Łukasz Maciejec		Grupa 15	Laboratorium z materiałoznawstwa
Temat: Struktura stopów metali żelaznych
Rok akademicki 1999/2000	Data 18.05.2000			Ocena	Podpis

Żelazo jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na ziemi. Jednakże czyste żelazo nie ma zastosowania praktycznego. Powszechne zastosowanie znajdują natomiast stopy żelaza. Stopy żelaza z węglem o mniejszej zawartości węgla poniżej 2% nazywamy stalami węglowymi, a o większej zawartości powyżej 2% surówkami lub żeliwami - w zależności od sposobu otrzymywania.

STALE

Stal jest stopem żelaza zawierającym poniżej 2% węgla. Otrzymuje się ją z surówki drogą wypalania nadmiaru węgla. Stosowane w praktyce stale węglowe nie są czystymi stopami żelaza z węglem, lecz zawierają domieszki innych pierwiastków. Struktura stali składa się z płytek ferrytu i cementytu. Wraz ze wzrostem zawartości węgla zwiększa się ilość perlitu. Przy zawartości 0,4% C ilość ferrytu i perlitu są prawie równe. Na rys.1 przedstawiona jest struktura tej właśnie stali

rys.1

ŻELIWA

Żeliwo jest stopem żelaza zawierającym od 2% do 3,8% węgla i otrzymuje się je po przetopieniu surówki w piecach odlewniczych. Rozróżnia się żeliwa szare i białe. Nazwa żeliwa szarego pochodzi od ciemnego przełomu spowodowanego obecnością grafitu. Własności takiego żeliwa zależą od struktury osnowy metalicznej, która może być ferrytyczna , ferrytyczno - perlityczna lub perlityczna , a także od postaci grafitu . Grafit jako faza niemetaliczna wpływa osłabiająco na metal, gdyż sam ma małą wytrzymałość i twardość . W żeliwie szarym rozróżnia się następujące składniki strukturalne: osnowę metaliczną, grafit, eutektykę fosforową oraz wtrącenia niemetaliczne. Na rys. 2 przedstawione jest żeliwo ferrytyczne szare gdzie na tle osnowy metalicznej występują wtrącenia grafitu.

rys.2

Żeliwo, w którym wydzielenia grafitu maja postać kulek nosi nazwę żeliwa sferoidalnego. Ten rodzaj grafitu powoduje najmniejsze osłabienie własności mechanicznych. Sferoidyzacją uzyskuje się przez wprowadzenie przed odlewaniem do ciekłego żeliwa magnezu i jego stopów. Grafit jako faza niemetaliczna wpływa osłabiająco na metal. Znaczny wpływ na własności żeliwa mają postać i dyspersja grafitu. Szczególnie pożądanym kształtem grafitu jest grafit kulkowy (sferoidalny), który występuje w żeliwach wysoko jakościowych (żeliwo sferoidalne stosowane np. na wały korbowe silników spalinowych). rys.3

rys.3

Żeliwo białe (nazwa pochodzi od jasnego przełomu) , w którym cały węgiel jest związany zawiera w strukturze ledeburyt przemieniony z cementytem pierwotnym lub perlitem . Jest ono bardzo twarde , ale zarazem kruche . Nie można go obrabiać mechanicznie przez skrawanie , lecz jedynie szlifować . Jest stosowane jako półprodukt do wytwarzania żeliwa ciągliwego . Na rys. 4 przedstawione jest żeliwo ciągliwe białe gdzie w rdzeniu występuje węgiel żarzenia na tle osnowy perlityczno - ferrytycznej. Ze względu na to że jest to struktura niejednorodna jest bardzo niekorzystna.

rys.4

SURÓWKI

Surówki są bezpośrednim produktem wielkiego pieca. W zależności od ilości związanego węgla surówki dzielimy na ferrytyczne (cały węgiel występuje w postaci grafitu - struktura składa się z wydzieleń grafitu na tle osnowy ferrytycznej), ferrytyczno - perlityczne (struktura jest złożona z grafitu na tle osnowy ferrytyczno - perlitycznej),perlityczne (struktura złożona z grafitu na tle osnowy perlitycznej), nadperlityczne (struktura złożona z grafitu, perlitu i cementytu wtórnego). Na rys.5 przedstawiona jest surówka ferrytyczna.

rys.5

- 3 -

---