Metale lekkie-zalicza się do nich metale o małej gęstości , parokrotnie mniejszej niż gęstość żelaza. Należą do nich aluminium, beryl i lit.Aluminium-jest metalem krystalizującym w układzie regularnym ściennie centrowym o dość niskiej temperaturze topnienia wynoszącej 660. Gęstość aluminium jest trzykrotnie mniejsza niż żelaza. Czyste aluminium ma niewielkie właściwości wytrzymałościowe ale ma dobre właściwości plastyczne, jego przewodność cieplna i elektryczna jest dość duża, jednak około dwukrotnie gorsza niż miedzi. Aluminium jest odporne na utlenianie. Zastosowanie aluminium zależy od jego czystości, polska norma rozróżnia 8 gatunków aluminium o różnej czystości. Najczystsze o czystości 99,99 % stosowane są do budowy specjalnej aparatury chemicznej, na wyroby elektrotechniczne i elektroniczne, o mniejszej czystości wykorzystuje się do produkcji foli na części aparatury chemicznej, przewody elektryczne itp.Oznaczenie wg. Normy PN i PN-EN jest takie samo i składa się z liter EN AW i czterech cyfr. Litera A oznacza aluminium, W materiał do przeróbki plastycznej, pierwszą cyfrą jest 1 która oznacza czyste aluminium, dwie ostatnie określają czystość i odpowiadają dwóm cyfrą po przecinku, a druga oznacza charakter zanieczyszczeń, np. EN AW – 1199.
Magnez-jest metalem lżejszym od aluminium, krystalizuje w układzie heksagonalnym zwartym, temperatura topnienia i właściwości wytrzymałościowe są prawie identyczne jak aluminium, jednak magnez ma niższe właściwości plastyczne. Magnez odznacza się duża aktywnością chemiczną, znalazł zastosowanie w przemyśle chemicznym. Do obróbki cieplnej stopów magnezu zalicza się wyżarzanie ujednorodniające, zmiękczające, oraz utwardzenie wydzieleniowe Stopy aluminium do obróbki plastycznej- głównymi dodatkami stopowymi stopów aluminium przeznaczonych do obróbki plastycznej są miedź, magnez, mangan, cynk, lit. Wszystkie te dodatki zwiększają właściwości wytrzymałościowe. Stopy aluminium do obróbki plastycznej oznacza się wg. PN literami PA i liczbą która określa gatunek stopu a wg. PN-EN oznacza się literami EN-AW i czterech cyfr, pierwsza cyfra decyduje o grupie mówiącej o dodatku stopowym, druga cyfra wskazuje wersje stopu a dwie ostatnie służą do identyfikacji różnych stopów. Zastosowanie znalazły na elementy konstrukcji lotniczych, samochodowych, okrętowych.Duraluminium-jest to handlowa nazwa stopów aluminium z miedzią której zawartość wynosi od 2 do 4,9%, poza miedzią występuje jeszcze magnez i mangan. Utwardzenie wydzieleniowe duraluminium polega na umocnieniu roztworu stałego przez dyspersyjne wydzielenia faz międzymetalicznych, składa się z dwóch zabiegów: przesycania-obróbka cieplna zaburzająca stan równowagi stopu i starzenia-proces długotrwały polegający na tworzeniu skupisk atomów miedzi w roztworze α.
Odlewnicze stopy aluminium – należą do nich siluminy. Są to stopy aluminium z krzemem i ewentualnie dodatkami magnezu, manganu, miedzi i niklu. Oznacza się literami AK i liczba wskazująca procentową zawartość krzemu. Mają dobre właściwości odlewnicze: dobra lejność, mały skurcz, dokładnie wypełniają formę, tworzą skoncentrowaną jamę usadową i nie wykazują skłonności do pękania na gorąco. Siluminy ze względu na strukturę można podzielić na trzy grupy:Podeutektyczne o zawartości 4-10% Si, są stosowane na odlewy głowic silników spalinowych, części do przemysłu maszynowego, motoryzacyjnego i lotniczego/Eutektyczne o zawartości 10-13% Si, są używane na odlewy tłoków silników spalinowych, odlewy części o skomplikowanych kształtach/Nadeutektyczne o zawartości 17-30% Si, są przeznaczone na odlewy silnie obciążonych silników spalinowych.W celu poprawienia właściwości wytrzymałościowych i plastycznych siluminów dokonuje się ich modyfikacji. Do ciekłego stopu o temperaturze wyższej od temperatury odlewania dodaje się modyfikatory powodujące rozdrobnienie struktury i zaokrąglenie kryształów krzemu ujednorodniające, zmiękczające, oraz utwardzenie wydzieleniowe
Miedź jest metalem krystalizującym w układzie regularnym ściennie centrowanym. Ma gęstość większą od żelaza. Charakteryzuje się słabymi właściwościami wytrzymałościowymi i dobrymi plastycznymi. Czystą miedź można umocnić jedynie w wyniku zgniotu, lecz wtedy pogarszają się jej właściwości plastyczne. Na ich pogorszenie mają wpływ również zanieczyszczenia innymi pierwiastkami. Miedź posiada bardzo dobrą przewodność elektryczna i cieplną, jest odporna na korozję.Miedź o największej czystości stosuje się w elektronice, nieco bardziej zanieczyszczone na przewody elektrotechniczne. Z gatunków gorszej jakości wykonuje się elementy skraplaczy, chłodnic, wymienników ciepła.Stopy miedzi dzielą się na:stopy o jednofazowej strukturze(roztworu stałego na bazie miedzi lub ciągłego roztworu stałego, dzięki dobrym właściwościom plastycznym mogą być obrabiane plastyczne na zimno),stopy o strukturze dwu- lub wielofazowej(poddawane jedynie obróbce plastycznej na gorąco).Stopy miedzi: mosiądze, brązy cynowe, brązy aluminiowe, brązy niklowe, brązy ołowiowe, brązy manganowe, brązy krzemowe, brązy berylowe.
Mosiądze zawierają od kilku do 45% cynku, inne pierwiastki w ilości 0.5 - 5%. Ze względu na strukturę dzieli się na:m. o strukturze α zawierające do 38% cynku,/m. o strukturze α + β’ zawierające 38 - 45% cynku. M.do obróbki plastycznej na zimno zaw.4 – 38% cynku i mają strukturę roztworu stałego α. Wraz ze wzrostem zawartości cynku wzrasta twardość mosiądzu, lecz jedynie do granicy 38%, po której przekroczeniu twardość się nie zmienia. Obróbka plastyczna na zimno powoduje umocnienie mosiądz, ale pogarsza jego właściwości plastyczne.M.do obróbki plastycznej na gorąco:zaw.więcej niż 38% cynku, posiadają strukturę dwufazową α + β’. Ze względu na obecność fazy β’ są twardsze i bardziej kruche. Faza β’ powstaje w wyniku ochłodzenia fazy β poniżej temperatury 454˚C.M.odlewnicze posiadają strukturę α + β’. Różnicą są ziarna, które po zakrzepnięciu uzyskują kształt dendrytów,są stopami wieloskładnikowymi.Odznaczają się dobrą lejnością,odlewy są zwarte i nie zawierają porów.Obróbka cieplna m.poddaje się wyżarzaniu rekrystalizującemu(dla mosiądzów obrabianych plastycznie na zimno w celu usunięcia umocnienia powstałego w wyniku zgniotu temp.450 - 650˚C). i odprężającemu(mosiądze nierekrystalizowane w celu zmniejszenia naprężeń własnych powstałych w materiale temp.200 - 300˚C).Korozja m.:K.naprężeniowa polega na nagłym pękaniu materiału, zazwyczaj na granicach ziaren. Przyczynami tej korozji są naprężenia w materiale oraz środowisko korozyjne (przede wszystkim amoniak lub jego pary).Odcynkownie powstaje gdy mosiądz znajduje się w elektrolicie. Wówczas miedź i cynk przechodzą do roztworu w wyniku czego korozja nabiera rozpędu.Odporność mosiądzu na korozję zwiększają: aluminium, arsen, nikiel i cyna.
Brązy cynowe zawierają 1 – 11% cyny, mogą występować także śladowe ilości cynku, ołowiu i manganu,wyróżnia się 2 grupy: brązy o strukturze α zawierające do 7% cyny, oraz o strukturze α + δ zawierające więcej niż 7% cyny.B.cynowe do obróbki plastycznej na zimno mają strukturę α i zawierają 2 – 8% cyny,ze wzrostem zawartości cyny twardość brązów wzrasta. W wyniku zgniotu na zimno brązy ulegają znacznemu umocnieniu.Odlewnicze brązy cynowe mają strukturę α + δ i zawierają 9 – 11% cyny. Obecność fazy δ zwiększa ich kruchość i twardość, co uniemożliwia obróbkę plastyczną na zimno tych brązów. Brązy cynowe charakteryzują się dobrymi właściwościami odlewniczymi, małym skurczem i dobrą lejnością. Poważną wadą są pory i rzadzizny powstające na całej objętości odlewów.Obróbka cieplna b.c.poddawane są wyżarzaniu rekrystalizującemu(b.obrabianych plastyczne na zimno w celu poprawy właściwości pogorszonych wskutek zgniotu temp.500 - 650˚C) i ujednorodniającemu(b.odlewnicze celem jest wyrównanie struktury i składu chemicznego w całym przekroju temp.650 - 700˚C.
Hartowanie powierzchniowe jest jedną z operacji powierzchniowej, bez dyfuzyjnej obróbki cieplnej. Polega na szybkim nagrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu do temperatur wyższych od Ac3, a następnie chłodzeni z szybkością nadkrytycznąW chwili zakończenia szybkiego nagrzewania na przekroju warstwy powierzchniowej wsadu ukształtowany jest określony rozkład temperatur zależny od mocy jednostkowej oraz rodzaju materiału nagrzewanego. W przypadku stali podeutektoidalnych, po ich powierzchniowym zahartowaniu można wyróżnić strefę martenzytyczną,przejściową,rdzenia.Czynniki, od których zależy rozkład temperatur i własności struktury:zwiane z zahartowanym elementem(skład chemiczny materiału,struktura wyjściowa materiału,hartowność,własności fizyczne,średnica i kształt hartowanego materiału)/zwiąne ze stosowana metodą oraz urządzeniem(koncentracja mocy powierzchniowej,cechy charakterystyczne źródła energii,temperatura powierzchni i rozkład temperatury na przekroju nagrzewanego przedmiotu,prędkość przedmiotu względem źródła energiiMetody hartowania powierzchniowego:kąpielowa,indukcyjna,płomieniowa,strumieniowa,indukcyjno-impulsowa
Urządzenie do hartowania powierzchniowego składa się z:generatora wielkiej częstotliwości, połączonego z uzwojeniem pierwotnym transformatora i urządzenia do nagrzewania przedmiotu, zwanego wzbudnikiem połączonego z obwodem wtórnym transformatoraCzęstotliwości dobiera się w zależności od grubości warstwy, która ma zahartowana.Grubość warstwy jest proporcjonalna do:głębokości wnikania,koncentracji mocy powierzchniowej,czasu grzania.Materiały do hartowania powierzchniowego:stale ( mogą to być węglowe lub stopowe stale do ulepszania cieplnego ), kryteria doboru:wymagana twardość powierzchniowawymagana grubość warstwy utwierdzonej,wymagane własności wytrzymałościowe rdzenia/staliwo, wymagania takie same jak dla stali, musza być wyżarzone normalizująco oraz aby wystąpiła na ich powierzchni warstwa odwęglona lub całkowicie usunięta/żeliwo szare,nadają się również żeliwa niestopowe jak i stopowe o strukturze ferrytyczno-perlitycznej, bardzo dobre wyniki uzyskuje się przy hartowaniu żeliw ciągliwych i sferoidalnych.Metody oznaczenia grubości utwierdzenia powierzchniowego stali do ulepszania cieplnego o zawartości węgla od 0,30 do 0,65%::oznaczenie na przekroju poprzecznym przez trawienie makro odczynnikiem Mi1Fe/oznaczenie na przekroju poprzecznym przez pomiar twardości metoda Vikersa.Umowna grubość warstwy to odległość w ( mm ) od powierzchni do warstwy pod powierzchnią, w której występuje twardość 450 HV.
Nawęglanie polega na dyfuzyjnym nasyceniu węglem przypowierzchniowej warstwy przedmiotu ze stali węglowych i stopowych (zawartość węgla 0,05 – 0,25%). Operację wykonuje się w temperaturach 880 – 930˚C. Jej celem jest wytworzenie warstwy wzbogacone w węgiel o stężeniu 0,7 – 1,0% i grubości 0,6 – 1,5 mm, która po zahartowaniu ma twardość 58 HRC i jest odporna na ścieranie. Rdzeń przedmiotu jest bardziej miękki – 25 – 45 HRC. Nawęglone elementy odznaczają się dużą wytrzymałością doraźną i zmęczeniową.N. prowadzi się w ośrodkach stałych, ciekłych i gazowych, składa się 3 składowych procesów:dysocjacji składników ośrodka nawęglającego, w wyniku której powstaje węgiel atomowy,adsorpcji atomów węgla na powierzchni przedmiotu,dyfuzji zaabsorbowanych atomów w głąb stali./N gazowe-prowadzone w atmosferach zawierających CO, CO2, H2, H2O, CH4, N2,zalet: możliwość regulacji grubości warstwy nawęglanej i zawartości węgla, równomierność nawęglania, duża szybkość procesu i możliwość hartowania bezpośrednio po nawęglaniu../N. w ośrodkach stałych-ośrodki występują w postaci proszków będących mieszaniną węgla drzewnego oraz środków przyspieszających nawęglanie. Struktura warstwy n.:w nawęglonym przedmiocie zawartość węgla zmniejsza się stopniowo od powierzchni w kierunku rdzenia. Warstwa zewnętrzna powinna składać się z perlitu z niewielką ilością cementytu. Perlit i ferryt jest strukturą strefy przejściowej po powolnym chłodzeniu, podobnie jest z rdzeniem, z tym że im głębiej, tym więcej ferrytu a mniej perlitu. Przejście ze struktury perlitycznej do perlityczno ferrytycznej powinno być łagodne, w przeciwnym wypadku warstwy nawęglane mają skłonność do łuszczenia się i odpryskiwania.
Obróbka cieplna po n.-otrzymana bezpośrednio po nawęglaniu warstwa powierzchniowa nie spełnia wymagań wysokiej twardości i odporności na ścieranie. Aby osiągnąć takie właściwości przedmioty poddaje się hartowaniu.Metody hartowania po nawęglaniu:h. bezpośrednie z temperatury nawęglania powstające przy tym odkształcenia własne materiału są najmniejsze a własności mechaniczne odpowiednio wysokie,h. jednokrotne polega na wolnym studzeniu wsadu i powolnym jego austenityzowaniu,h. jednokrotne z uprzednio przeprowadzoną operacją perlityzowania-zapewnienia rozdrobnienia ziarna,h.dwukrotne z pośrednim wyżarzaniem wykonuje w celu usunięcia przechłodzonego austenitu w strukturze przed końcowym hartowaniem.Struktura warstwy utwardzonej i rdzenia po obróbce cieplnej-podstawową strukturą warstwy utwardzonej jest martenzyt. Na jego tle mogą występować austenit szczątkowy i węgliki w postaci kulkowej lub siatki. W stalach stopowych, szczególnie chromowo – niklowych i zawierających Mn ilość austenitu szczątkowego jest większa niż w stalach węglowych, tym większa im większe jest stężenie węgla. W strefie przejściowej występuje na ogół struktura martenzytyczno – bainityczna. Natomiast rdzeń to najczęściej niskowęglowy martenzyt lub bainit, w niektórych przypadkach z obecnością ferrytu.Określony rozkład struktury na przekroju warstwy utwardzonej wpływa na odpowiednie własności mechaniczne. Wysoka twardość powierzchniowa utrzymuje się do stężenia węgla ok. 0,6%, dalej następuje jej łagodny spadek do twardości rdzenia.
Materiały ceramiczne to nieograniczone związki metali z tlenem ,azotem,weglem,borem i innymi pierwiastkami w których atomy połączone sa wiązaniem jonowym i konwalencyjnym.Ceramika wielkotonażowa obejmuje przede wszystkim materiały budowlane(cement,gips,cegły,płyty),ceramikę sanitarną i ogniotrwałą .Podstawowymi surowcami do wyrobu tej ceramiki są:glina,krzemionka,skaleń.Ceramika specjalna to materiały dla elektroniki,na narzędzia skrawające i elementy odporne na ścieranie,tworzywa ogniotrwałe o wysokiej jakości,ceramika stosowane w przemyśle jądrowym,w silnikach cieplnych,ceramika dla celów medycznych.materiały ceramiczne stosowane są min. Jako tworzywa elektro- i termoizolacyjne,żaroodporne(wysoka temperatura topnienia),odporne na działanie czynników chemicznych.Szkła są to materiały nieograniczone,głównie tlenki,których stan fizyczny jest stanem pośrednim pomiędzy stanem ciekłym i stałym.najwazniejsza właściwością szkła jest jego przezroczystość,ma słabe przewodnictwo cieplne(zaliczane jest do izolatorów),właściwości mechaniczne szkła poddanego obciążeniom szybko wzrastają. ŻELIWO SFEROIDALNE-Jego najistotniejszą cechą jest kulista postać grafitu otrzymywana w wyniku podwójnej modyfikacji – sferoidyzacji. Pierwszy etap polega na dodaniu magnezu lub jego stopów w ilości 0,1 – 1%, następnie wykonuje się drugi etap, przez dodanie ok. 1% żelazokrzemu.Dzięki tym zabiegom obserwuje się wzrost wytrzymałości na rozciąganie i wzrost własności plastycznych.
Materiały kompozytowe:są mieszaniną przynajmniej dwóch materiałów różnych pod względem chemicznym,powstają w wyniku przemyślanego działania człowieka(nie wystepuja w przyrodzie),mają właściwości jakich nie wykazują materiały składowe,ich skład forma i rozmieszczenie składników są projektowane przed wytworzeniem,sa jednorodne jeśli patzrzymy na nie przez mikroskop(skala mikro),ale jednoroden gdy oglądamy gołym okiem(skala makro).Kompozyt jest złożony z osnowy i rozmieszczonego w niej składnika zwanego kompozytem umacniającym.O wyborze metody wytwarzanie decydyje:przeznaczenie produktu(na ogół nie wytwarza się kompozytów w postaci płyt,pretów,drutów,lecz w postaci gotowych części),materiał osnowy i komponent umacniajcy,waga i wielkość części,wymagane mechanicznie własności wytwarzanego produktu. Właściwości kompozytów mająwłaściwościami nieosiągalnymi dla konwencjonalnych monolitycznych materiałów.Wyróznia je zwiekszona:wytrzymałość,moduł Younga,charakterystyki zmęczeniowe,odporność na zużycie,charakterystyki slizgowe,wysoka odporność na korozje zarówno w temp,pokojowej jak i podwyższonej.Zastosowanie kompozytów:technika kosmiczna(elemnty kratownic,wsporników,łaczników,anteny,paraboliczne reflektory,obudowy układów elektronicznych,,przemysł militarny,komunikacyjny(na elementy mechanizmu napedowego i silnika:korbowody,tuleje cylindrowe,tłoki,wały napędowe,zawory,łożyska slizgowe,zawieszenie,układ hamulcowy) oraz produkcja np.sprzetu komputerowego,lotnictwo(kodłuby szybowców,części płatowca i śmigłowca),medycyna(na implanty)
Stale narzędziowe są materiałami, z których wytwarza się narzędzia do produkcji różnych wyrobów, są to np. narzędzia skrawające ( noże tokarskie, wiertła ), narzędzia tnące (ostrza noży, gilotyny ), narzędzia do obróbki plastycznej na zimno i na gorąco (stemple, wykrojniki ), są stalami o minimalnej zawartości zanieczyszczeń ( max. zawartość fosforu i siarki wynosi po 0,03 % ). Od stali narzędziowych wymaga się:Dużej twardości ( często powyżej 60 HRC ),Odporności na: ścieranie, zginanie,cykliczne ściskanie, działanie karbu przy obciążeniach zmiennych, na kruche pękanie, Odporności powierzchni na zmęczenie kontaktowe.Jeśli stal pracuje w podwyższonych temperaturach dodatkowo wymaga się :Niezmienności twardości od temperatury pracy,Odporności na zmianę wymiarów podczas pracy narzędzia,Odporności powierzchni na utlenianie,Dobrej przewodności cieplnej. Klasyfikacja stali narzędziowych według polskich norm:Węglowe stale narzedziowe na narzędzia pracujące w temperaturze do około 200 stopni Celsjusza,Narzędziowe stale stopowe do pracy na zimno na narzędzia pracujące w temperaturze do 200 czasem do 300 stopni Celsjusza,Narzędziowe stale stopowe do pracy na gorąco na narzędzia do obróbki plastycznej, nagrzewające się powierzchniowo do temperatury do około 500 stopni Celsjusza,Stale szybkotnące stosowane na narzędzia do obróbki skrawaniem, pracujące w temperaturze do około 500 stopni Celsjusza
Hartowanie polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowania, wygrzaniu w niej i oziębieniu w celu uzyskania struktury martenzytycznej lub bainitycznej, które odznaczają się większą twardością i wytrzymałością oraz mniejszą granicą plastyczną niż w stanie wyjściowym.H.objetościiwe:H.marten zwykłe-w wyniku tego hartowania uzyskuje się strukturę martenzytu z austenitem szczątkowym oraz innymi składnikami, np. z węglikami i wtrąceniami metalicznymi. Oziębienie wykonuje się w sposób ciągły z szybkością większą od krytycznej do temperatury niższej od 250˚C, a nawet niższej od 75˚C dla stali nisko- i średniowęglowych./H. marten stopniowe-oziębianie odbywa się w 2 etapach. Najpierw chłodzimy hartowany element do temperatury ok. 280 - 300˚C, wytrzymujemy w niej aż wyrówna temperatura wyrówna się w całym przekroju. Następnie studzimy do temperatury otoczenia, najczęściej w powietrzu./H.bainityczne zwykłe Hartowanie z zastosowaniem oziębienia z szybkością mniejszą od krytycznej, umożliwiającą zajście przemiany bainitycznej. Głównym składnikiem struktury po takim hartowaniu jest bainit z ewentualnymi śladami austenitu szczątkowego i martenzytu./H.izotermiczne bainityczne-jego charakterystyczną cechą jest oziębianie w kąpieli chłodzącej o temperaturze 250-400˚C, wytrzymaniem izotermicznym w czasie zapewniającym zakończenie przemiany bainitycznej, a następnie chłodzeniu do temperatury pokojowej z dowolna szybkością. Po tym hartowaniu nie jest wymagane odpuszczanie.//
H.powierzchniowe polega na bardzo szybkim nagrzaniu warstwy wierzchniej elementu do temperatury austenityzowania i następnie szybkim chłodzeniu./Hartowność-zdolność do utwardzania stali w procesie hartowania w stopniu zależnym od szybkości chłodzenia. O hartowności stali współdecydują:utwardzalność,przehartowalność.Obecnie najczęściej stosowana do badania hartowności stali jest metoda hartowania od czoła (metoda Jominy’ego)//.Odpuszcznie-procesowi poddawana jest wcześniej zahartowana stal. Polega to na jej nagrzaniu do temperatury Ac1, wygrzaniu w czasie od 30 min do kilku godzin i oziębieniu. Operację stosuje się w celu poprawy ciągliwości i zmniejszenia kruchości kosztem obniżenia twardości oraz usunięcia naprężeń własnych powstałych w materiale w wyniku hartowania.Rodzaje odpuszczania:odpuszczanie niskie – do temperatury 250˚C w czasie 1 – 3 h, przy chłodzeniu z dowolną szybkością, stosowane do części, które muszą mieć dużą twardość/odpuszczanie średnie – w temperaturze 250 – 500˚C, w celu uzyskania wysokiej granicy sprężystości przy dobrej plastyczności/odpuszczanie wysokie – przeprowadzanie pomiędzy temperaturą 500˚C a Ac1.Kombinacje odpuszczania i hartowania:utwardzanie cieplne (objętościowe lub powierzchniowe) jest to hartowanie marteny tyczne i niskie odpuszczanie, jest stosowane do elementów wykonanych na gotowo, które po obróbce cieplnej poddawane są jedynie procesom wykańczającym/ulepszanie cieplne to hartowanie i następujące po nim średnie odpuszczanie, najczęściej stosowane do półwyrobów
Na stan dostaw składają się:postać stali,stan obróbki cieplnej,stopień utwardzenia po walcowaniu na zimno.Definicja stali: Stal jest to przerobiony plastycznie stop żelaza z węglem ( stężenie C od kilku setnych części procentu wagowego do 2,11% ) i innymi pierwiastkami ( domieszkami ).Główne kryteria podziału stali:skład chemiczny,właściwości mechaniczne ( fizyczne ),zakres zastosowań Postać stali: określa się wg. końcowego zabiegu nadającego kształt i wymiary, bez uwzględnienia obróbki mechanicznej.Rozróżnia się stale w postaci:lanej,kutej,walcowanej na gorąco,walcowanej na zimno,ciągnionej na zimno Stany kwalifikacyjne obróbki cieplnej dotyczy końcowej obróbki cieplnej , której wyrób stalowy został poddany po nadaniu postaci. Rozróżnia się stal w następujących stanach:surowy,wyżarzony rekrystalizująco,wyżarzony odprężająco,wyżarzony ujednorodniająco,wyżarzony przeciwpłytkowo,sferoidyzowany,zmiękczający,normalizowany,hartowany,odpuszczony,ulepszony cieplnie,przesycony,starzony,utwardzony wydzieleniowo,po regulowanym chłodzeniu po przeróbce plastycznej/Pełne oznaczenie wyrobu hutniczego:Znak stali – postać stan Rm twardość/Stale niskowęglowe o podwyższonej wytrzymałości to stal konstrukcyjna spawalna ( niskowęglowa ) odznaczająca się dużymi wartościami Rc i Rm oraz niska temperatura przejściową kruchości. Im mniejsza zawartość węgla tym stal jest lepiej spawalna.
Podział stali:a) niestopowe:-podstawowe: ich właściwości uzyskuje się tylko w procesie stalowniczym ( walcowanie i kucie na gorąco) bez dodatkowych zabiegów technologicznych, wyroby z tej stali nie są przeznaczone do obróbki cieplnej z wyjątkiem wyżarzania odprężającego, zmiękczającego i normalizującego, maksymalne stężenie głównych zanieczyszczeń fosforu i siarki wynosi 0,045%
- jakościowe: wymagają ściślejszego przestrzegania technologii produkcji niż stale podstawowe, nie określa się dla nich czystości metalurgicznej i nie stosuje się obróbki cieplnej ( z wyjątkiem wyżarzeń jak dla podstawowej ), muszą spełniać wymogi odnoszące się np. do wielkości ziarna, odporności na kruche pękanie, podatności na kształtowanie.- specjalne: to gatunki o większej czystości (P i S ponad 0,020 % ), przeznaczone do ulepszania cieplnego lub hartowania powierzchniowego, maja szereg własności określonych w wąskim przedziale np. udarność, hartowność, spawalność//b) stopowe:- jakościowe:to gatunki stali stopowych nie przeznaczone do ulepszania cieplnego lub utwardzania powierzchniowego, wyróżnia się podklasy: konstrukcyjne, elektrotechniczne, do produkcji szyn oraz rodzic i kształtowników, do produkcji wyrobów płaskich walcowych do dalszej przeróbki plastycznej na zimno, zawierające Cu jako pierwiastek stopowy- specjalne:są uzyskiwane przez precyzyjna kontrole składu chemicznego i technologii wytwarzania, wyróżnia się podklasy: odporne na korozję, łożyskowe narzędziowe, maszynowe, konstrukcyjne, o specjalnych właściwościach fizycznych, szybkotnące
Staliwo jest to stop żelaza z węglem oraz innymi pierwiastkami do ok. 2% węgla, otrzymany z surówek przeróbczych w procesach stalowniczych i odlewany do form odlewniczych. Mogą one podlegać różnym procesom technologicznym, z wyjątkiem obróbki plastycznej.Staliwa dzielą się na węglowe i stopowe. W staliwach węglowych zawartość węgla wynosi 0,1 – 0,6%, manganu 0,4 – 0,9%, krzemu 0,2 – 0,5%. Występujące w staliwie fosfor i siarka mają ujemny wpływ na jego własności. Wraz ze wzrostem zawartości węgla wzrasta wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i twardość, a pogarszają się własności plastyczne, wydłużenie udarność./ Żeliwo jest to stop żelaza z węglem o zawartości powyżej 2% węgla. Otrzymuje się je przez przetopienie surówek odlewniczych z dodatkiem złomu.Żeliwo może krzepnąć w układzie trwałym lub nietrwałym. Przy powolnym krzepnięciu i dużej zawartości węgla i krzemu oraz fosforu żeliwo krystalizuje w układzie trwałym, węgiel wydziela się w postaci grafitu ( jest to żeliwo szare). W przeciwnym przypadku żeliwo krzepnie w układzie nietrwałym i węgiel wydziela się w postaci cementytu (żeliwo białe). Istnieje jeszcze żeliwo połowiczne i pstre, w którym część węgla wydziela się w postaci grafitu a część w postaci cementytu. Podział żeliw:szare,sferoidalne,ciągliwe,stopowe./ Modyfikacja żeliw szarych
Stosowana w celu otrzymania żeliw wyższych gatunków. Polega na dodaniu do ciekłego żeliwa żelazokrzemu lub wapniokrzemu. Wpływa to na polepszenie własności wytrzymałościowych.
Austenit-roztwór stały wegla w żelazie gama, krystalizujacy w układzie regularny ściennie centrowym> Maksyalna rozpuszczanośc wegla w temperaturze eutektycznej ( 1130 C ) moze wyniś ok 2%, z obnizeniem temperatury spada do 0,8% ( przy 723 C ), a w efekcie powstaje cementyt wtórny.Austenit jest paramagnetyczny. W stalach weglowych moze istnieć jedyni powyzej temperatury eutektoidalnej, ponizej tejtemperatury ulega przemianie w perlit/Ferryt-stały roztwór wegla w zelazie alfa, krystalizujacy w układzie regularnym przestrzennie centrowym. Rozpuszczalność wegla w temperature eutektoidalnej wynosi 0,02% w temperaturze otocznia 0,08%. Nadmiar wegla wraz z obnizaniem temperatury wydziela sie z ferrytu w postaci cementytu trzeciorzędowego. Do temperatury 770 C jest ferro magnetyczny zas powyzej paramagnetyczny/Cementyt-weglik zelaza o strukturze rombowej, zawiera 6,67% wegla. Moze rozpuszcać inne pierwiastki np. Mn, Cr. W stalach weglowych wystepuje jako cementyt wtórny, wydzielajacy sie z austenitu w skutek maleacej rozpuszcalnosci wegla w żelazie alfa. Jest rowniez składnikiem perlitu. Jest to faza twarda i krucha./Perlit-mieszanina eutektoidalna ferytu i cementytu zawierającego 0.8% wegla. Powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej ustaenitu w temperaturze 723 C. Tempeatura ta jest okreslona dla warunków równowagi. W praktyce zmienia sie w zalezności od szybkości chłodzenia. Im szybsze chłodzenie tym niższa temperatura przemiany, a tym samum wieksze przechłodzenie austenitu. Wpływa to bezposredni na stopien dyspersji ( rozdrobnienia )perlitu, charakteryzowany odległością pomiędzy płytkami cementytu. Im szybsze chłodzenie tym perlit posiada większa dyspersje. Zmiana dyspersji perlitu wpływa na własności mechniczne-rosną ze wzrostem stopnia dyspersji.