Mateusz Franckowiak	Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych	Data ćwiczenia: 14.05.2013
Rok: I magisterski Odlewnictwo 1	Metaloznawstwo i obróbka cieplna Temat: Obróbka cieplna żeliwa i staliwa stopowego	Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z wybranymi rodzajami obróbki cieplnej stosowanej dla żeliwa i staliwa stopowego.

1. Część teoretyczna

Materiałem o bardzo dużej odporności na ścieranie jest austenityczna stal manganowa 11G12 (110G12, X120Mn12) zawierająca 1-1,3% węgla oraz 11-14% manganu. Stosunek ilości węgla do manganu w tej stali powinien wynosić 1 do 10, ponieważ tylko dostateczna ilość węgla może zagwarantować stałość struktury austenitycznej.  Ten rodzaj stali, zwany jest stalą Hadfielda, posiada niską granicę sprężystości  i plastyczności, niską twardość  – 210HB przy wysokiej wytrzymałości  Rm 1050 MPa i świetnych właściwościach plastycznych A 50% Z 60%, KCU 30J/cm2.

W stanie wolno chłodzonym w strukturze stali poza austenitem występuje wydzielenia węglików, co wpływa niekorzystnie na jej właściwości . Z tego względu poddaje się ją przesycaniu w zakresie 950-1000^OC z chłodzeniem w wodzie, w następstwie czego otrzymuje się jednorodny austenit. Stal Hadfielda, w stanie przesyconym cechuje się dużą skłonnością do umocnienia w wyniku zgniotu związanego z tworzeniem mikrobliźniakow. Twardość stali wynosi wówczas ok. 500 HB.

1. Przebieg ćwiczenia

Podczas zajęć laboratoryjnych omówiono wpływ wybranych zabiegów cieplnych na kształtowanie się struktury żeliw i staliw stopowych. Na przykładzie żeliwa chromowo – niklowego przeprowadzono badania metalograficzne oraz badanie twardości metodą Vickersa.

Badane żeliwo miało następujący skład chemiczny: 3,0% C, 1,8% Si, 0,6% Mn, 5,8% Ni, 9,0% Cr. Wyniki badań metalograficznych przedstawiono na rysunkach 1, 2 i 3, natomiast wyniki pomiaru twardości zestawiono w formie wykresy słupkowego na rysunku 4.

Rys.4. Wyniki pomiaru twardości

1. Wnioski

Korozja międzykrystaliczna jest rodzajem korozji metali; przebiega na granicy ziaren metalu, powodując spadek jego wytrzymałości i ciągliwości. Postępuje ona bardzo szybko, atakując głębiej położone warstwy, co czasem jest przyczyną katastrofalnych zniszczeń.

Korozja międzykrystaliczna występuje często w nieprawidłowo obrabianej cieplnie stali kwasoodpornej i duralowych stopach aluminium. W stopach austenitycznych w których odporność korozyjna uzyskana jest za pomocą dodatku chromu, korozja międzykrystaliczna jest często spowodowana wytrącaniem węglików chromu na granicy międzyziarnowej. Prowadzi to do powstania stref zubożonych w chrom i związany z tym lokalny spadek odporności na korozję. Dyfuzja chromu prowadząca do takiego wytrącania możliwa jest w podwyższonych temperaturach (np. w czasie spawania).

Korozji międzykrystalicznej przebiegającej według powyższego mechanizmu można zapobiegać na szereg sposobów:

1. ponowne przesycanie stali od temp. 1000÷1100 °C, przez co osiąga się równomierne rozłożenie węgla w roztworze

2. zmniejszenie zawartości węgla poniżej 0,03% - sposób ten jest najskuteczniejszy, ale wymaga specjalistycznych zabiegów metalurgicznych

3. stabilizowanie stali - wprowadzanie do stopu pierwiastków o większym niż chrom powinowactwie do węgla. Najczęściej dodawanie są tytan i niob, przy czym niob jest częściej używany.