PRZEMIANY FAZOWE 1. Krystalizacja Przejście cieczy w stan krystaliczny nazywane jest krystalizacja. Procesowi wydzielanie ciepła krzepnięcia do otoczenia. Szybkość przemiany zwiększa się ze wzrostem przechłodzenia T, jednak przy dużych przechłodzeniach, kiedy T/Tk> 0,3 , tworzy się struktura amorficzna. Zarodki krystalizacji tworzą się na podłożu obcym. Np.: na ściankach wlewnicy lub formy odlewniczej. Powierzchnia rosnącej fazy stałej do której dołączają atomy z cieczy, nazywana jest frontem krystalizacji. Rozróżnia się dwa podstawowe modele frontu krystalizacji : atomowoszorstki i atomowogładki. W pierwszym przypadku przejście od cieczy do kryształu obejmuje kilka (n) warstw atomowych o grubości (d), proces ch-je się płynną zmianą właściwości termodynamicznych. W drugim przypadku następuje skokowe przejście od fazy ciekłej do fazy stałej. W zależności od sposobu odprowadzania ciepła z krystalizującego układu do otoczenia rozróżnia się krystalizację objętościową (endogeniczną) oraz krystalizację kierunkową (egzogeniczną). Krystalizacja objętościowa występuje po odlaniu metalu do wlewnic lub form odlewniczych. Ciepło krystalizacji metalu odprowadzone jest przez wszystkie ścianki formy. Krystalizacja kierunkowa polega na przemieszczeniu ciągłego frontu krystalizacji z jednego końca formy na drugi. Można zrealizować ją m.in. w urządzeniu bridgmana uzyskując monokryształ. Druga metoda krystalizacji kierunkowej polega na odlaniu metalu do formy zakończonej ochładzalnikiem, przy izolowanych ściankach bocznych. 2. Wydzielanie faz z przesyconych roztworów stałych w wielu stopach technicznych występują roztwory stałe graniczne o zmiennej rozpuszczalności składników w stanie stałym. Podczas chłodzenia stopu o strukturze roztworu stałego alfa, po przekroczeniu linii granicznej rozpuszczalności, z roztworu wydziel się składnik przesycający. Proces ten może zachodzić w różny sposób: - wydzielenie ciągłe - faza beta rośnie w obrębie fazy alfa, prowadząc do zmniejszenia stężenia składnika B w składniku A, przemiana zachodzi jednocześnie w całej objętości stopu. - wydzielanie nieciągłe - wzrost fazy beta zachodzi ba froncie przemiany, na którym jednocześnie następuje zubożenie fazy alfa w składnik B i jej przekrystalizowanie - rozpad spinodalny - w wyniku którego roztwór przesycony ulega przemianie na dwa roztwory w takim samym typie sieci krystalicznej lecz o różnych składach chemicznych i różnych parametrach komórki podstawowej. - wydzielanie z udziałem metastabilnych faz pośrednich poprzedzające przy dużych przesyceniach wydzielanie ciągłe lub wydzielanie nieciągłe. Uprzywilejowanymi miejscami dla wydzieleń są defekty struktury krystalicznej: granice ziarn i podziarn, dyslokacje, błędy ułożenia. Z mechanizmem wydzielania ciągłego tworzą się skupiska atomów składnika rozpuszczonego nazywane od nazwisk ich odkrywców strefami Guinera - Prestona (G-P). Posiadają one odmienny skład od osnowy zachowując koherencję roztworem podstawowym. Wydzielenie nieciągłe zachodzące ma granicy ziarna może doprowadzić do utworzenia struktury komórkowej. Proces tworzenia struktury komórkowej rozpoczyna się wydzielenie fazy beta z ziarnem 1 jest większa od energii granicy tej fazy ziarnem 2. 3. Przemiana eutektoidalna w stopach w których jeden ze składników ma dwie odmiany alotropowe, o różnej rozpuszczalności drugiego składnika, zmiana struktury krystalicznej rozpuszczalnika podczas chłodzenia poprzedzona jest dyfuzyjnym przegrupowaniem atomów w roztworze i utworzeniem fazy bogatej w składnik rozpuszczony. W wyniku przemiany określanej jako przemiana eutektoidalna powstaje mieszanina faz nazywana eutektoidem. Ma ona budowę płytkową. Powstaje w wyniku przemiany eutektoidalnej fazy różniąc się od roztworu wyjściowego strukturą i składem chemicznym. Przykładem przemiany eutektoidalnej o dużym znaczeniu praktycznym jest przemiana perlityczna w stopach żelaza z węglem. Zgodnie z układem równowagi w temperaturze eutektoidalnej może rozpuścić się w austenicie 0,8 % C, a w ferrycie 0,025 % podczas chłodzenia, poniżej temperatury Art. Nadmiar węgla wydziela się w postaci cementytu ( Fe3C), jednocześnie struktura krystaliczna żelaza gamma (RSC) przemienia się w strukturę RPC żelaza alfa. Powstaje mieszanina ferrytu i cementytu nazywana perlitem. Szybkość chłodzenia perlitu zależy od szybkości zarodkowania (Vz) i szybkości rozrostu płytek (Vp). 4. Przemiana bajnityczna W stopach żelaza z węglem przechodzony austenit może przemieniać się w strukturę nazywaną bainitem, która jest mieszaniną przesyconego węglem ferrytu i węgliku. Przemiana bainityczna łączy w sobie cechy dyfuzyjnej przemiany perlitycznej i bezdyfuzyjnej przemiany martenzytycznej. Przemiana ta zachodzi w zakresie temp.od 450 do 200^oC. Wraz obniżenie temp.z martenzytu wydzielają się węgliki, jednak po ochłodzeniu do temp. otoczenia zawartość węgla w ferrycie jest większa od równowagowej. Przemiany austenitu przechłodzonego można przedstawić graficznie za pomocą wykresu czas-temp.-przemiana ( wykresy CPT, CTP oraz CTPc). 5.Przemiana Martenzytyczna W polimorficznych ciałach stałych podczas chłodzenia może występować bezdyfuzyja przemiana martenzytyczna, polegająca na skoordynowanym ruchu atomów na odległości mniejsze od parametrów komórki strukturalnej, przy zachowaniu składu chemicznego fazy wyjściowej i produktu przemiany. Nazwa przemiany martenzytycznej pochodzi od słowa martenzyt, używanego po raz pierwszy przez Martenza dla określenia fazy występującej w stopach żelaza z węglem. Utworzeniu martenzytu towarzyszy najczęściej duże naprężenie wewnętrzne powodujące występowanie reliefu na wypolerowanej powierzchni próbki. Martenzyt powstaje wyniku heterogenicznego zarodkowania na defektach sieciowych. Płytki martenzytu rosną z prędkością ok.0,3 pęd kości dźwięku. Siłą napędową przemiany jest duże przechłodzenia fazy wyjściowej. Martenzyt jest to przesycony węglem ferryt o sieci tetragonalnej, przestrzennie centrowanej. W stopach żelaza z węglem mogą tworzyć się dwa rodzaje martenzytu różniące się kształtem kryształów i ich strukturą wewnętrzną:

- martenzyt listwowy - występuje w większości stopów żelaza z węglem, w których dominującym mechanizmem odkształcenia jest poślizg. Pojedynczy kryształ ma kształt listwy o szerokości 0,1 do 3,0 mikro metra. Listwy układają się równolegle względem siebie tworząc pakiety. Pomiędzy listwami, o duże gęstości dyslokacji, rzędu 10 ^16 [m^-2], występują granice niskokątowe. - martenzyt płytkowy - ujawniono w stopach żelaza z pierwiastkami zwiększającymi energię błędów ułożenia austenitu, w których odkształcenie zachodzi głównie przez bliźniakowanie. Płytki mają kształt soczewek o nieregularnych wymiarach i znacznym zbliźniaczeniu. Martenzyt powstaje podczas ciągłego oziębiania austenitu w zakresie temp. oznaczonych symbolami Ms i Mf. Po zakończeniu przemiany w strukturze pozostaje pewna ilość austenitu nazywanego austenitem szczątkowym. Udział austenitu szczątkowego w strukturze zwiększa się wraz z obniżeniem temp. Ms i Mf, a więc ze wzrostem stopie zawartości węgla oraz pierwiastków stopowych. OBRÓBKA CIEPLNA MATERIAŁÓW METALOWYCH: 1.Pojęcie ogólne i klasyfikacja obróbki cieplnej materiałów metalowych: Obróbka cieplna jest zabiegiem lub połączeniem zabiegów cieplnych: nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia, mających na celu zmianę struktury stopów w stanie stałym, a przez to nadanie im pożądanych właściwości mechanicznych. Podczas obróbki cieplnej wykorzystuje się przemiany fazowe zachodzące w czasie nagrzewania i chłodzenia metali. Wyróżniamy następujące rodzaje obróbki cieplnej: obróbkę cieplną zwykłą, obróbkę cieplno-chemiczną, obróbkę cieplno-plastyczną. Obróbkę cieplna zwykłą dzielimy na: wyżarzenie: ujednorodniające normalizujące zupełne zmiękczajace izotermiczne rekrystalizujące stabilizujące odprężające hartowanie i odpuszczanie martenzytyczne bainityczne objętościowe powierzchniowe utwardzanie cieplne ulepszanie cieplne 2.Przemiany fazowe zachodzące podczas nagrzewania stopów żelaza. Podczas nagrzewania stopów o składzie eutektoidalnym, po: przekroczeniu temperatury Ac1 na granicy dwóch faz, ferrytu i cementytu tworzy się zarodek austenitu, który rozrasta się stopniowo kosztem zaniku ferrytu. Proces ten zachodzi łatwiej w wyższych temperaturach, jednak podwyższenie temperatury może spowodować wzrost wielkości ziarna austenitu. Podwyższanie temperatury przemiany perlitu w austenit znacznie skraca czas jej trwania. Nadmierny rozrost ziarna austenitu podczas nagrzewania niekorzystnie wpływa na strukturę i właściwości mechaniczne stopu w temperaturze otoczenia. W stalach podeutektoidalnych po zakończeniu przemiany perlitu w austenit następuje przemiana ferrytu w austenit, w stalach nadeutektoidalnych po zakończeniu przemiany perlitu w austenit przy dalszym podgrzewaniu w austenicie rozpuszcza się cementyt wtórny. 3. Przemiany fazowe zachodzące podczas chłodzenia stopów żelaza. Podczas chłodzenia stali o strukturze austenitu w zależności od szybkości chłodzenia mogą zachodzić następujące przemiany: perlityczna bainityczna martenzytyczna ( objaśnione wyżej ) 4. Wyżarzanie: Wyżarzanie obejmuje wiele zabiegów:zabiegi, w których nie zachodzą przemiany fazowe lub występujące przemiany nie mają wpływu na strukturę i właściwości ( rekrystalizujące, odprężające, ujednorodniające)zabiegi, w których przemiany alotropowe decydują o końcowej strukturze ( normalizujące, zupełne, izotermiczne, sferoidyzujące) Wyżarzanie ujednoradniające : polega na nagrzaniu stali do temperatury 1050 do 1200^OC , wygnaniu długotrwałym, następnie studzeniu. Celem jest zmniejszenie niejednorodności składu chemicznego powstałego podczas krystalizacji. Wyżarzanie rekrystalizujące : polega na nagrzaniu metalu odkształconego plastycznie na zimno do temperatury wyższej od temperatury rekrystalizacji, wygrzaniu w tej temperaturze i następnym chłodzeniu. Stosowane, jako zabieg końcowy, podczas walcowania lub ciągnienia metali na zimno. Wyżarzanie odprężające : polega na nagrzaniu stali do temperatury niższej od Ac1 wygrzaniu w tej temperaturze i następnym wolnym chłodzeniu. Celem jest usunięcie naprężeń powstałych w procesie technologicznym wytwarzania (odlewania, spalania). Zabieg prowadzony w temperaturach niskich (do 150^OC) zwany stabilizowaniem. Stosuje się w celu zapewnienia niezmienności wymiarów oraz zmniejszenia naprężeń własnych. Jeżeli proces odprężenia zachodzi w temperaturze otoczenia, określa się go mianem sezonowania. Wyżarzanie normalizujące: -polega na nagrzaniu stali do temperatury 30 do 50°C powyżej Ac3, wygrzaniu w tej temperaturze i następnym chłodzeniu w spokojnym powietrzu. Celem jest uzyskanie jednolitej drobnoziarnistej struktury, co polepsza właściwości wytrzymałościowe stali oraz w pewnych przypadkach poprawia podatność na obróbkę mechaniczną. Wyżarzanie zupełne: - różni się od normalizowania sposobem chłodzenia. Polega na nagrzaniu stali do temperatury 30 do 50°C powyżej Ac3-Acm Wyżarzanie izotermiczne: - polega na nagrzaniu stali do temperatury o 30 do 50°C wyższej od Ac3, wygrzaniu w tej temperaturze i szybkim chłodzeniu do temperatury niższej od Ar1, wytrzymaniu w tej temperaturze aż do zakończenia przemiany perlitycznej i następnie chłodzeniu na powietrzu. Stosuje się dla stali stopowych, które po wyżarzaniu zupełnym wykazuje zbyt duża twardość. Wyżarzanie sferoidyzujące: - polega na nagrzaniu stali do temperatury zbliżonej do Ac1, wygrzaniu długotrwałym i następnym wolnym ochłodzeniu do temp. ok.600°C. Ma na celu zmianę cementytu płytkowego na kulkowy. Stal o tej strukturze charakteryzuje się najmniejsza twardością oraz podatnością na odkształcenia plastyczne przy przeciąganiu, tłoczeniu, walcowaniu na zimno.

5. Hartowanie: Jest to zabieg cieplny polegający na nagrzaniu elementu do temperatury30-50°C powyżej Ac3, wygrzanie w tej temperaturze następnym osiewaniem w celu uzyskania struktury martenzytycznej lub bainitycznej. Stale nadeutektoidalne hartują się z temp.30-50°C powyżej Ac1, a więc zakresu, w którym cementyt wtórny rozpuszcza się w małych ilościach austenicie. Twardy cementyt zapewnia stali dobra odporność na scieranie. W zależności od sposobu chłodzenia rozróżnia się: -hartowanie zwykłe -hartowanie stopniowe -hartowanie z przemiana izotermiczną Najprostszym sposobem hartowania jest hartowanie zwykłe, polegające na chłodzeniu w jednym ośrodku stali z temp. austenizowania z szybkością większą od krystalicznej szybkości chłodzenia w celu uzyskania struktury martenzytycznej. Stale węglowe hartują się na ogół w wodzie, a stale stopowe w oleju. Hartowanie izotermiczne przeprowadza się podobnie jak stopniowe, przy czym czas wytrzymania w temp. pośredniej jest dłuższy , tak aby zaszła przemiana bainityczna. Izotermicznie hartuje się części o małych przekrojach. Porównywane dane Hartowanie zwykłe Hartowanie stopniowe Hart. z przem. izotermiczną Przemiana austenitu W zakresie Ms-Mf Na wolnym powiet. po wyjściu przedmiotu z kąpieli kapinki kąpieli Czas wytrzymania przedm. w gorącej kąpieli ------------------------------ Do wyrównania temp. na przekroju przedmiotu Do zakończenia przemiany austenitu w bainit Struktura po hartowaniu martenzyt Martenzyt lub martenzyt z bainitem Kainit dolny lub górny Dodatkowe zabiegi obróbki cieplnej odpuszczanie Odpuszczanie{w przypadku uzyskania martenzytu} Zalety i wady Możliwość powstawania pęknięć, duża twardość, obróbka obejmuje dwa zabiegi. Wyeliminowanie naprężeń pęknięć hartowniczych, małe odkształcenia, duża twardość. Bardzo małe odkształcenia, małe naprężenia, duża udarność, skrócenie czasu obróbki , obrób. Obejmuje jeden zabieg. W celu uzyskania twardej i odpornej na ścieranie warstwy powierzchniowej przy zachowaniu ciągliwego rdzenia stosuje się hartowanie powierzchniowe. Polega ono na szybkim nagrzaniu zewnętrznej warstwy przedmiotu do temperatury hartowania, a następnie chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej. Można wyróżnić następujące najczęściej stosowane rodzaje hartowania powierzchniowego: - indukcyjne - płomieniowe - kąpielowe Hartowanie powierzchniowe stosuje się la stali węglowej, stali niskostopowej dla żeliw. Hartowanie powierzchniowe umożliwia automatyzację i mechanizację procesów technologicznych obróbki cieplnej. 6. Odpuszczanie: Jest to obróbka cieplna polegająca na nagrzaniu stali zahartowanej poniżej temperatury Ac1, i wygrzaniu w tej temp., w celu poprawy właściwości plastycznych. W trakcie nagrzania metastabilnie składniki struktury: martenzyt i austenit szczątkowy ulegają zmianom strukturalnym:: wydzielenie węglików z przesyconego roztworu stałego {martenzyt}w wyniku czego maleje tetragonalnosć sieci przemiana austenitu szczątkowego w ferryt i węgliki wg przemiany bainitycznej dalsze wydzielanie węglików i ich koagulacja, co jest przyczyną spadku wytrzymałości stali. W zależności od stosowanej temperatury rozróżnia się odpuszczanie: niskie (150 - 250 st. C), ma na celu usunięcie naprężeń hartowniczych przy zachowaniu wysokiej twardości i odporności na ścieranie, średnie (250 - 500 st. C), ma na celu uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości, twardość zmniejsza się jednak znacznie, wysokie (pow. 500st. C), ma na celu uzyskanie najwyższej, możliwej udarności dla danej stali. Hartowanie i niskie odpuszczanie wykonane łącznie nazywa się utwierdzeniem cieplnym. Hartowanie i wysokie odpuszczanie nazywa się ulepszeniem cieplnym. Miarą ulepszenia cieplnego jest stosunek Re / Rm. 7. Utwierdzenie wydzieleniowe: Najbardziej znanym stopem, utwierdzonym wydzieleniowo, jest stop AlCu4(duraluminium), który w stanie równowagi posiada strukturę składającą się z roztworu stałego α i wydzieleń fazy θ (CuAl2). Umocnienie wydzieleniowe składa się z dwóch zabiegów:przesycanie, polegające na nagrzaniu stopu powyżej linii granicznej rozpuszczalności (t1), wygrzaniu w tej temperaturze w celu rozpuszczenia wydzieleń fazy θ i następnym chłodzeniu celem uzyskania przesyconego roztworu stałego będącego stanem metastabilnym: starzenia, polegającego na nagrzaniu przesyconego roztworu stałego poniżej linii granicznej rozpuszczalności (t2) w celu doprowadzenia stopu do stanu bliskiego równowadze fazowej. Wzrost temperatury starzenia prowadzi do uzyskania niższych, maksymalnych wartości granicy plastyczności. Starzenie prowadzone w temperaturze pokojowej nosi nazwę starzenia samorzutnego lub naturalnego. Starzenie może być również procesem niepożądanym. 8. Obróbka cieplno-chemiczna : Połączenie zabiegów cieplnych z celową zmianą składu chemicznego wierzchniej warstwy elementu nazywa się obróbką cieplno-chemiczną. Celem obróbki cieplno-chemicznej jest wytworzenie warstw powierzchniowych o zwiększonej odporności na ścieranie, o zwiększonej odporności korozyjnej i erozyjnej. Zabieg ten stosuje się również w celu zwiększenia odporności elementów na zmęczenie lub poprawa niektórych właściwości fizycznych. STALE 1. Składniki zwykłe Stal-stop żelaza z węglem, gdzie węgla jest do 2%, jest on przerabialny plastycznie. Podstawowym skł. stali, obok żelaza, jest węgiel zawartość węgla w stali nie przekracza 2,11% Pozostałe pierw. wyst. w stalach podzielić można na domieszki, których nie udało się lub nie opłacało się całkowicie usunąć w procesie metalurgicznym, oraz dodatki stopowe wprowadzone do metalu celem uzyskania określonych zmian strukturalnych oraz odpowiednich właściwości.

2. Zanieczyszczenia w stali: -tlen -siarka (kruchość na gorąco) -fosfor (kruchość na zimno) -wodór -azot Azotowanie: Proces powierzchniowego nasycenia stali lub żeliwa azotem. Wyróżnia się azotowanie: -utwardzające stosowane dla stali stopowych, mających na celu podwyższenie powierzchniowych właściwości, głównie twardości -antykorozyjne-stosuje się zarówno do stali węglowych, jak i stopowych w celu polepszenia odporności na korozję. Azotowaniu poddaje się elementy po ulepszeniu cieplnym, dzięki czemu nie wymagają one już żadnej dodatkowej obróbki. Jest to możliwe, ponieważ proces azotowania odbywa się w niższej temp. niż wcześniejsze odpuszczanie, tj. 500-600°C. Do azotowania stosuje się stale stopowe zawierające dodatki Al., Ty, wanadu, molibdenu i Cr. Pierwiastki te tworzą azotki o dużej twardości. Borowanie: Polega na dyfuzyjnym nasyceniu warstwy powierzchniowej stali borem. Naborowane warstwy stali cechują się dużą twardością. Dlatego odporność na ścieranie tych powierzchni jest większa niż po nawęglaniu lub azotowaniu. Do borowania stosuje się stale średniowęglowe i niskostopowe z dodatkiem Cr, Si i innych pierwiastków. 4. Podział stali : W zależności od głównego pierwiastka lub kilku pierwiastków wyst. w stali stopowej wyróżnia się: -stal manganową -stal krzemową -stal manganową-krzemową -stal niklową -stal chromową -stal chromowo-niklową -stal chromowo-molibdenową -stal chramowo-manganowo-krzemową -stal chromowo-niklowo-molibdenową i innne. 5. Oznaczenia stali: -stale podstawowe : St 3(lub 0, 1, 2) S X(lubY) Cu S- spalona X- nieuspokojona Y- półuspokojona -stale jakościowe i specjalne 60 G(lub A, AA, rs, h) 60- zawartość węgla w G- stal z większą zawartością Mn A-zmniejsza zawartość Si i fosforu AA- ściśle ustalony skład chemiczny rs- regulowana zawartość siarki h- stale o odpowiedniej hartowności 6. Stale konstrukcyjne: Stal konstrukcyjna przeznaczona jest do wyrobu części maszyn, aparatury i urządzeń technologicznych, elementów konstrukcji pracujących w temperaturze od 40°C do + 300° C w środowisku nie wywołującym przyspieszonej korozji. Powinna charakteryzować się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, przy zachowaniu dobrych właściwości plastycznych. Ich oceny najczęściej dokonuje się na podstawie wyników statycznej próby rozciągania próby udarności i próby twardości.. Stale konstrukcyjne niestopowe: Stal konstrukcyjna węglowa w zależności od przyjętych kryteriów dzieli się na: - stal konstrukcyjna węglowa ogólnego przeznaczenia zawiera 0,05% fosforu i siarki, przeznaczona jest na wyroby wykonane bez dodatkowych zabiegów przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej, a więc mają strukturę i właściwości uzyskane w hucie po przeróbce plastycznej na gorąco. Znak tej stali składa się z symboli St oraz liczby wyróżniającej poszczególne gatunki różniące się właściwościami mechanicznymi. Litera x na końcu znaku oznacza stal a nieuspokojoną, a litera Y - stal półuspokojona, W - specjalnie uspokojoną o ograniczonej zawartości węgla fosforu i siarki, V- stal o ograniczonej zawartości węgla. Stal konstrukcyjana węglowa przeznaczona do normalizowania, ulepszania cieplnego i hartowania powierzchniowego G, A, AA, rs, h, H, L. Stal konstrukcyjna węglowa o określonym przeznaczeniu, o składzie chemicznym i właściwościach określonych szczegółowymi normami, ma zastosowanie m.in.: a). Na druty patentowane ogólnego przeznaczenia (D35,D55),(PN-91/H-84028). b). do wyrobu drutu na sprężyny (DS75, DS85, DS95G), (PN-91/H-84028). c). na łańcuchy techniczne i okrętowe St12,St1E (PN-89/H-84023) d). dla kolejnictwa P35, P55G (PN-84/H-84027). e). na rury kołowe k10, k18 (PN-75/H-84024). f). do pracy w podwyższonej temperaturze St 36 K (PN-75/H-84024) g). Automatowe A(OX, A35) (PN-73/H-84026). Stale konstrukcyjne stopowe: Stal konstrukcyjna stopowa zawiera ok.5% dodatków stopowych i zgodnie z PN oznacza się je znakiem składającym z : - liczby dwucyfrowej, -litery lub kilku liter określających dodatki stopowe :(G-mangan, W- wolfram, T- tytan, F- wanad, H- chrom, M- molibden, S- knem, N- nikiel, J- aluminium).- liczb całkowitych podawanych po literze, określających przybliżoną zawartość danego składnika, jeżeli jego zawartość jest nie mniejsza od 2%.Litera A oznacza wyższą jakość stali. Uwzględniając przeznaczenie oraz rodzaj stosowanej obróbki cieplnej lub cieplno-chemicznej, stal konstrukcyjną stopową podzielić można na następujące grupy: - niskostopowe o podwyższonej wytrzymałości, - do ulepszania cieplnego, - do nawęglania, - do azotowania, -na sprężyny, -na łożyska toczne, - o specjalnym przeznaczeniu. Stal konstrukcyjna stopowa do azotowania: Podstawowymi dodatkami stopowymi stali do azotowania są aluminium, chrom, molibden. Chrom zwiększa hartowność rdzenia. Dodatek molibdenu zabezpiecza ją przed kruchością odpuszczania. Aluminium tworzy z azotem bardzo twardy azotek AlN, zapewniając stali wysoką twardość, odporność na ścieranie bez konieczności dodatkowej obróbki cieplnej. 7. Stal narzędziowa: Ze stali narzędziowej są wykonane wszelkiego rodzaju narzędzia służące do kształtowania materiałów, głównie drogą skrawania lub przeróbki plastycznej. Najczęściej przyjmuje się następujące kryteria jakości stali narzędziowej: 1). hartowność warunkująca uzyskanie struktury martenzytycznej w dużych przekrojach przy łagodnych warunkach chłodzeni. Jest to szczególnie ważne dla stali o większej zawartości pierwiastków stopowych.

2).Twardość- uzależniona przede wszystkim od nasycenia roztworu stałego węglem. Pierwiastki stopowe opóźniające procesy odpuszczania martenzytu zapewniają odpowiednią twardość o temperaturze podwyższonej. 3).Odporność na ścieranie, którą zapewniają stali węgliki stopowe, rozmieszczone równomiernie w osnowie martenzytu odpuszczonego. 4). Ciągliwość zapewniająca dostateczną odporność na pękanie przy wysokiej W zależności od warunków pracy stal narzędziową dzielimy na: -stal do pracy na zimno -stal do pracy na gorąco -stal szybkotnącą Znak stali narzędziowej stopowej składa się z trzech członów, w których pierwszy stanowi litera oznaczająca: N- st. do pracy na zimno W- st. do pracy na gorąco S- st. Szybkotnąca Stal narzędziowa węglowa: Stal ta ma zastosowanie do wyrobu narzędzi pracujących w temp pokojowej, od której nie wymaga się dużej hartowności i bardzo wysokiej odporności na ścieranie, zawiera 0,5-1,35 % C i należy do gr stali wyższej jakości. 8. Stal o szczególnych właściwościach chemicznych i fizycznych: Odznacza się dużą zawartością pierwiastków stopowych. Niejednorodnie zawartość pierwiastków tych w tych materiałach przekracza 50 %, dlatego nazywa się je stopami specjalnymi. Znajdują szerokie zastosowanie za względu na swoje cechy: -odporność na korozję -żaroodporność i żarowytrzymałość -bardzo wysoką wytrzymałość i dużą odporność na ścieranie -specjalne właściwości- magnetyczne, elektryczne, cieplne Stal odporna na korozję: -stal trudno rdzewiejąca -stal nierdzewna chromowa -austenityczna stal kwasoodporna Żeliwa Żeliwa białe- węgiel w postaci cementytu Żeliwa: -eutektyczne 4,33% -podeutektyczne ↓4,33→↑2 % -nadeuteltyczne ↑4,33 % Pierwiastki powodujące grafityzację żeliwa: -krzem -fosfor Sferoidyzacja grafitu (pierwiastki) -cer -magnes Właściwości grafitu: -tłumi drgania -odporność na działanie karbu -dobra odporność na skrawanie -poprawia lejność -zwiększa właściwości wytrzymałościowe żeliw Rodzaj żeliwa Osnowa Postać węgla Białe Ledeburyt przemieniony Związana Szare Ferryt, perlit, perlityczno-ferrytyczna Wolna w postaci grafitu o kształcie płatkowym Sferoidalne Ferrytyczno-perlityczna, perlit +ferryt Kulek Ciągliwe Ferryt, perlit, ledeburyt Węgiel żażenia Żeliwo białe →żeliwo ciągliwe 950^0C Fe3C → 3 Fe + C 1050^0C Stopy metali nieżelaznych: 1. Stopy miedzi Własności: -przewodzi ciepło -przewodzi prąd -dobre własności plastyczne -bardzo mała twardość- obróbka na zimno -odporna na korozję -znajduje się w sieci A1 (ściennie centrowana) Stopy miedzi: -mosiądze -brązy -miedzionikle Mosiądz Cu + cynk -odlewnicze 30-40 % cynku Mn, Si, Pb -przeróbka plastyczna 20-40 % cynku -specjalne Mosiądz: Jednofazowe α→39 % Zn DO PRZERÓBKI PLASTYCZNEJ β→45-50 % Zn Dwufazowe α+β →% Zn TYLKO JAKO STOP ODLEWNICZY, MAŁO ODPORNY NA KOROZJĘ Brązy: -stop miedzi z pierwiastkami oprócz cynku i niklu Cu-Sn-20%Sn Cu-Al. Odporny na korozje 12% Al. Cu -Si odporne na korozje , 5-6%Si Si dobre własności odlewnicze Cu-Be 6-8% Be największe własności wytrzymałościowe porównywalne do stali podczas uderzenia nie powstaje iskra Miedzio nikle 40% Ni Materiał oporowy stosowany do oporników Nikielina: -dobrze obrabialna plastycznie -odporna na ścieranie i korozję -stop na monety 2. Stopy aluminium: dwuskładnikowe Al. - Si - siluminy Układ o ograniczonej rozpuszczalności w stanie stałym: siluminy eutektyczne 12, 6% Si (α+β) siluminy podeutektyczne ↓12,6% Si (α+β) siluminy nadeutektyczne ↑12,6% Si (E+β). Siluminy podeutektyczne nadają się do obróbki plastycznej. Pozostałe mogą być tylko jako odlewy. Al. -Cu Al. - Mg -Mg = 0,7% - 5,8% Zastosowanie Al. - Mg przemysł lotniczy, okrętowy, spożywczy, mają dobrą tłoczność; Al. - Cu 3,3% - 5%części maszyn, samoloty, tabory kolejowe, pojazdy mechaniczne, budownictwo. Stopy wieloskładnikowe - durale: nie maja odporności na korozje, trzeba pokrywać je platyną.

---