| Stale niestopowe, żeliwo | Data: | |
|---|---|---|
| TD-I, LP2 | ocena |
Stal
Jest to stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,06%, 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 otrzymuje się z surówki w procesie świeżenia – stary proces, w nowoczesnych instalacjach hutniczych dominują piece konwertorowe, łukowe, próżniowe, pozwalające na uzyskanie wysokiej jakości stali. 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.
Konstrukcyjna stal niestopowa
Stal używana do budowy konstrukcji stalowych, części urządzeń i maszyn o typowym przeznaczeniu. Gdy konstrukcja lub element urządzenia pracuje w trudnych lub ekstremalnych warunkach atmosferycznych, wytężeniowych lub cieplnych, stosuje się stale specjalne. Stal konstrukcyjna dostarczana jest w szerokiej gamie wyrobów hutniczych.
Maszynowa stal niestopowa
Grupę tą stanowią gatunki stali niestopowej jakościowej i specjalnej przemysłowejdo utwardzanie powierzchni przez nawęglanie lub hartowanie powierzchnowe oraz stosowane w stanie normalizowanym lub ulepszonym cieplnie i przeznaczone do wytrzania elementów maszyn. Maszynowa stal niestopowa, produkowana jako jakościowa i specjalna, różni się od gatunków jakosci podstawowej staranniejszymi metodami wytwarzania, wiekszą czystością i dokładniejsza kontrolą wyrobów; ma więc lepsze i bardziej jednorodne właściwości. Znak stali składa się z liczby dwucyfrowej określającej średnia zawartość węgla podaną w setnych procenta. Gatunki ze zwiększoną zawartością mangamu mają ponadto literę G. Znaki poszczególnych gatunków magą zawierać także litery związane z wymagana dodatkowo jakością lub określające wymagania określonej hartowności stali.
Narzędziowa stal niestopowa
Stal narzędziowa, która nie posiada większej ilości dodatków stopowych oprócz węgla, którego zawartość mieści się w granicach 0.5% - 1.3%. Innymi cechami odróżniającymi stale węglowe narzędziowe od stali konstrukcyjnej jest zmniejszona zawartość manganu i drobnoziarnistość. Od większości stali narzędziowych węglowych wymaga się by były płytkohartujące (zobacz hartowność stali). Na mniej odpowiedzialne narzędzia stosuje się tańszą stal głęboko hartującą się. Płytkie hartowanie jest pożądane, gdyż zapewnia twardość powierzchni narzędzia, przy jednoczesnej wytrzymałości rdzenia narzędzia na uderzenia. Polska Norma PN-84/H-85020 podaje szereg stali narzędziowych węglowych: N5, N6, N7, N7E, N8, N8E, N9, N9E, N10, N10E, N11, N11E, N12, N12E, N13, N13E. Litera N jest ogólnym oznaczeniem stali narzędziowych, liczba koduje średnią zawartość węgla z mnożnikiem 10 (np. dla N11, zawartość węgla leży w granicach 1,05-1,14%). Symbol E na końcu oznacza, że stal jest płytko hartująca się
Typy stali niestopowych:
Stal 45 (1.0530)
Opis:
Stal węglowa do ulepszania cieplnego, dobrze spawalna, zgrzewalna, łatwa w obróbce
Zastosowanie:
na średnio obciążone elementy maszyn, osie, wały, koła zębate, tarcze, drążki, walce, wirniki pomp
Skład chemiczny [%]
| C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni | Mo | W | V | Al | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,42-0,5 | 0,5-0,8 | 0,1-0,4 | max 0,04 | max 0,04 | max 0,3 | max 0,3 | max 0,1 | - | - | - | max 0,3 |
Stal 15:
Opis:
Stal niestopowa do utwardzania powierzchniowego.
Zastosowanie:
W stanie nawęglonym i hartowanym na mało obciążone części konstrukcyjne o miękkim rdzeniu i znacznej twardości powierzchni: wały, czopy, osie.
Stal L 360 GA (1.0499):
Opis:
Stal niestopowa jakościowa na rury, stal konstrukcyjna niestopowa.
Zastosowanie:
Rurociągi do mediów palnych, rurociągi wodne w przemyśle naftowym i gazowym.
Żeliwo
Jest to stop odlewniczy żelaza z węglem zawierający ponad 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 żeliwniakami. 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.
Żeliwa 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
żeliwo stopowe