Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,11%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt, występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.
Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki. Do pożądanych składników stopowych zalicza się głównie metale (chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie tlenków siarki, fosforu zwane są zanieczyszczeniami.
Stal dostarczana jest w postaci różnorodnych wyrobów hutniczych – wlewki, pręty okrągłe, kwadratowe, sześciokątne, rury okrągłe, profile zamknięte i otwarte (płaskowniki, kątowniki, ceowniki, teowniki, dwuteowniki), blachy.
Im większa zawartość węgla, a w konsekwencji udział twardego i kruchego cementytu, tym większa twardość stali, węgiel w stalach niskostopowych wpływa na twardość poprzez wpływ na hartowność stali, im większa zawartość węgla tym dłuższy czas jest potrzebny do przemiany perlitycznej – co w konsekwencji prowadzi do przemiany bainitycznej i martenzytycznej. W stalach stopowych wpływ węgla na twardość jest również spowodowany tendencją niektórych metali, głównie chromu, do tworzenia związków z węglem – głównie węglików o bardzo wysokiej twardości.

Podział Stali

ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych)
- stal węglowa(niestopowa) Niskowęglowa Średniowęglowa wysokowęglowa
ze względu na zastosowanie
- stal konstrukcyjna ogólnego przeznaczenia niskostopowa wyższej jakości automatowa łożyskowa sprężynowa do azotowania do ulepszania cieplnego
- stale historyczne stal damasceńska

Oznaczanie stali wg zastosowania i własności

Znak stali oznaczanych wg ich zastosowania i własności mechanicznych lub fizycznych zawiera następujące główne symbole:

a) S - stale konstrukcyjne,

P - stale pracujące pod ciśnieniem,

L - stale na rury przewodowe,

E - stale maszynowe, za którymi umieszcza się liczbę będącą minimalną granicą plastyczności w MPa

b) B - stale do zbrojenia betonu, za którym umieszcza się liczbę będącą charakterystyczną granicą plastyczności;

c) Y - stale do betonu sprężonego,

R - stale na szyny lub w postaci szyn, za którymi umieszcza się liczbę będącą wymaganą minimalną wytrzymałością ni rozciąganie;

d) H - wyroby płaskie walcowane na zimno ze stali o podwyższone wytrzymałości przeznaczone do

kształtowania na zimno, za którym umieszcza się liczbę będącą wymaganą minimalną granicą plastyczności albo jeżeli jest wymagana tylko wytrzymałość na rozciąganie, wtedy umieszcza się literę T, za którą podaje się wymaganą minimalną wytrzymałość na rozciąganie;

e) D - wyroby płaskie ze stali miękkich przeznaczonych do kształtowania na zimno, za którym umieszcza się jedną z następujących liter:

1) C - dla wyrobów walcowanych na zimno,

2) D - dla wyrobów walcowanych na gorąco przeznaczonych do kształtowania na zimno,

3) X - dla wyrobów bez charakterystyki walcowania (na zimno lub na gorąco);

oraz dwa symbole cyfrowe lub literowe charakteryzujące stal;

f) T - wyroby walcowni blachy ocynowanej, za którym umieszcza się:

1) dla wyrobów o jednokrotnie redukowanej grubości - literę H, za którą podaje się liczbę będącą

wymaganą nominalną twardością wg HR 30Tm;

2) dla wyrobów o dwukrotnie redukowanej grubości - liczbę będącą wymaganą nominalną

granicą plastyczności;

g) M - stale elektrotechniczne, za którym umieszcza się:

1) liczbę będącą 100-krotną wymaganą maksymalną stratnością w W·kg-1,

2) liczbę będącą 100-krotną nominalną grubością wyrobu w mm,

3) liczbę oznaczającą rodzaj blachy lub taśmy elektrotechnicznej, tj.:

A - o niezorientowanym ziarnie,

D - ze stali niestopowych, nie wyżarzonych końcowo,

E - ze stali stopowych, nie wyżarzonych końcowo,

N - o normalnie zorientowanym ziarnie,

S - o zorientowanym ziarnie i zmniejszonej stratności,

P - o zorientowanym ziarnie i dużej przenikalności magnetycznej.

Stale niestopowe specjalne do ulepszania cieplnego i utwardzania powierzchniowego

G - stal o podwyższonej zawartości manganu,

A - stal o podwyższonej czystości w zakresie fosforu i siarki,

AA - stal o zaostrzonych wymaganiach w zakresie składu chemicznego

rs - stal o regulowanej zawartości siarki,

h - stal o wymaganej hartowności,

H - stal o podwyższonej dolnej granicy twardości w stosunku do wymaganego pasma

hartowności,

L - stal o obniżonej granicy twardości w stosunku do wymaganego pasma hartowności, przy

czym cyfry (np. 4, 5, 15) po literach hH i hL oznaczają odległości od czoła próbki w

milimetrach (4 mm, 5 mm, 15 mm).

Oznaczanie stali stopowych konstrukcyjnych i maszynowych

Sposób oznaczania różnych gatunków stali stopowych konstrukcyjnych został opracowany i

ujęty przez Polską Normę PN-89/H-84030/01.

Stale stopowe konstrukcyjne oznaczane są za pomocą znaku składającego się z: cyfr i liter.

Pierwsze dwie cyfry określają średnią zawartość węgla w setnych procenta. Litery oznaczają

pierwiastki stopowe:

G — mangan,

S — krzem,

H — chrom,

N — nikiel,

M — molibden,

T - tytan,

F - wanad (także V),

J — aluminium.

Żeliwo – stop odlewniczy żelaza z węglem, krzemem, manganem, fosforem, siarką i innymi składnikami, zawierający od 2 do 3,6% węgla w postaci cementytu lub grafitu. Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości chłodzenia. Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafitu. Także i dodatki stopowe odgrywają tu pewną rolę. Krzem powoduje skłonność do wydzielania się grafitu, a mangan przeciwnie, stabilizuje cementyt. Żeliwo otrzymuje się przez przetapianie surówki z dodatkami złomu stalowego lub żeliwnego w piecach zwanych żeliwiakami. Tak powstały materiał stosuje się do wykonywania odlewów. Żeliwo charakteryzuje się niewielkim - 1,0 do 2,0% skurczem odlewniczym, łatwością wypełniania form, a po zastygnięciu obrabialnością. Wyroby odlewnicze po zastygnięciu, by usunąć ewentualne ostre krawędzie i pozostałości formy odlewniczej, poddaje się szlifowaniu. Odlew poddaje się także procesowi sezonowania, którego celem jest zmniejszenie wewnętrznych naprężeń, które mogą doprowadzić do odkształceń lub uszkodzeń wyrobu. Żeliwo dzięki wysokiej zawartości węgla posiada wysoką odporność na korozję.

Żeliwo dzieli się na następujące kategorie:

• żeliwo szare:

  • szare zwykłe (zawiera grafit płatkowy różnej wielkości)

  • żeliwo sferoidalne (zawiera grafit sferoidalny)

  • żeliwo modyfikowane (zawiera drobny grafit płatkowy)

  • żeliwo wermikularne

• żeliwo białe

• żeliwo połowiczne

• żeliwo ciągliwe (zawiera grafit postrzepiony(kłaczkowy))

• żeliwo stopowe

Przykłady zastosowania żeliwa:

• przemysł motoryzacyjny,

• obudowa skrzyni biegów,

• piece żeliwne, kaloryfery

• inżynieria sanitarna (włazy kanałowe, rury, wpusty uliczne)

Miedź - jest metalem o barwie czerwonawej, cennymi własnościami są duża przewodność cieplna i elektryczna oraz odporność na korozję. Posiada zdolność do tworzenia stopów z różnymi pierwiastkami, o bardzo dobrych własnościach mechanicznych i specjalnych.

Zastosowanie:

- części maszyn i osprzętu (łożyska, elementy napędów, pompy) narażone na korozje, ścieranie i złe smarowanie

Aluminium

Jest metalem barwy srebrzystej, cechuje go dobra przewodność cieplna i elektryczna, duży współczynnik rozszerzalności cieplenj i dośc dobra odpornośc na korozję atmosferyczną oraz na działanie wody, niektórych kwasów organicznych, dwutlenku siarki i wielu innych związków chemicznych. Jest metalem bardzo plastycznym, ale ma niewielką wytrzymałość.

Odlewnicze stopy aluminium

Są stopami z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, rzadziej zawierają nikiel lub tytan. Odznaczają się dobrą lejnością, małym skurczem i dośc dobrymi własnościami mechanicznymi, szczególnie po obróbce cieplnej umacniającej, złożonej z przesycania i starzenia.

Stopy aluminium do przerobki plastycznej

Można podzielic na dwie grupy:

- stopy stosowane bez umacniaj ącej obróbki cieplnej

- stopy utwardzane dyspersyjnie

Stopy aluminium z manganem i magnezem umacnia się jedynie przez zgniot (obróbkę plastyczną na zimno). Chechuje je duża plastyczność, ale mała wytrzymałość, spawalnośc, duża odporność na korozję atmosferyczną, wody morskiej, olejów, paliw ciekłych.

Główne zastosowanie:

- przemysł chemiczny i spożywczy, części głęboko tłoczone, odkuwki matrycowe

- średnio obciążone elementy konstrukcji lotniczych

- transport

- spawane zbiorniki do cieczy i gazow

- elementy dekoracyjne w budownictwie i meblarstwie

Guma

Jest elastycznym produktem wulkanizacji kauczuku naturalnego lub syntetycznego. Otrzymuje się ją przez obróbkę mieszanek zawierających oprócz kauczuku inne substancje ułatwiające procesy przetwórcze oraz nadające gumie odpowiednie własności.

Właściwości fizyczne:

Guma w ścisłym znaczeniu nie jest odporna na wysoką temperaturę i pali się wydzielając czarny, gryzący dym. Jest nieprzepuszczalna dla wody i bardzo mało przepuszczalna dla gazów. Guma może być elastyczna w zakresie temperatur od -60 do 220 °C. Jednak w praktyce poszczególne gatunki gumy spełniają ten wymóg tylko w niewielkim zakresie temperatur. Oznacza to, że w zależności od przewidywanej temperatury pracy urządzenia należy zmieniać rodzaj zastosowanej gumy. Przykładem mogą być tutaj letnie i zimowe opony samochodowe. Guma może się rozciągnąć aż 12 razy, nim zostanie zerwana. Wytrzymałość na rozciąganie dla gumy to od 2,5 do 50 MPa. Gęstość gumy waha się w granicach od 1,1 do 2 i więcej g/cm³.

Drewno

W technice drewnem nazywa się surowiec otrzymany ze ściętych drzew i ukształtowany przez obrobkę na odpowienie sortymenty. Drewno jest tworzywem o budowie komórkowej.

Drewno jest bardzo dobrym materiałem konstrukcyjnym, zarówno w stanie naturalnym, jak i w postaci sklejak, płyt spilśnionych, wiórowych itd. Cechuje go lekkość, trwałość, sprężystość, znaczna wytrzymałość mechaniczna, mały współczynnik rozszerzalności ciepnej, mała przewodność cieplna i łatwość obróbki. W stanie suchym drewno wykazuje bardzo małą przewodność elektryczną, która jednak szybko wzrasta przy zwiększeniu jego wilgotności. Wspólną ujemną cechą wszystkich gatunków drewna jest higroskopijność – skłonność do pochłaniania wilgoci i wyparowywania jej po ogrzaniu, co wywołuje powstawanie pęknięć.

Drewno należy do najstarszych materiałów używanych przez człowieka. Obecnie stosowane jest jako materiał konstrukcyjny oraz wykończeniowy. Swoją popularność zawdzięcza swej lekkości i wystarczającymi do wielu zastosowań własnościami wytrzymałościowymi. Stosuje się je jako materiał na podłogi, boazerie, do wykonania więźb dachowych, ogrodzeń i pergoli, mebli i zabawek. W Ameryce Północnej (USA i Kanada), drewno jest ważnym materiałem budowlanym i używa się go do budowy większości niskich zabudowań mieszkalnych. Odpady powstałe przy produkcji różnych sortymentów drewna są wykorzystywane do produkcji płyt pilśniowych, wiórowych, OSB, sklejki, itd., które także są materiałem do wykonywania wielu przedmiotów codziennego użytku.

Polska norma (PN-79/D-01011, "wady drewna") wyróżnia następujące grupy wad:

• sęki,

• pęknięcia,

• wady kształtu,

• wady budowy,

• zabarwienia,

• zgnilizny,

• uszkodzenia mechaniczne

Tworzywo termoplastyczne - tworzywo sztuczne, które w określonej temperaturze i ciśnieniu zaczyna mieć własności lepkiego płynu. Tworzywa termoplastyczne można kształtować przez tłoczenie i wtryskiwanie w podwyższonej temperaturze a następnie szybkie schłodzenie do temperatury użytkowej.

Termoplasty można przetwarzać wielokrotnie w przeciwieństwie do duroplastów, jednak po każdym przetworzeniu zazwyczaj pogarszają się ich własności użytkowe i mechaniczne na skutek zjawiska depolimeryzacji oraz degradacji tworzących te tworzywa polimerów lub żywic.

Dzięki zjawisku termoplatyczności tworzyw sztucznych, można je kształtować w jednym, względnie prostym i szybkim procesie technologicznym. Umożliwia to tworzenie z nich przedmiotów o bardzo złożonym kształcie, który nie mógłby być osiągnięty przy pomocy technik skrawania, stosowanych dla metali czy technik spiekania stosowanych dla materiałów ceramicznych. Oprócz masowej produkcji z tworzyw termoplastycznych za pomocą technologii wtrysku skomplikowanych kształtek wykorzystywanych jako naczynia domowego użytku, elementy zabawek, mebli czy karoserii samochodów, można z nich także otrzymywać rury i folie w procesach ciągłego tłoczenia i wytłaczania. Wydmuchiwanie tworzyw termoplastycznych jest z kolei stosowane masowo do produkcji plastikowych butelek.

Do najczęściej stosowanych tworzyw termoplastycznych można zaliczyć:

• polietylen (PE)

• polipropylen (PP)

• polistyren (PS) oraz wersja wysokoudarowa (HIPS)

• polichlorek winylu (PVC)

• poli(tlenek metylenu) (PMO)

• poli(tereftalan etylenu) (PET)

• polimetakrylan metylu (PMMA)