Imie i nazwisko

WEEiA, Energetyka

Numer indeksu : 111111

Rok Akademicki 2013/2014

Materiały Konstrukcyjne i Eksploatacyjne

Laboratorium

Ćwiczenie nr ………

Stale i stopy o specjalnych właściwościach

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze strukturą stali stopowych oraz stopów metali kolorowych (nieżelaznych), poznanie ich właściwości i zastosowania

1. Podstawowe wiadomości

Stale stopowe- stopy żelaza z węglem i specjalnie wprowadzonymi pierwiastkami stopowymi (dodatki stopowe) nadającymi odpowiednich własności fizycznych, chemicznych, wytrzymałościowych oraz technologicznych.

Klasyfikacja stali stopowych:

• Do pracy w podwyższonych temperaturach,

• Odporne na korozje (nierdzewne i kwasoodporne),

• Żaroodporne,

• Magnetycznie twarde

Metale nieżelazne (kolorowe)- metale i ich stopy nie zawierające żelaza. Do metali kolorowych zalicza się m.in.: miedź, cynk, cynę, ołów, aluminium, a do stopów: mosiądz i brąz. Są to ciała dobrze przewodzące ciepło jak i prąd elektryczny

Mosiądz – stop miedzi i cynku, zawierający do 40% cynku. Może zawierać dodatki innych metali, takich jak ołów, aluminium, cyna, mangan, żelazo, chrom oraz krzem. Topi się w temp. poniżej 1000 °C (zależnie od gatunku)

Stopy Tytanu- lekkie stopy (ok. 4,5 g/cm³), zawierające  73-99% tytanu. Charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi w szerokim zakresie temperatur, poddają się obróbce plastycznej, skrawaniu, odlewaniu, zgrzewaniu, spawaniu i lutowaniu

1. Fazy i składniki strukturalne stali stopowych.

Ferryt – jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie alfa. Powstaje poprzez wchodzenie atomów węgla do luk oktaedrycznych i tetraedrycznych.

Austenit – jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11%. W warunkach równowagi nie może istnieć poniżej temperatury A1 (727°C).

Perlit – jest eutektoidem o zawartości 0,77% C. Powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej, zachodzącej w temp. 727°C. Zbudowany jest na przemian z płytek ferrytu i cementytu

Cementyt – węglik żelaza (Fe3 C) o strukturze rombowej. Zawiera 6,67 % masy węgla.

1. Przebieg ćwiczenia

NAZWA: Stal Hadfielda

STRUKTURA: ferryt + cementyt manganowy

TRAWIENIE: HNO₃ i HF

POWIĘKSZENIE: 100x

NAZWA: Blacha Transformatorowa

STRUKTURA: ferryt

TRAWIENIE: nital

POWIĘKSZENIE: 100x

NAZWA: Stal Zaworowa

STRUKTURA: osnowa martenzytyczna + wyraźne wydzielenia . węglików

TRAWIENIE: HNO₃ i HF

POWIĘKSZENIE: 500x

NAZWA: Stal Austenityczna- Kwasówka (X5CrNi18-10)

STRUKTURA: jednofazowa- austenit

TRAWIENIE: HNO₃ i HF

POWIĘKSZENIE: 500x

NAZWA: Miedź

STRUKTURA: miedź α

TRAWIENIE: FeCl₃ HCl

POWIĘKSZENIE: 100x

NAZWA: Mosiądz

STRUKTURA: mosiądz jednofazowy

TRAWIENIE: FeCl₃ HCl

POWIĘKSZENIE: 100x

NAZWA: Stop Tytanu Ti6Al4V

STRUKTURA: tytan α i β

TRAWIENIE: geperd

POWIĘKSZENIE: 500x

NAZWA: γTiAl

STRUKTURA: wydzielenia międzymetaliczne Ti i Al

TRAWIENIE: geperd

POWIĘKSZENIE: 200x

1. Wnioski

1. Staliwo Hatfielda(1,1- 1,3% węgla) to stal o bardzo dużej odporności na ścieranie, podczas zgniatania umacnia się. Dzięki temu wykorzystywana jest do produkcji gąsienic, rozjazdów kolejowych i koszy koparek.

2. Blacha transformatorowa jest materiałem po walcowaniu i rekrystalizacji, posiada specjalne właściwości magnetyczne, nie występują w niej zjawiska prądów wirowych oraz magnetostrykcji. Może być wykorzystywana w budowie transformatorów.

3. Stal zaworowa charakteryzuje się odpornością na wysoką temperaturę ( żarowytrzymała). Wykorzystywana jest do budowy zaworów silników spalinowych.

4. Miedź wykazuje dobre przewodnictwo cieplne, jak i elektryczne. Dzięki temu doskonale nadaje się do produkcji przewodów elektrycznych. Stosowana również jako barwnik do szkła i katalizator

5. Mosiądz (stop miedzi i cynku, zawierający do 40% Zn). W normalnych warunkach jest odporny na korozję. Wykorzystywana min. Do wyrobu sztucznej biżuterii

6. γTiAl to lekki stop tytanu i glinu. Jest on wykorzystywany do prac w wysokiej temperaturze dzięki swoim właściwościom żaroodpornym

7. Właściwości jak i struktura badanych stali i metali nieżelaznych zależą od typów i ilości dodatków stopowych

8. Zastosowanie różnych poziomów powiększenia do badania próbek pozwoliło na zbadanie struktury w różnym stopniu szczegółowości

9. Wielkość ziaren oraz ich orientacja mają duży wpływ na właściwości fizyczne materiału, Im większe ziarna tym materiał jest bardziej plastyczny