroslup. Pomiary twardości znalazly powszechne zastosowanie w przemysle do kontroli jakości materiałów ze względu na ich prostote. Pomiary te sa także nieniszczące i nie wymagaja pracochłonnego przygotowania próbek. Większość metod badania twardości należy do statycznych, tzn nastepuje powolne wciskanie wglebnika przy dzialaniu sily stalej lub stopniowo wzrastającej do określonej wartości, ale jest również znana metoda dynamiczna, polegajaca na wciskaniu wgłębnika przez uderzenie. Do metod statycznych naleza metody: Brinella, Rockwella, Vickersa, a dynamiczna jest metoda Poldi.

Udarność – miara odporności metali i stopow na pekanie przy obciążeniach dynamicznych, definiuje się ja jako stosunek pracy K, potrzebnej do zlamania znormalizowanej probki pod wpływem uderzenia, do jej przekroju poprzecznego S0, w miejscu zlamania lub pracy J, potrzebnej do zlamania probki o znormalizowanym przekroju K. Badania udarności można dokonac za pomoca mlotu Charpy’ego. Należy zaznaczyc ze udarność materialu silnie zalezy od sposobu przeprowadzenia proby, a zwłaszcza od kształtu probki i konstrukcji mlota uzytego do lamania.

Wytrzymałość zmeczeniowa – odporność na pekanie w warunkach zmiennych naprężeń

Odporność na pekanie – czynnikiem sprzyjającym kruchemu pekaniu jest duza szybkość odkształcenia gdyz w tych warunkach dyslokacje nie nadążają się przemieszczac. Wskutek tego udzial odkształcenia zmniejsza się.

Krzywa Wohlera – do jej wykreslenia trzeba zuzyc około 10 probek, które obciaza się coraz to mniejsza sila notując każdorazowo liczbe cykli, przy ktorej nastepuje pekniecie.

Krzywa pełzania – w probie pełzania mocuje się dana probke w uchwytach i umieszcza w piecu w stalej temperaturze, ktora nastepnie zostaje obciazona za pomoca dźwigni odpowiednim ciężarkiem. Zwykle w tej probie wyznacza się jedna z dwoch własności umownych: 1. Granice pelzania 2. Wytrzymałość na pełzanie. W ciagu calego czasu trwania proby kontroluje się wydłużenie probki lub jest wykreslany wykres zależności wydłużenia od czasu (∆l od czasu t). Na wykresie można wyroznic trzy zakresy odpowiadające trzem stadiom pełzania. I stadium cechuje się zmniejszeniem nachylenia krzywej co wskazuje na spadek prędkości pełzania. II stadium pokazuje ze zależność odkształcenia od czasu jest prostoliniowa. W III stadium nastepuje wzrost nachylenia krzywej co jest związane ze zwiekszeniem naprężeń w wyniku zmniejszenia czynnego przekroju probki.

Proba rozciagania – polega na rozciaganiu probki az rozerwania, zarejestrowaniu zależności uzytej sily od wydłużenia probki i wyznaczeniu jednej lub wiecej własności mechanicznych przy temperaturze otoczenia, z których najważniejsze to: wskaźniki wytrzymałości i plastyczności.

11.

Utwardzanie wydzieleniowe – możliwe w stalach i stopach nieżelaznych, obrobka cieplna polegajaca na wydzieleniu dyspersyjnych faz, wywołujących silne umocnienie. Najsilniej umacniaja stop czastki koherentne z osnowa, które sa zapętlane; czastki niekoherentne mogą być scinane przez dyslokacje i ich wpływ na umocnienie jest mniejszy.

Utwardzanie roztworowe –

13. Przemiany:

- bainityczna – zachodzi w stalach weglowych poniżej temperatury najmniejszej trwałości austenitu. Jest również nazywana przemiana posrednia. Przyjmuje się ze rozpoczyna się od utworzenia zarodkow ferrytu które powstaja na granicach ziarn austenitu na skutek fluktuacji stężenia wegla. Z ferrytu tego wydzielaja się nastepnie bardzo drobne czastki węglików. Badania wykazaly ze wegliki te sa bogatsze w wegiel i maja strukture heksagonalna. Przemiana bainityczna zaczyna się po ochlodzeniu austenitu do pewnej określonej temperatury Bs, a konczy się w temperaturze Bf, co upodabnia ja do przemiany martenzytycznej. W temperaturze zwartej miedzy Bs i Bf przemiana nie zachodzi do konca. Pozostaly austenit ulega po ochlodzeniu przemianie w martenzyt. Mechanizm przemiany bainitycznej jest pod pewnymi wzgledami podobny do przemiany martenzytycznej, np. w wyniku przemiany tworzy się na powierzchni zgładu charakterystyczny relief. Wystepuje również okreslona zależność krystalograficzna miedzy fazami. Od przemiany martenzytycznej rozni się tym, ze wzrost plytek bainitu jest powolny i ciągły, co swiadczy o dyfuzyjnym charakterze przemiany.

Bainit gorny – powstaje w zakresie temperatur 550-400˚C, pierzasty, stal o takiej strukturze wykazuje bardzo mala odporność na pekanie

Bainit dolny – powstaje przy temperaturach poniżej 400˚C, cecha odróżniająca go od struktury bainitu gornego jest listwowy charakter przesyconego ferrytu oraz wystepowanie drobnodyspersyjnych wydzielen węglików wewnątrz listew ferrytu.

- perlityczna – zachodzi po ochlodzeniu austenitu poniżej temperatury Ar1. W warunkach równowagi z austenitu o zawartości 0,77%C powstaje mieszanina eutektoidalna ferrytu o zawartości 0,0218%C i cementytu o zawartości 6,67%C. zarodki perlitu powstaja na granicach ziarn austenitu. W kierunku wnętrza ziarna austenitu zaczyna rosnac plytka cementytu, wzrost powoduje znaczne zmniejszenie stężenia wegla w jej sąsiedztwie, umożliwiając powstanie plytek ferrytu. Dalsze narastanie plytek cementytu i ferrytu w glab austenitu odbywa się wedlug tego samego mechanizmu. W jednym ziarnie austenitu może powstac kilka zgrupowan (kolonii) w przybliżeniu równoległych plytek cementytu i ferrytu. Ze wzrostem przechlodzenia austenitu poniżej temperatury A1 rosnie liczba zarodkow perlitu, a także szybkość narastania faz w perlicie, co powoduje powstawanie coraz drobniejszego perlitu. Im cieńsze plytki ferrytu i cementytu w perlicie, tym wieksza jest twardosc stali. Predkosc przemiany zalezy od szybkości zarodkowania koloni perlitycznych. Kinetyka zarodkowania zalezy od struktury austenitu i jego jednorodności. Im drobniejsze ziarno tym zarodkowanie szybsze, a struktura perlitu bardziej drobnoziarnista, gdyz powstaje wiecej kolonii i sa one mniejsze.

- austenityczna – trzy etapy: utworzenie austenitu niejednorodnego, utworzenie austenitu jednorodnego, rozrost ziarna austenitu. W przypadku nagrzania perlitu powyżej temperatury A1 perlit staje się nietrwaly termodynamicznie i ulega przemianie w austenit. Przemiana ma charakter dyfuzyjny. Ze wzrostem temperatury szybkość tej przemiany rosnie. Jest to efektem wzrostu współczynnika dyfuzji kontrolującej te przemiane. Ponieważ zarodki powstaja na granicach plytek perlitu, jego dyspersja sprzyja zachodzeniu przemiany. Z kolei duza jednorodność austenitu utrudnia powstawanie zarodkow i opoznia przemiane. Szybkość przemiany zalezy od stopnia nagrzania perlitu powyżej temperatury A1, a także od jego struktury. Skłonność do rozrostu ziarna zalezy od rodzaju stali. Dla stali umownie drobnoziarnistej, w miare wzrostu temperatury ziarna austenitu rosna najpierw bardzo wolno, a poczynając od pewnej temperatury, nastepuje ich gwałtowny wzrost. W stalach umownie gruboziarnistych rozrost ziarna austenitu nastepuje natychmiast po zakończeniu przemiany perlitu w austenit.

Odpuszczanie – wyzarzanie wczesniej zahartowanej stali w celu uzyskania materialu o optymalnych wlasnosciach wytrzymalosciowych i plastycznych, wyrozniamy odpuszczanie niskie, srednie, wysokie

Niskie – poddaje się glownie narzędzia które powinna cechowac wysoka twardosc i odporność na scieranie

Srednie – jest stosowane w celu nadania obrabianym elementom wysokiej granicy sprężystości przy równoczesnym polepszeniu ich własności plastycznych

Wysokie – własności wytrzymałościowe wyraznie maleja, a plastyczne wzrastaja

14.

Obrobka cieplna – zespol zabiegow cieplnych mających na celu zamiane własności materialu wynikajaca z zachodzacych w materiale przemian fazowych

Wyzarzanie – zabieg obrobki cieplnej polegajacy na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wytrzymaniu przy tej temperaturze i nastepnym powolnym studzeniu. Celem tego zabiegu jest przybliżenie stanu stopu do warunku równowagi

Rodzaje wyzarzan:

Ujednoradniajace, zupełne, niezupełne, normalizujące, odprężające, z przemiana izotermiczna, sferoidyzujace, rekrystalizujące.

Ulepszanie cieplne – polaczenie zabiegu hartowania i średniego lub wysokiego odpuszczania

Hartowanie – obrobka cieplna polegając a na nagrzaniu stali do odpowiedniej temperatury, a nastepnie szybkim schlodzeniu w celu spowodowania przemiany prowadzacej do uzyskania materialu o podwyższonej wytrzymałości i twardości, wyrozniamy hartowanie bainityczne i martenzytyczne a także objętościowe i powierzchniowe

- bainityczne – stal chlodzona jest z prędkością mniejsza od krytycznej lub stosuje się chlodzenie z wytrzymaniem izotermicznym powyżej temperatury Ms az do zajscia przemiany bainitycznej

- martenzytyczne – polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowania, wygrzaniu i chlodzeniu z szybkością wieksza od krytycznej, w wyniku którego zachodzi tylko przemiana martenzytyczna

- objętościowe – austenityzowanie obejmuje cala objętość obrabianego cieplnie przedmiotu, a grubosc warstwy zahartowanej zalezy wyłącznie od własności materialu i szybkości chlodzenia, rodzaje: hartowanie zwykle, stopniowe, przerywane, bainityczne

- powierzchniowe – nagrzewanie jest ograniczone do cienkiej warstwy i to w tych miejscach, które maja być obrobione cieplnie, nie wywołują duzych naprężeń i odkształceń termicznych, rodzaje: hartowanie indukcyjne, plomieniowe

Hartowność stali – jest to zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej, na hartowność stali wpływają: sklad chemiczny austenitu, wielkość ziarna austenitu, jednorodność austenitu, obecność nierozpuszczonych podczas austenityzowania czastek, do okreslenia hartowności stosuje się metody:

ocena hartowności na przelomie, metoda krzywych U wedlug Grosmana, proba chlodzenia od czola wedlug Jominy

metoda krzywych U wedlug Grosmana – na zahartowanych w wodzie lub w oleju cylindrycznych probkach dokonuje się pomiarow twardości wzdłuż ich średnicy. Graficzne przedstawienie wynikow pomiarow w postaci wykresu twardosc-srednica przekroju pozwala na otrzymanie krzywych o kształcie litery U. Za granice strefy zahartowanej przyjmuje się miejsce, gdzie wystepuje najbardziej gwałtowny spadek twardości. Jest to tzw. strefa polmartenzytyczna.

Proba chlodzenia od czola wedlug Jominy – cylindryczna probka po austenityzowaniu jest umieszczana w specjalnym aparacie, gdzie chlodzona jest natryskiem wody tylko dolna plaszczyzna czolowa probki. Po ostygnieciu probki i przeszlifowaniu wzdłuż dwoch przeciwległych tworzących na oszlifowanych powierzchniach dokonuje się pomiarow twardości w skali HRC. Usrednione wyniki pomiarow przedstawia się w formie graficznej jako wykres twardości w zależności od odległości od czola.

15.

Nawęglanie – celem jest uzyskanie twardej, odpornej na scieranie warstwy przy zachowaniu ciągliwego rdzenia. Polega na nasyceniu weglem wierzchnich warstw czesci wykonanych ze stali niskowęglowych.

Azotowanie – celem jest otrzymanie bardzo twardej, odpornej na scieranie warstwy wierzchniej, bez potrzeby dalszej obrobki cieplnej. Zwieksza również odporność na korozje stali oraz wytrzymałość zmeczeniowa. Jest stosowane dla stali uprzednio ulepszonych cieplnie.

Borowanie – zwiekszenie odporności czesci maszyn i narzedzi na scieranie, szczególnie na dzialanie luznego ścierniwa. Borowaniu poddaje się min narzędzia wiertnicze, elementy pomp, osie, kola napedowe pojazdow gąsienicowych, narzędzia do pracy na zimno i na goraco.

16.

Wpływ pierwiastkow stopowych na własności stali zalezy w znacznym stopniu od tego w jakiej fazie dany pierwiastek wystepuje. W zależności od ilości i rodzaju pierwiastkow stopowych mogą one występować w następujących fazach:

- rozpuszczac się w ferrycie lub austenicie

- tworzyc wegliki, azotki i węglikoazotki

- tworzyc fazy miedzymetaliczne z żelazem lub miedzy soba

- tworzyc związki z domieszkami i znajdowac się we wtraceniach niemetalicznych

- w nielicznych przypadkach mogą występować w stanie wolnym

Pierwiastki stopowe znajdujące się w roztworach stalych (ferrycie lub austenicie) wpływają min. na własności mechaniczne tych faz, na przemiane martenzytyczna i skłonność do odpuszczania. Wchodzenie pierwiastkow stopowych do innych faz najczęściej dziala umacniająco na metal, chociaż zmniejszaja niekiedy bardzo znacznie plastyczność stali.

17.

Klasyfikacja stali stopowych wedlug zastosowania:

- konstrukcyjne

- narzędziowe

- stale i stopy o szczególnych własnościach

Klasyfikacj stali stopowych wedlug struktury, w stanie równowagi możemy podzielic je na:

- podeutektoidalne – ferrytyczne lub ferrytyczno-perlityczne

- eutektoidalne – perlityczne

- nadeutektoidalne – o strukturze zlozonej z perlitu i weglikow

- ledeburytyczne – o strukturze zlozonej z perlitu i ledeburytu

Po przyspieszonym chlodzeniu stale mogą mieć strukture:

- ferrytyczna – przy znikomej zawartości wegla i znacznej ilości pierwiastkow ferrytotworczych

- perlityczna – mala zawartość pierwiastkow stopowych, austenit cechuje się mala trwałością w zakresie perlitycznym

- bainityczna – w zakresie przemiany perlitycznej trwalosc austenitu jest duza, a w zakresie przemiany bainitycznej mala

- martenzytyczna – wieksza zawartość pierwiastkow stopowych zwiększających trwałość austenitu, ale nie obniżających Ms poniżej temperatury pokojowej

- austenityczna – duza trwałość austenitu i polozenie Ms poniżej temperatury pokojowej

Klasyfikacja wedlug rodzaju pierwiastkow stopowych:

np. stale chromowe, chromowo-niklowe, chromowo-molibdenowe