BHP semestr I

23.XI.2008

TECHNIKI WYTWARZANIA Z MATERIAŁOZNAWSTWEM

Zmiany zachodzące w danym stopie pod wpływem ogrzewania lub ochładzania

Aby otrzymać żelazo z rud należy je zredukować. Najczęściej używanymi reduktorami są węgiel oraz tlenek węgla, które wyjątkowo łatwo reagują z tlenkami żelaza zwłaszcza w wysokiej temperaturze. Cały proces przeprowadza się w szybowych piecach. Od góry warstwowo do pieca wprowadza się:

-rudę żelaza

-koks

-topniki, czyli substancje które obniżają temperaturę topnienia rud, oraz ułatwiają oddzielenie metalu od innych domieszek. Najczęściej używanymi topnikami są piasek, wapień, dolomit

Obróbka cieplna stopów żelaza:

Jest to proces dokonywany na stopach żelaza z węglem w czasie którego pod wpływem ciepła i innych działań modyfikuje się niektóre właściwości fizyczne i chemiczne tych stopów. Podstawowymi rodzajami obróbki cieplnej stopów żelaza są:

-hartowanie

-przesycanie

-odpuszczanie

-ulepszanie cieplne

-wyżarzanie

Wyżarzanie – Operacja cieplna polegająca na nagrzaniu elementu stalowego do odpowiedniej temperatury, przetrzymanie w tej temperaturze , a następnie powolne schłodzenie

Hartowanie – Operacja cieplna której poddawana jest stal składająca się z dwóch bezpośrednio po sobie następujących faz:

Nagrzanie do temperatury powyżej przemiany austenitycznej, wygrzanie tak długo aby objęło całą objętością hartowanego obiektu, a następnie schłodzenie w taki sposób by struktura została niezmieniona

Metody hartowania:

-zwykłe

-stopniowe

-izotermiczne

-powierzchniowe

-płomieniowe

-indukcyjne

Odpuszczenie – Operacja cieplna której poddana jest stal wcześniej zahartowana celem jej jest usunięcie naprężeń hartowniczych oraz zmiana właściwości fizycznych zahartowanej stali, a przede wszystkim zmniejszenie twardości, a podniesienie udarności zahartowanej stali. Odpuszczenie polega na rozgrzaniu zahartowanego wcześniej przedmiotu do temperatury w granicach od 150⁰C do 650⁰C, przetrzymaniu w tej temperaturze, a następnie schłodzeniu

Rodzaje odpuszczania:

-niskie od 150⁰C do 250⁰C

-średnie 0d 250⁰C do 500⁰C

-wysokie powyżej 500⁰C

Obróbka cieplno-chemiczna stopów żelaza – Jest to zabieg dokonywania na stopach żelaza z węglem w których pod wpływem ciepła i chemicznego oddziaływania otoczenia, modyfikuje się własności fizyczne i chemiczne tych stopów. Podstawowymi rodzajami obróbki cieplno-chemicznej są:

-aluminiowanie

-azotowanie

-borowanie

-chromowanie

-nawęglanie

-siarkowanie

-węglo - azotowanie

Aluminiowanie – Polega na nasyceniu powierzchniowej warstwy przedmiotu aluminium.

Wyróżniamy 3 sposoby aluminiowania:

-gazowe (od 900⁰C do 100⁰C)

-w ośrodku stałym(od 900⁰C do 100⁰C)

-w ośrodku ciekłym(od 750⁰C do 800⁰C)

Przeprowadza się je głównie w celach zabezpieczenia przedmiotów (głównie stalowych) przed korozją

Azotowanie - Polega na nasyceniu powierzchniowej warstwy przedmiotu azotem. Azot ten wiąże się z żelazem oraz innymi dodatkami stopowymi tworząc azotki które powodują polepszenie następujących właściwości:

-odporność na ścieranie

-wytrzymałość na rozciąganie

-właściwości przeciwkorozyjne

Borowanie - Polega na nasyceniu powierzchniowej warstwy przedmiotu borem, jej skutkiem jest zwiększenie odporności na działanie kwasu solnego i innych kwasów, nadanie właściwości antykorozyjnych

Metody borowania:

-w ośrodkach stałych

-w ośrodkach ciekłych

-w ośrodkach gazowych

Chromowanie - Polega na nasyceniu powierzchniowej warstwy przedmiotu chromem. Pokrywanie przedmiotów metalowych i tworzyw sztucznych powłoką chromową. Proces prowadzony jest w temperaturze od 900­­­­­­­­­­­­­­­­⁰C do 1050⁰C przez od 3 do 12 godzin. Chromowanie stosuje się w celu zwiększenia odporności na zużycie, podniesienia własności termicznych lub dla ozdoby

Nawęglanie - Do nawęglania używa się stali niskowęglowej by podnieść twardość powierzchni , a co za tym idzie odporność na ścieranie przy równoczesnym pozostawieniu miękkiego elastycznego rdzenia.

Metody nawęglania:

-nawęglanie w proszkach

-nawęglanie gazowe

-nawęglanie w ośrodkach ciekłych

-nawęglanie próżniowe

Siarkowanie - Polega na nasyceniu powierzchniowej warstwy przedmiotu siarką. Przeprowadzone jest celem odporności na ścieranie, proces wykorzystywany jest głównie do narzędzi skrawających i do obróbki plastycznej

Węglo-azotowanie - Polega na nasyceniu powierzchniowej warstwy przedmiotu węglem i azotem w temperaturze od 500⁰C do 950⁰C.

Zaletami węglo-azotowania kąpielowego są:

-skrócenie czasu procesu w stosunku do nawęglania, uzyskanie powłok bardzo odpornych na ścieranie, stosunkowo niska temperatura procesu

Wadami węglo-azotowania kąpielowego są:

-niebezpieczne zatrucia pracowników parami soli cyjanowych oraz konieczność kontrolowania składu kąpieli