Struktury (ze wzgl. na stęż.), jakie występują w stali:

a)przy zawartości węgla 0,008% - struktura ferrytczna;

b)przy zaw. węg. 0,008-0,02% na granicy ziaren ferrytu pojawiają się wydzielenia cementytu 3rzędowego; c)stale o zaw. węgla do 0,8% to stale podeutektoidalne, struktura składa się z ferrytu i perlitu, przy wzroście zawartości węgla wzrasta zawartość perlitu; // d)zawartość 0,8% węgla ma struktura perlityczna i nosi nazwę stali eutektoidalnej; // e)stale o zawartości 0,8-2,06% węgla to stale nadeutektoidalne, struktura ta składa się z perlitu i cementytu wtórnego; w miarę wzrostu il. węg., rośnie zawa. cementytu (max 20%).

// Najniższa wytrzymałość i najwyższa plastyczność występują w temperaturze pokojowej u stali o strukturze ferrytycznej.

Struktura stali często wykazuje pasmowość, co jest wynikiem obróbki plastycznej na gorąco. / Oprócz wyżej wymienionych składników strukturalnych występują także różne wytrącenia niemetaliczne.

STRUKTURY: a)ziarnista-składa się z różnorodnych ziaren obu faz w przybliżeniu jednakowej wielkości, rozmieszczanych w sposób nieuporządkowany. // b)płytkowa-złożona z różnej grubości płytek(perlit), skł. się z pęków na przemian ułoż. płytek jednej i 2. fazy. // c)iglastasta-złoż. z mniej lub więcej wyraźnych igieł jednej fazy rozmieszcz. w ziarnistej osnowie fazy 2. // d)kulkowa-skł. się w przybliżeniu z jednakowej wielkości kulistych wydzieleń jednej fazy, rozmieszzczonych równomiernie w ziarnistej osnowie drugiej fazy. // e)dyspersyjna-skł. się z bardzo drobnych wydzieleń jednej fazy (często fazy międzymetalicznej) równomiernie rozłoż. w osnowie ziaren 2. fazy.

PRZEMIANY: a)bainityczna-fazowa przemiana termiczna w bainit, pośrednia pomiędzy przemianą perlityczną a martenzytyczną, polegająca na przechłodzeniu austenitu do temperatury z zakresu 500do300^oC, po której nie zachodzi już dyfuzja pierwiastków metalicznych, zachodzi zaś jeszcze dyfuzja węgla.

Bainit-mieszanina ferrytu przesyconego węglem i węglikami. // b)martenzytyczna - zachodzi w czasie hartowania stali (gwałtownego chłodzenia nagrzanej do temperatury austenitu stali węglowej) i w przemienie austenitu w martenzyt. / Martenzyt-składnik struktury hartowania stali, będący przeesyconym roztworem stałym węgla w żelazie o iglastej strukturze, w stanie martenzytu stal ma największą twardość.

{{Austenit szczątkowy-pozostałość austenitu, która nie uległa przemianie na skutek powstałych naprężeń ściskających, które utrudniają tworz. się martenzytu. Il. zależy od temp. początku i końca przem. martenzyty.}}

Przem. martenzyt.-powstaje w wyniku ciągłego chłodzenia stali z szybkością większą od krytycznej (min. szybk. chłodzenia, w wyniku któ. austenit przech. wyłącznie w martenzyt).

B.duże przechłodzenie doprowadza do temp., w któ. nie zachodzą proc. dyfuzyjne.

Jeżeli temp. końca przemiany jest mniejsza od 0^oC, pozostaje w materiale austenit szczątk. Następuje przebudowa sieci z regularnie ściennie centrowanej austenitu do sieci regularnie przestrzennie centrowanej żelaza. // Martenzyt jest międzywęzłowym przesyconym roztworem węgla w żelazie. Posiada strukturę o wyglądzie ciemnych igieł ułożonych grupami pod kątem 60^o lub 120^o względem siebie na tle przechłodzonego austenitu. // Wielkość igieł zależy od wielkości ziaren austenitu: - gruboziarnisty austenit daje gruboiglasty martenzyt; / - drobnoiglasty martenzyt, inaczej skrytoiglasty, powstaje z drobnych ziaren ausenitu. / Martenzyt nadaje stali dużą twardość (większą, im większe są igły). // Warunkiem powstania martenzytu jest ciągłość chłodzenia. Przy stałej temp. jego powstawanie ustaje.

____________________________________________________________________

Obróbka cieplna: a)zwykła-proces technologiczny, w wyniku którego zmieniaja się własności mechaniczne i fizykochemiczne metali i stopów w stanie stałym, przez wywołanie zmian strukturowych; będące funkcją temp. i czasu; // b)WYŻARZANIE-zabieg cieplny polegający na nagrzaniu, przetrzymaniu w odpowiedniej temp. i powolnym schłodzeniu:

1)zupełne-przeprowadzane w temp. 30-50^oC temp. austenitycznej stosowane w celu uzyskania drobnoziarnistej struktury, zwykle do staliwnych odlewów;

2)normalizowane-w temp. 30-50^oC (powyżej linii GSE wykresu żelaza-węgiel) temperatury przemiany austenitycznej, gdy tworzy się czysty austenit bez udziału ledeburytu; poddaje się mu wyroby hutnicze.

Wyżarzanie zupełne i normalizowane różnią się od siebie czasem wyżarzania.

3)ujednorodniające-w temp. 1000-1200^oC w celu ujednorodnienia składu chemicznego stali w przekroju.

c)nagrzewanie; d)chłodzenie; e)studzenie; f)oziębienie. (obr. c-f opisane dalej)_

Obr.ciepl.-odpowiednio dobrane zabiegi cieplne, które prowadzą do zmiany własności stali przy zmianie struktury wywołaną przemianami fazowymi zachodzącymi w stanie stałym w obróbce, co rozróżnia się:

a)operacja - część procesu technologicznego, składającego się z kilku zabiegów (hartowanie, wyżarzanie); / b)zabieg - część operacji (np nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie). /// Obróbka cieplna zwykła jest to rodzaj obróbki cieplnej, w wyniku której uzyskuje się zmiany własności metali i stopów będące głównie funkcją temperatury i czasu. // Czasem jednak łączy się również zabiegi obróbki cieplnej z odkształcaniem-plastycznym, z działaniem pola magnetycznego lub też z działaniem chemicznym środowiska. Mamy wówczas do czynienia odpowiednio z obróbką cieplno-plastyczną, cieplno-magnetyczną lub cieplno-chemiczną.

HARTOWANIE-polega na nagrzewaniu przedmiotu do temp., w której następuje wytworzenie struktury austenitu i następnie szybkim chłodzeniu w wodzie lub oleju w celu otrzymania martenzytycznej struktury. W większości wypadków celem hartowania jest uzyskanie wysokiej twardości i odporności na ścieranie.

a) hart. zwykłe-harto. z ciągłym oziębianiem z szybkością większą od krytycznej w środowisku o temp. niższej od temp. początku przem. martenzytycznej. / b)hart. stopniowe-harto. z pierwszym stopniem oziębienia w kąpieli solnej o temp. nieco wyższej od M_S, w ciągu czasu niezbędnego do oziębienia całego przekroju przedmiotu do temperatury kąpieli i z drugim stopniem oziębienia w powietrzu, co zapobiega powstawaniu naprężęń. / c)hart. izotermiczne-harto., w którym nie zachodzi przemiana martenzytyczna. Nagrzany przedmiot utrzymuje się w kąpieli z roztopionej saletry lub ołowiu, w temp. powyżej początku przemiany martenzytycznej. Nazwa metody pochodzi od faktu, iż kąpiel zachowuje stałą temperaturę. W hart. tego typu nie powstaje martenzyt, lecz następuje rozpad austenitu na inne fazy, np. bainit, dając stali własności podobne jak po hart. z odpuszczaniem. Zaletą metody jest brak naprężeń hartowniczych, lecz jest ona procesem długotrwałym, niekiedy przeciągającym się do kilku godzin. / d)hart. powierzchniowe-metoda, w której nie nagrzewa się całego przedmiotu (hartowanie na wskroś), lecz tylko powierzchnię przedmiotu. W związku z tym tylko warstwa powierzchniowa podlega hartowaniu. Istnieje kilka metod hartowania powierzchniowego. // CELEM harto. powierzchniowego jest nadanie warstwie powierzchniowej wysokiej twardości i odporności na ścieranie, przy zachowaniu ciągliwego rdzenia

_________________________________________________________________

CHŁODZENIE-stopniowe obniżanie temp. elementu do pewnej określonej temp., najczęściej temp. otoczenia, obejmuje także: / -studzenie-powolne chłodzenie w piecu na powietrzu; / -podchładzanie-obniżanie temp. do wartości pośredniej; / -dochładzanie-obniżanie temp. do wartości końcowej; / -oziębianie-szybkie ochłodzenie w wodzie lub w oleju; / -wymrażanie-ochładzanie i zwykle utrzymywanie przedmiotu w temp. poniżej 0^oC.

ODPUSZCZENIE-operacja obróbki ciepl., polegająca na wygrzewaniu zahartowanej stali w zakresie temperatur leżących poniżej temperatury A₁, i następnie chłodzeniu. Ma ona na celu zwiększenie plastyczności i ciągliwości, a zmniejszenie naprężeń własnych. Rodzaje odpuszczenia: a)niskie-150-250 °C, do narzędzi, stosuje się w celu usunięcia naprężeń hartowniczych z zachowaniem dużej twardości, wytrzymałości i odporności na ścieranie. / b)średnie-250-500°C, do sprężyn, resorów, matryc. Prowadzi do niewielkiego spadku twardości przy zachowaniu dużej wytrzymałości i sprężystości. / c)wysokie-500-650°C, w celu uzyskania wysokiej wytrzymałości przy niskiej twardości

UTWARDZALNOŚĆ-podatność stali do hartowania, wyrażona najwyższą twardością jaką można osiągnąć w wyniku hartowania. / Utwardzanie cieplne-jest obróbką cieplną polegającą na połączeniu hartowania z niskim odpuszczaniem. Stosowana jest w celu m.in. zwiększenia twardości z jednoczesnym usunięciem naprężeń hartowniczych. Stosowane np. do polepszania własności narzędzi.

KRYTYCZNA SZYBKOŚĆ CHŁODZ.-najmniejsza prędk. chłodzenia, przy chłodzeniu z która otrzymujemy 100% martenzytu (nie występuje już troostyt lecz tylko martenzyt szczątkowy). Szybkość chłodzenia, przy której zaczyna pojawiać się martenzyt nazywamy dolną krytyczną szybkością chłodzenia. Krytyczna szybkość chłodzenia stali zależy nie tylko od zawartości składników stopowych, ale również od zawartości węgla.

TEMP. AUSTENITYZOWANIA-wzrost temp. austenityzowania powoduje rozrost ziaren austenitu i zmniejszenie w nim ilości dyslokacji oraz wydłużenie czasów przemian fazowych.

STAL GRUBO- i DROBNOZIARNISTA: Przekroczenie temp. przemiany A_C1 zaznacza się raptownym zmniejszeniem ziaren, to znaczy nowo powstałe ziarna austenitu są zawsze bardzo drobne i w zasadzie ich wymiary nie zależą od wielkości ziaren perlitu, z którego utworzył się austenit. Rozdrobnienie ziarna austenitu w czasie przemiany jest związane z tworzeniem się dużej liczby zarodków nowych ziaren na olbrzymiej i bardzo rozwiniętej powierzchni granicznej między ferrytem i cementytem. Dalsze nagrzewanie po dokonanej przemianie wywołuje rozrost ziaren austenitu. Zjawisko rozrostu jest procesem samorzutnym, gdyż jego następstwem jest zmniejszenie łącznej powierzchni ziarn (zmniejsza się energia powierzchniowa). Rozróżnia się 2 typy stali: / - nie mające skłonności do rozrostu ziaren austenitu bezpośrednio po przekroczeniu temp. A_C1; w stalach tych ziarno zaczyna się rozrastać dopiero po nagrzaniu ich do temp. ok. 1000^oC; / - wykazujące skłonność do rozrostu ziaren austenitu, który zaczyna się po niewielkim przekroczeniu temp. A_C1; są to stale gruboziarniste. / Powstawanie struktury gruboziarnistej jest nieporządane, gdyż taka stal ma małą wytrzymałość i udarność.

____________________________________________________________________

Schemat zmiany wielkości ziarna stali eutektoidalnej w czasie nagrzewania powyżej temp. A₁.

Austenityzowanie-zabieg cieplny polegający na wygrzewaniu stali w celu wytworzenia struktury austenitu przed chłodzeniem.

Przesycenie-operacja cieplna polegająca na: / - nagrzaniu stali do temp., w której wydzielona faza przechodzi do roztworu stałego; / - wyogrzaniu w temp. powyżej temp. granicznej rozpuszczalności; / - oziębieniu w celu zatrzymania rozpuszczonego składnika w roztworze przesyconym.

Stan przesycony jest nietrwały, stop dąży do przejścia w stan równowagi; w stanie przesyconym stal ma większą plastyczność, ale mniejszą twardość i wytrzymałość.

Starzenie-polega na nagrzaniu i wytrzymaniu uprzednio przesyconego roztworu w temp. znacznie niższej od temp. granicznej rozpuszczalności w celu wydzielenia w odpowiednim stopniu dyspersji składnika znajdującego się w roztworze stałym przesyconym.

---