Własności metali:gęstość,temp topnienia, twardość średnia, skrawalność dobra, wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie <2500MPa, żarowytrzymałość mała do średniej, wprzewodność cieplna średnia do wysokiej,odporność na zmęczenie cieplne dobra, własności elektryczne przewodniki, odporność chemiczna niska do średniej, odporność na utlenianie ogólnie mała
Przewężenie Z jest to zmniejszenie pola powierzchni przekroju poprzecznego
próbki w miejscu rozerwania w odniesieniu do pola powierzchni jej przekroju pierwotnego:
Z=[(su-so)/ so]*100%
Udarność - odporność materiału na złamanie przy uderzeniu.
Miarą udarności zgodnie z PN jest stosunek energii zużytej na złamanie próbki za pomocą jednorazowego uderzenia do przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu:
K - praca uderzenia [J]
S - powierzchnia początkowa przekroju w miejscu karbu cm2
Krzywa pełzania-krzywa określająca w jakim czasie i jak bardzo zmienia się odkształcenie(wydłużenie)trwałe.
Granica pełzania-termin alternatywny dla wytrzymałości na pełzanie.Stałe obciążenie,podzielone przez przekrój początkowy próbki,które po upływie określonego czasu,w danej stałej temperaturze,spowoduje wydłużenie trwałe próbki o określoną wartość wydłużenia trwałego w % t(czas w godzinach)i T(temp w stopniach)
Wytrzymłość na pełzanie-maksymalne naprężenie potrzebne do spowodowania odkształcenia wskutek pełzania o określonej wielkości w określonym czasie.wielkość ta jest również wykorzystywana do poisu maksymalnego naprężenia,jakie może być wytworzone w materiale w stałej temp,pod którego wpływem szybkość pełzania zmniejsza się z upływem czasu.
Twardość-miara oporu,jaki wykazuje ciało w czasie wciskania weń wgłębnika przy odkształceniu plastycznym
Badania statyczne sposobem Brinella-stusunek obciążenia wgłębnika siłą F do powierzchni czaszy odcisku, stosuje się do pomiaru twardości:stali wyżarzonych,żeliw, miedzi i jej stopów,ołowiu i ich stopów,stopów aluminium,cynku i cyny, Wady:stosunkowo mały zakres pomiarowy,duże rozmiary odcisku,. Twardość Brinella niektórych stopów jest proporcjonalna do ich wytrzymałości na rozciąganie
Rockwella-wykonuje się przy użyciu jako wgłębnika: stożka diamentowego/kulki stalowej. Dwustopniowe wciskanie w badaną próbkę wgłębnika przy określonych w normie warunkach i pomiarze trwałego przyrostu głębokości odcisku e po odciążeniu.wielkość e jest wyrażona w jednostkach odkształcenia trwałego wynoszących o,oo2mm jest podstawą do wyznaczenia twardości wg Rockwella.Zalety:szybkość wykonywania pomiarów, szerszy niż przy sposobie Brinella zakres pomiarowy
Vickersa:polega na wciśnięciu diamentowego wgłębnika w metal przy wybranym obciążeniu. Foremny ostrosłup diamentowy.Siła F, czas t.odciązenia i liczenie przekątnych d1 i d2 odcisku.twardość Vickersa HV wyznacza się stosunkiem siły F do powierzchni pobocznicy odcisku.Zalety:duża dokładność, szeroki zakres pomiarowy, stosunkowo małe obciążenie wgłębnika.Metoda ta łączy cechy met.Brinella i Rockwella.Używana jest jedna skala,uniwersalna dla wszystkich klas materiałów jak w metodzie Brinella,lecz możliwe jest badanie próbek bardzo cienkich jak u Rockwella. Nadaje się do stosowania przy badaniu gotowych wyrobów. Niepewność pomiarowa jest najmniejsza z 3.
Cykl obciążenia zmęczeniowego-cykl zmian obciążenia i analogicznie do niego cykl zmian naprężeń.szczególny cykl jest sinusoidalnie zmienny.podstawe wynaczania własciowosci zmęczeniowych materiałów i elementów konstrukcji.SZ jest opisany przez parametry:naprężenia max omax,naprężenie min omin, okres T, częst f
Budowę sieci przestrzennych stwierdzamy promieniami Roentgena.
Rodzaje sieci:ściennie centrowana,przestrzennie centrowana, heksagonalna
Defekty:a) ze względu na pozycję defektu:punktowe(wakanse),liniowe powierzchniowe b) termodynamicznie:trwałe,nietrwałe c)defekty elektronowe:dziury,wolne elektrony przewodnictwa d)fonony-kwanty drgań sieci krystalicznej
Wpływ defektów:przy małej gęstości błędów budowy wytrzymałość jest wysoka, do pewnego momentu wraz ze wzrostem błedów wytrzymałość spada, później wzrasta.
Istnienie defektów sieci krystalicznej metali ma istotny wpływ na własności tych ciał: a)przewodnictwo i nadprzewodnictwo metali b)fonony(temp)-własności mechaniczne metali,przemiany fazowe i strukturalne c)wakanse-w procesach dyfuzji wewnątrz kryształów d)dyslokacje-procesy odkształcenia plastycznego e)napromieniowanie metali może polepszyć lub pogorszyć własności metali
Ziarno-zwane kryształem,który ma jednakowo ukierunkowaną konfigurację atomów.zetknięcie ziaren to granica ziaren.Wielkość-dziesiątki mikrometrów
Układ równowagi żelazo-cementyt Fazy:
1.roztwór ciekły
2.ferryt-międzywęzłowy stały roztwór węgla w żelazie a o sieci RPC.Należy rozróżnić tzw ferryt niskotemperaturowy o rozpuszczalności do 0.025% C oraz ferry wysokotemperaturowy o rozp do 0.1%C.
3.Austenit-międzywęzłowy roztwór stały węgla w żelazie y o strukturze RSC. Graniczna rozpuszczalność węgla w odmianie żelaza y wynosi 2,11%C.Atomy węgla rozmieszczają się w srodku sieci oraz w miejscach bledow budowy
4.Cementyt-faza miedzymetaliczna Fe3C.cementyt krystalizuje w zlozonej rombowej sieci o zwartym ulozeniu atomow.temperature topnienia cementytu przyjmuje się jako rowna 1252stopnia.charakterystyczna wysoka twardośc fazy i bardzo niska plastyczność.3 rodzaje:cementyt pierwotny,wtórny,trzeciorzędowy
5.grafit-odmioana alotropowa czystego węgla,krystalizuje w sieci heksagonalnej(warstwowej).odznacza się mala twardoscia i wytrzymaloscia
6.perlit-eutektoidalna mieszanina na przemian ulozonych plytek ferrytu i cementytu,zawira 0,77%C,która powstaje wskutek rozpadu austenitu w temp 727stopni.
7.przy krzepnięciu stopow zelaza z weglem powstaje eutektyka zwana ledeburytem
Obróbka cieplna-proces technologiczny stosowany w praktyce przemyslowej
Cel:zmiana własciowosci mechanicznych
Rodzaje:hartowanie(tylko dla stali),przesycanie,odpuszczanie,ulepszanie,wyżarzanie,stabilizowanie
Nawęglanie-zabieg cieplny.dyfuzyjne nasycenie węglem warstwy powierzchniowej, cel:odporna na ścieranie powłoka,miękki rdzeń
Azotowanie-zabieg cieplny.dyfuzyjne nasycenie azotem warstwy powierzchniowej.taki azot łaczy się z metalami tworząc azotki.cel:odporność na ścieranie,wytrzymałość na rozciąganie,twardość, wlasciowosci przeciwkorozyjne(nierdzewność)
W przeciwieństwie do nawęglania przy azotowaniu strefa powierzchniowa utwardza się bez dodatkowej obróbki cieplnej.azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie,gdzie temp odpuszczania powinna być nieznacznie wyzsza niż temp samego azotowania
Przemiana martenzytyczna-przemiana przesyconego austenitu, jaka zachodzi w czasie jego szybkiego schładzania(hartowanie stali).przemiana zachodzi spontanicznie gdy temp chłodzonej stali osiągnie temp początku przemiany martenz Ms. Z chwila osiagniecia temp końca przemiany mart Mf, caly austenit zamiania się w martenzyt.
Wykresy CTP(czas temp przemiana)-zaleznosc struktury i własności od szybkości chłodzenia materialu
Wykres równowagi-graficzna zaleznosc miedzy zawartoscia % skladnikow, temp a budowa fazowa stopu
Faza-jednorodna czesc układu,majaca jednakowy:skład chem,budowę krystaliczna,własności, można ja oddzielić od reszty wykresu granica fazowa
Eutektyka-mieszanina(najczęściej bardzo drobnoziarnista)dwóch lub więcej faz(dwa metale dwa roztwory) powstala wskutek krzepnięcia fazy cieklej co zachodzi przy stalej temp
Eutektoid-mieszanina,najczęściej bardzo drobnoziarnista, dwóch lub więcej faz(dwa met dwa roztw)powstala wskutek chłodzenia roztworu stałego co zachodzi przy stalej temp
Wpływ wegla na właściwości wytrzymalosciowe i plastyczne stali niestopowych (weglowych) normalizacyjnych- wraz ze wzrostem C rosnie granica plastyczności i wtrzymalosci do 0.8%wegla, twardość rosnie caly czas, bo coraz więcej perlitu, A i Z maleja, udarność maleje,dość gwałtowny spadek
Zeliwo-stopy zelaza z weglem(2,5-4,5%C) i z innymi pierwiastkami i zaniczyszczeniami, otrzymywane z surówki wielkopiecowej,przeznaczone do wykonywania części maszyn technologia odlewania do formy
Rodzaje zeliwa a szybkość chłodzenia:
Biale-szybkie chłodzenie, połowiczne(pstre)-pomiedzy, szare-wolne chłodzenie podczas krzepnięcia
Grafit obniza wytrzymalosc i plastyczność, polepsza własności technologiczne(odlewnicze i skrawalnośc), użytkowe(tłumienie drgań, tarcie)
Charakterystyka zeliw:
zwykłych-dobre tłumienie drgan, mala wrazliwosc na działanie karbu,dobre właściwości przeciwcierne,slabe na rozciąganie
modyfikowanych-mala rozszerzalność cieplna,mala plastyczność
sferoidalnych-dobre własności wytrzymalosciowe,plastyczne, slabe tłumienie drgan, wysoka udarność, odporne na sciskanie,zginanie,wysokie ciśnienia, mala przewodność cieplna
stale odporne na korozje-grupa stali stopowych o szczególnych własnościach fizycznych i chem.zawartosc w tych stalach pierwias stopowych przekradza kilkadzisiat procent.dzieli się je na stale nierdzewne(odporne na korozje atmosferyczna i wodna) i na s.kwasoodporne(nie ulegaja działaniu większości srodowisk kwasnych) skład chem:chrom,nikiel,wegiel molibden, miedz,mangan azot tytan niob tyntal
stale maraging-niskoweglowe stopy zelazo-niklowe o strukturze martenzytycznej utwardzonej wydzieleniowo.cechuja się wysoka wytrzymaloscia,dobra ciagliwoscia, i plastycznoscia.podczas obrobki cieplnej nie obawiamy się odweglania, dobre własności odlewnicze, w stanie zahartowanym stale maraging maja strukturę miękkiego martenzytu niklowego
staliwo-cieplnie obrabialny stop zelaza z weglem i innymi pierwiastk pochodz z przerobu hutniczego,przeznaczony do wykonywania elementow konstrukcji maszyn i urzadzen na drodze odlewania do form
znakowanie staliwa:a)litera L b)średnia zawartość C w setnych % c)litera oznacz pierw stopowe(F-wanad, G-mangan,S-krzem,H-chrom,N-nikiel) d)numer normy L21HMF wg PN-89/H-83157 ewentualnie e)dtaliwo odporna na korozje f)liczbe 0 zawartosc C g)liczby okresl zawartości %pierw. Staliwo odporna na korozje L0H18N10M2
wpływ zawarttosci C:rosnie twardość,kruchość,wytrzymalosc na rozciąganie i plast
hutniczy proces wytwarzania zeliwa,staliw,stali:
1wielki piec>ciekla surowka>piec(martenowski,elektr,konwantor tlenowy)>stal>wlewek>walcownia>polwyroby i wyroby hutnicze
2wielki piec>surówki zelaza>odlewnia>indukcyjny piec odlewniczy>odlewy dodatkowej obrobki cieplnej
Kryteria podzialu stali:a)skład chem(weglowe,stopowe) b)podstawowe zastosowanie(konstrukcyjne,narzędziowe,o szczególnych wlasciwosciach) c)stopien czystości d)szczegolowe przeznaczenie e)inne kryteria(sposób wytwarzania,odtleniania,gr uzytkownikow) f)postac stali(lana,kuta,walcowana,ciągniona) g)stan klasyfikacyjny stali
Znakowanie wg PN-EN
1.znak literowy(S-s.konstrukcyjne,P-s.na zbiorniki ciśnieniowe,L-s.rurociagowa,E-s.maszynowa,R-s.kolejowa)
2.min wytrzymalosc/min granica plastycz
3.litera oznaczajaca pierw stopowy
4.cyfra oznaczajaca zawartość pier stopowego
5.litera(+cyfra)udarność dla temp
6.M,N,Q oznacza stale drobnoziarniste
7.warunki dostawy
8.dodatkowe wymagania
Stale niestopowe-stal jest stopem zelaza z weglem o zawartości do 2%C.do zasadniczych domieszek zawsze wystep w stalach weglowych naleza mangan,krzem,fosfor, i siarka.Charakterystyka:pier decydujący o wł.mechanicznych-zawartosc C, 6 podst gatunkow stali, mniejsza ilość C-stale spawane, typy:nieuspokojone,uspokojone,pół, Zawartość C:rośnie twardość, wytrzymalosc na rozciąganie,granica plast,maleje:%wzrostu dlugosci po zerwaniu,przewężenie po zerwaniu
Ruda metalu, ruda, kopalina, z której otrzymuje się metale. Stanowi najczęściej duże nagromadzenie związków jednego metalu lub może zawierać kilka metali.
Reakcje w wielkim piecu. Do najważniejszych reakcji zachodzących w wielkim piecu należą: spalanie koksu na tlenek węgla, redukcja tlenku żelaza oraz łączenie się tlenków zasadowych i kwaśnych (zanieczyszczeń rudy i dodanego topnika) na żużel
Stopiony metal zwany surówką zbiera się w części tworzonej przez stożek dolny zwanej garem.Wytwarzany żużel powstały w wyniku reakcji z topnikami i tlenem pływa po powierzchni nowo wytopionej surówki żelaznej.W regularnych odstępach czasu nowy wsad jest ładowany od góry, a surówka i żużel oddzielnie zbierane u dołu pieca przez otwory spustowe.Surówka Odlewa się w formie dużych wlewek, zwanych gęsiami surówki, bądź też w formie ciekłej jest transportowane do instalacji produkującej stal.