Ferryt jest to międzywęzłowy roztwór stały węgla w żelazie α (Feα) odznacz się bardzo małą rozpuszczalnością węgla do 0,022% w punkcie P w temperaturze 727°C do 0,008% w temperaturze pokojowej- jest trwały poniżej temperatury określonej linią GPK. Jest to miękki, plastyczny składnik stopów FeC o stosunkowo nie wysokiej wytrzymałości. Twardość ok. 80 HB, Rm=300 MPa. // Austenit- międzywęzłowy roztwór stały węgla w Feγ maksymalna rozpuszczalność węgla w austenicie wynosi 2,11%(punkt E') jest trwały w zakresie między temperaturami przemiany eutektycznej (linii ECF) i eutektoidalnej (liniaPSK); est składnikiem struktury o dużej plastyczności oraz twardości i wytrzymałości większej od ferrytu. Rm=700do800 twardość ok. 200HB. Cementyt- Fe3C węglik żelaza, który może tworzyć się w wyniku krystalizacji z cieczy(cementyt pierwotny); wydzielić z austenitu wzdłuż linii ES(cementyt wtórny) i z ferrytu wzdłuż lini PQ(cementyt trzeciorzędowy). W czystym stopie Fe-C zawiera 6,67% C; jest składnikiem twardym i kruchym;twardość ok. 800HB.//ledeburyt-mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu powstała z roztworu zawierającego 4,3% C, poniżej temperatury eutektoidalnej; austenit występujący w ledeburycie przemienia się w perlit, tworzy się ledeburyt przemieniony, który jest składnikiem twardym i kruchym.// perlit mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu utworzona z austenitu o zawartości 0,8% C. Ma dobre właściwości |
Wytrzymałościowe natomiast niską plastyczność.Rm=700 do 800 twardość=ok. 250 HB. Stal jest przerobionym plastycznie i cieplnie obrabialnym stopem żelaza z węglem o zawartości do 2,11% C i innymi pierwiastkami. Występujące w stalach pierwiastki dzielimy na pozostałe w procesie technologicznym domieszki (np.Si Mn) i zanieczyszczenia(P,S,O2)lub celowo wprowadzane składniki stopowe (Ni,Mo). Zawatrość fosforu i siarki przyjmowana jest z kryterium metalurgiczne jakości materiału od 0,04% każdego ze składników. /STOP-są to substancje składające się z dwóch lub więcej pierwiastków przy czym co najmniej jeden występujący w przeważającej ilości jest metalem.//Staliwem nazywa się stal odlewaną do form odlewniczych, odlewy mają już kształt ostateczny, zaprojektowany dla określonego przedmiotu użytkowego, i mimo możliwości poddawania ich różnym zabiegom dodatkowym (obróbka cieplna, mechaniczna) nie podlegają przeróbce plastycznej. Ze staliwa można otrzymać odlewy o skomplikowanym kształcie, o masie od kilku kilogramów do kilkuset ton. Niektóre kształty mogą być nadawane określonym wyrobom stalowym wyłącznie na drodze odlewnictwa.//ŻELIWO należy do grupy wielo składnikowych technicznych stopów żelaza z węglem. W celu odróżnienia od stali bądź staliwa definiowane jest jako stop odlewniczy o takiej zawartości węgla(ok. 2%), która zapewania krzepnięcie z utworzeniem struktury zawierającej eutektykę: grafitową(austenit o składzie punktu E'-grafit) lub cementytową, czyli ledeburyt |
(austenit o składzie punktu E-cementyt Fe3C). Z uwagi na to żeliwo zawiera zawsze określone ilości Si, Mn, P i S, a w niektórych przypadkach określone ilości pierwiastków stopowych(Ni, Cr, Cu,) podana powyżej zawartość węgla może zmieniać się w dość szerokim zakresie. W zależności od składu chemicznego rozróżnia się żeliwo podeutektyczne(C<Ceut), eutektyczne(C=Ceut=4,26-0,31 Si-0,33% P) oraz nadeutektyczne(C>Ceut). W zależności od zawartości pierwiastków stopowych rozróżnia się żeliwo niestopowe i stopowe(nisko-, średnio-, i wysokostopowe). Odlewy żeliwne w zależności od rodzaju eutektyki powstałej podczas krystalizacji i związanego z tym przełomu dzieli się na: odlewy z żeliwa szarego, krzepnące według układu stabilnego Fe-C; w strukturze występuje węgiel w postaci grafitu, a ilość węgla związanego (w postaci cementytu) nie przekracza zawartości węgla w perlicie(punkt S') osnowa metaliczna żeliwa szarego może być ferrytyczna, ferrytyczno- perlityczna lub perlityczna. Żeliwo szare zawiera najczęściej do 4,5% węgla;od 0,5% do 3% krzemu Si; od 0,4% do1,2% manganu; do 0,2% fosforu i do 0,15% siarki. Odlewy z żeliwa białego, krzepnące według układu nie stabilnego Fe-Fe3C; w strukturze występuje węgiel wyłącznie w postaci związanej, to jest cementytu (eutektycznego i eutektoidalnego, zawartego w perlicie). Odlewy z żeliwa połowicznego, zakrzepłe częściowo wg układu stabilnego, częściowo wg układu metastabilnego; w strukturze występuje węgiel w postaci grafitu, a ilość |
węgla związanego przekracza zawartość węgla w perlicie. Żaroodporność-zwana też odpornością na korozję gazową jest to odporność na działanie gazów utleniających o wysokiej temperaturze. Dodatkami stopowymi w stali żaroodpornej są chrom, aluminium i krzem. Wprowadzenie do stali tych pierwiastków, które mają większe niż Fe powinowactwo chemiczne z tlenem z tlenem, sprzyja powstaniu na powierzchni stali zwartej i dobrze przylegającej warstwy tlenków tych pierwiastków(Cr2O3, Al2O3 i SiO2), chroniących metal przed dalszym utlenianiem.//Żarowytrzymałość-zdolność przenoszenia naprężeń mechanicznych przy wysokich temperaturach. Duża żar. pozwala na zachowanie przez dłuższy czas właściwości mechanicznych w podwyższonej temperaturze. Jest ona wyrażona głównie wytrzymałością na pełzanie(zjawisko plastycznego odkształcania się wyrobu poddanego długotrwałemu działaniu nieznacznych obciążeń statycznych w stałej temperaturze) bądź granicą pełzania, a także odpornością na zmęczenie mechaniczne i cieplne. Żar. stali zapewniają pierwiastki zwiększające energię wiązania atomów w sieci roztworu stałego. Są to: Mo, W, V, Co, Ti, Cr, Si.//stal odporna na korozje charakteryzuje się odpornością na działanie środowisk agresywnych(gazów, par, kwasów, zasad i soli) Korozja- chemiczny lub elektrochemiczny proces utleniania metalu, prowadzący do bezzwrotnego ubytku materiału, powodującego zmniejszenie zdolności elementów do przenoszenia obciążeń. |
Ochrona metali przed korozją polega na przeprowadzeniu ich w stan pasywny pod względem chemicznym (pasywność chemiczna) lub elektrochemicznym (pasywność anodowa). Pasywność chemiczna wywołana jest przez obecność na ich powierzchni cienkiej warstwy tlenków. Pasywność anodowa zmniejszeniem stopnia utlenialności metali, spełniających rolę anod w mikroogniwach układu „metal-środowisko” przez podniesienie ich potencjału elektrochemicznego. Przez wprowadzenie do stali niektórych pierwiastków(Cr, Si,Al) można doprowadzić do powstania trwałych warstewek tlenowych. Zmianę potencjału elektrochemicznego z ujemnego na dodatni uzyskuje się w wyniku wprowadzenia o zawartości powyżej 13% Cr. Sal odporna na korozję dzieli się na: nierdzewne, kwasoodporne.//stal nierdzewna chromowa zawiera od 12% do 14% Cr i od 0,1% do0,45%C lub od17do18% Cr i do 0,1% C. Pierwsza grupa to najtańsze stale nierdzewne, stosowane w stanie zmiękczonym(stal 0H13, 0H13J- symbol 0 oznacza bardzo małą zawartość C w tych stalach- nie przekracza ona 0,08%C)Stale te wykazują odporność na korozję atmosferyczną i w wodzie naturalnej, na działanie pary wodnej, roztworów alkaicznych, rozcieńczonych kwasów organicznych i gorącej pary ropy naftowej.//Stal kwasoodporna austenityczną uzyskuje się, wprowadzając co najmniej 8% Ni do stali o zawartości 18% Cr. Stal ta często oznaczana jest symbolem 18-8 o zawartości ok. 0,1%C jest typową stalą kwasoodporną. Zwykle poddaje |
się ją procesowi tzw przesycania, polegającego na podgrzaniu stali do temperatury ok. 1100°C w celu wprowadzenia do roztworu(austenitu) wydzieleń węglika chromu i uzyskania, po ochłodzeniu, jednorodnej struktury austenitu, bez fazy węglikowej, zmniejszającej kwasoodporność i właściwości plastyczne stali. Eksploatacja wyrobów z takiej stali w zakresie temp. 500-650°C wywołuje zjawisko kruchości międzykrystalicznej (węglik chromu wydziela się na granicach ziarn) przeciwdziała się temu ograniczając do 0,02% zawartość C w stali 18-8 bądź wiążąc nadmiar C dodatkiem Ti lub Nb; dzięki temu otrzymuje się stal stabilizowaną.// Stal odporna na ścieranie- największą odporność na ścieranie wykazuje austenityczna stal manganowa tzw Hadfielda stal ta zawiera 1-1,3% C i 11-14% Mn. Stal H. nadaje się szczególnie części, od których wymaga się dużej odporności na ścieranie i dużej udarności, podczas ścierania, z towarzyszącymi mu naciskiem i uderzeniami, następuje bowiem charakterystyczny dla tej stali utwardzenie warstwy powierzchniowej. Z tych zresztą powodów stal H. jest praktycznie nieobrabialna. Ze stali H. typu 11G12 wykonuje się czerpaki koparek, ogniwa gąsienic traktorów, części kruszarek do kamienia itp.// stal narzędziowa szybkotnąca jest stalą wysokostopową na narzędzia skrawające z dużą szybkością, wymagające zachowania odpowiedniej twardości i odporności na ścieranie przy temp 500-600°C gatunki stali szybkotnącej wolframowej SW12, SW18 i wolframowo-molibdenowej |
SW2M5 SW7M stal wolframowo-kobaltowa SK5// Stal stopowa narzędziowa jest to stal nisko- i wysokostopowa, z której wykonuje się narzędzia do nadawania kształtu lub dzielenia materiałów. S n powinna przenosić obciążenia bez plastycznego odkształcania się oraz wykazywać dużą odporność na ścieranie, a więc dużą twardość, która musi być nieraz ograniczona ze względu na udarność. Właściwości stali tego rodzaju zależą od zawartości C (wpływa na twardość po hartowaniu) i pierwiastków stopowych(wpływają na hartowność)// stal narzędziowa do pracy na zimno obejmuje 18 gatunków dzieli się je na średniowęglowe (0,4 do 0,55%C) i wysokowęglowe (0,75 do 2,10%C) pierwsze są stosowane na narzędzia o zwiększonej plastyczności i odporności na obciążenia dynamiczne(pierwiastki stopowe podstawowe dla stali narzędziowej Cr, W, V, Mo nadają jej dużą hartowność i drobnoziarnistą strukturę, dobre właściwości wytrzymałościowe oraz dużą odporność na ścieranie przez tworzenie węglików stopowych o dużej twardości. Stal narzędziowa do pracy na gorąco wyróżniająca się wytrzymałością i twardością w podwyższonej temperaturze pracy, dużą odpornością na zmęczenie cieplne oraz odpornością na ścieranie i erozję przez obrabiany materiał. Gatunki tej stali można podzielić na dwie grupy: stal nisko stopowa do wyrobu matryc kuziennych (WNL, WNLV) i stal wysokostopowa o zawartości 0,25-0,45%C przeznaczona do wykonywania |
narzędzi narażonych na działanie wysokiej temperatury. Stal stopowa sprężynowa przeznaczona do wyrobu sprężyn i resorów odznacza się szczególnie wysoką granicą sprężystości bardzo dobrą wytrzymałością zmęczeniową oraz dobrą plastycznością// Podział stali narzędziowych- stal węglowa narzędziowa płytko(3-5mm) hartująca się; stal w n głęboko(5-12mm) hartująca się; stal stopowa n do pracy na zimno; s s n do pracy na gorąco; stal s n szybkotnąca.//Twardością nazywa się odporność materiału na odkształcenia trwałe pod wpływem sił skupionych, działających na małą powierzchnie materiału wywołanych przez wciskanie odpowiedniego wgłębnika. W zależności od rozmiaru strefy odkształcenia spowodowanych wnikaniem wgłębnika w materiał rozróżnia się pomiary makro i mikrotwardości. Twardość Brinella wgłębnikiem jest kulka stalowa- oznaczona HB.//Właściwości fizyczne cechy materiałów odzwierciedlające ich zachowanie się w różnych zjawiskach i procesach fizycznych, takie jak: gęstość, ciepło właściwe, ciepło topnienia i parowania, napięcie powierzchniowe, lepkość, rozszerzalność cieplna, przewodność cieplna i elektryczna, właściwości magnetyczne |