Roztwór ciekły- roztwór ciekły węgla w żelazie Ferryt-roztwór stały węgla w zelazie α Austenit- roztwór stały węgla w Ŝelazie γ Cementyt-węglik złoŜony Fe3C Pierwszorzędowy-wydzielający się z roztworu ciekłego, wzdłuŜ linii CD Drugorzędowy- wydzielający się z austenitu wskutek zmniejszającej się rozpuszczalności węgla w Fea, ES Trzeciorzędowy-wydzielający się z ferrytu wskutek zmniejszającej się rozpuszczalności węgla w Fea, P Perlit- mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu, 0,77%C, występującą poniŜej 727 oC Ledeburyt- mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu, 4,30%C, występującą w zakresie 727÷1148 oC Ledeburyt przemieniony- mieszanina perlitu i cementytu, 4,30%C, utworzona w wyniku przemiany austenitu z ledeburytu w perlit, trwała poniŜej 727 oC przemiana perytektyczna ciecz B+ ferryt H austenit J 1495oC w wyniku chłodzenia ferrytu d o składzie punktu H reaguje on z roztworem ciekłym L o składzie z punktu B dając w rezultacie austenit o składzie z punktu J. Przemiana ta zachodzi w stopach o zawartości węgla w zakresie 0,09 ÷ 0,53 %C. przemiana eutektyczna 1148C ciecz C ledeburyt (austenit E +Fe3 C1 w wyniku chłodzenia roztwór ciekły o składzie z punktu C (4,3 %C) ulega rozkładowi na mieszaninę eutektyczną złoŜona z austenitu o składzie punktu E i cementytu, zwaną ledeburytem. Przemiana zachodzi we wszystkich stopach o zawartości węgla między 2,06 ÷ 6,67% C. przemiana eutektoidalna 727C austenit S perlit P (ferryt Fe3 C2) w wyniku chłodzenia austenitu o składzie punktu S (0,77% C) ulega on rozkładowi na mieszaninę eutektoidalną ferrytu o składzie punktu P i cementytu drugorzędowego, nazywaną perlitem. Przemiana ta występuje we wszystkich stopach o zawartości węgla wyŜszej od 0,0218%. przemiana alotropowa Fea Feg zachodzi w czystym Ŝelazie w temperaturze 912oC, oznacza: - przy chłodzeniu – początek wydzielania się ferrytu z austenitu; - przy nagrzewaniu – przemianę ferrytu w austenit Feg Fea zachodzi w stopach o zawartości poniŜej 0,17% C przemiany magnetyczne- magnetyczna cementytu w temperaturze 230 oC; - -magnetyczna ferrytu zachodzi w temperaturze 770 oC w stopach poniŜej 0,6% C, powyŜej 0,65% C przemiana magnetyczna zachodzi równocześnie z przemianą alotropową. Zastosowanie konstrukcyjna,narzędziowa,o szczególnych właściwościach,stopowa na klasy jakości jakościowa,specjalna sposób wytwarzania martenowska,elektryczna,konwertowana,inne sposób odtleniania uspokojona,półuspokojona,nieuspokojona ze względu na postać lana,kuta,walcowana na gorąco,walcowana na zimno,ciągniona skład chemiczny niestopowa,stopowa Stale stopowe konstrukcyjne i maszynowe i na urządzenia ciśnieniowe są stosowane w budowie maszyn i urządzeń pracujących w temperaturach od 25 do 300 oC, w środowisku o niewielkim działaniu korozyjnym. Zawartość węgla w tych stalach waha się od 0,1 do 0,2 %C. polepszenie hartowności, jak również zwiększenie własności mechanicznych po wcześniejszej obróbce cieplnej. Pierwiastki węglikotwórcze zwiększają twardość i odporność na ścieranie, wpływają na zmniejszenie wielkości ziarn a, przeciwdziałają kruchości odpuszczania Stale stopowe narzędziowe spełniają szereg wymagań takich jak: zapewnienie stałości kształtu wykonanych z nich narzędzi, dużą odp orność na przenoszenie obciążeń bez odkształceń plastycznych, odporność na zużycie, w tym głównie na ścieranie. Właściwości te stale stopowe narzędziowe zyskują poprzez szereg stosowanych zabiegów metalurgicznych, obróbki plastycznej i cieplnej. Stale szybkotnące są głównie stosowane na wieloostrzowe narzędzia skrawające, na narzędzia wykrojnikowe i narzędzia do obróbki plastycznej na zimno i na gorąco. Stale te wykazują dużą twardość i odporność na ścieranie w temperaturze do 600 oC. Stale narzędziowe do pracy na gorąco stosowane są n a narzędzia pracujące w zakresie temperatur od 250 do 700 oC Stale narzędziowe do pracy na zimno są stosowane na narzędzia, które nie osiągają w czasie pracy temperatury 200 oC. Od stali stopowych do pracy na zimno wymaga się dużej twardości i odporności na ścieranie. Aby uzyskać takie właściwości stale te poddaje się hartowaniu w oleju, czasami na powietrzu i odpus zczaniu niskiemu (150÷260 oC). Stale odporne na korozję dzielimy według: strukturę i tu wyróżniamy:- stale ferrytyczne;- stale martenzytyczne;- stale martenzytyczne umacniane wydzieleniowo;- stale austenityczne;- ferrytyczno austenityczne;-składu chemicznego:- wysokochromowe;- chromowo-niklowe;- chromowo-niklowo-manganowe. Stale żaroodporne i żarowytrzymałe stosuje się na elementy pracujące w temperaturach powyżej 550 oC. Żaroodporność to odporność stopu na działanie czynników chemicznych, głównie powietrza oraz spalin i ich agresywnych składników powyżej wspomnianej temperatury.Stale żaroodporne i żarowytrzymałe dzieli się na trzy grupy: - stale ulepszane cieplnie – stosowane na blachy i rury kotłowe, zawory silników cieplnych, łopatkiturbin;- stale ferrytyczne (chromowe) – armatura pieców przemysłowych;- stale austeniczne (chromowo-niklowe) – elementy silników lotniczych i samochodowych, turbin gazowych. Stale o szczególnych właściwościach magnetycznych są przede wszystkim stosowane w przemyśle elektronicznym i elektrotechnicznym , również na elementy nadbudówek w przemyśle okrętowym. Stale te dzielimy według pozostałości magnetycznych i dzielimy je na: - miękkie – stosowane w postaci blach elektrotechniczn ych prądnicowych zawierające około 0,08%C i od 0,4 do 3,4%Si. Stale te w postaci cienkich blach znajdują zastosowanie jako blachy transformatorowe, obudowy stojanów i wirników maszyn elektrycznych.

Obróbka cieplna zwykle jest to proces technologiczny, w wyniku którego uzyskuje się zmiany właściwości metali i stopów będące funkcją temperatury i czasu

Przemiana martenzytyczna Przy powolnym chłodzeniu austenit rozkłada się na ferryt i cementyt (α + Fe3C), kiedy to jest czas na dyfuzję i koncentrację węgla, dzięki czemu powstaje cementyt, a opuszczone przez węgiel obszary austenitu zamieniają się na ferryt. JeŜeli austenit zostanie gwałtownie przechłodzony to powstanie nietrwała faza zwana martenzytem, która zawsze będzie miała tendencję do rozpadu na równowagowe fazy: ferryt i cementyt.

WyŜarzanie polega na nagrzaniu stali do odpowiedniej temperatury i następnym powolnym chłodzeniu. WyŜarzanie zupełne i normalizowanie przeprowadza się z zakresu austenitu temperatura wyŜarzania zupełnego wynosi 25 ÷ 30°C Przy wyŜarzaniu zupełnym materiał chłodzi się powoli, razem z piecem, a przy normalizowaniu – na powietrzu.

Po wyŜarzaniu zupełnym w stali występuje perlit gruby. Stal jest miękka i dobrze się skrawa. Jest to stosunkowo kosztowna operacja związana z długim czasem przebywania

materiału w piecu. Celem normalizowania jest uzyskanie dobrego perlitu w stali, polepszenie właściwości wytrzymałościowych i przygotowanie struktury przed ostateczną obróbką cieplną. WyŜarzanie zmiękczające (sferoidyzację) stosuje się w celu otrzymania sferoidu, czyli perlitu, w którym znajduje się cementyt kuleczkowy. Dzięki temu zwiększa się plastyczność stali, a tym samym udarność.

Hartowanie zwykłe jest najprostszym sposobem hartowania. Odbywa się przez nagrzanie przedmiotu do zakresu austenitu i następnie zanurzenie w ośrodku chłodzącym aŜ do zupełnego ochłodzenia. Przy tym sposobie chłodzenia występują duŜe róŜnice w temperaturze warstwy powierzchniowej i rdzenia przedmiotu.

Hartowanie stopniowe

Przy tym sposobie hartowania najpierw przedmiot szybko chłodzi się w kąpieli hartowniczej mającej temperaturę wyŜszą od temperatury Ms danej stali. Po wytrzymaniu przez pewien czas w tej kąpieli (czas ten nie moŜe być za długi, nie moŜe dojść do przemiany γ→ α +Fe3C), przedmiot powinien mieć jednakową temperaturę w rdzeniu i warstwie powierzchniowej. Po tym czasie następuje wolne chłodzenie w drugim ośrodku chłodzącym, podczas którego zachodzi przemiana austenitu w martenzyt. Dzięki takiemu chłodzeniu w przedmiocie powstają mniejsze napręŜenia i unika się pęknięć hartowniczych.

Odpuszczanie

Martenzyt jest bardzo twardy, ale i bardzo kruchy, tym bardziej, im więcej zawiera węgla. Twardość i ciągliwość są przeciwstawne sobie, im większa twardość, tym mniejsza ciągliwość. W przypadku odpuszczania martenzytu w większym stopniu rośnie ciągliwość i udarność niŜ maleje twardość i wytrzymałość. Martenzyt odpuszczony ma stosunkowo duŜą wytrzymałość i dobrą udarność, jeŜeli jest odpowiednio obrobiony cieplnie (odpuszczony).

1odpuszczanie w niskiej temperaturze w zakresie 150 ÷ 250°C, które ma na celu usunięcie, a przynajmniej zmniejszenie napręŜeń hartowniczych przy nieznacznym polepszeniu plastyczności z jednoczesnym zachowaniem wysokiej twardości i wytrzymałości; 2) odpuszczanie w średniej temperaturze w zakresie 250 ÷ 500°C, które ma na celu uzyskanie wysokiej spręŜystości przy dostatecznej udarności oraz utrzymanie wysokiej wytrzymałości; 3) odpuszczanie w wysokiej temperaturze w zakresie 500°C ÷ Ac1, które ma na celu uzyskanie bardzo wysokiej udarności przy moŜliwie jeszcze dobrej wytrzymałości

Hartowanie izotermiczne Przy hartowaniu izotermicznym następuje przemiana austenitu na ferryt i węglik w stałej temperaturze, powyŜej temperatury Ms, ale poniŜej przegięcia krzywych C.