STAL - stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i plastycznie obrabialny o zawartości węgla do 2,11 % oraz posiadający inne pierwiastki.

Pierwiastki występujące w stalach:

• Konieczne - w celu odtlenienia stali - mangan, krzem, aluminium, czasem arsen

• Zanieczyszczenia - siarka, fosfor, tlen, azot, wodór

• Pierwiastki stopowe - mangan, krzem, nikiel, chrom, molibden, wolfram, wanad, kobalt, bor, miedź,

Węgiel (C) - nie jest pierwiastkiem stopowym, jest natomiast z definicji obecny w stalach. Ze wzrostem zawartości węgla wzrasta wytrzymałość i twardość, natomiast maleje ciągliwość i spawalność

Mangan (G) - w celu zwiększenia hartowności

Krzem (S) - powoduje zwiększenie oporu elektrycznego oraz zmniejszenie stratności stali magnetycznie miękkich

Nikiel (N) - zwiększa hartowność i wytrzymałość na uderzenia

Kobalt (?) - zwiększa twardość i własności magnetyczne

Chrom (H) - podwyższa hartowność stali, zwiększa wytrzymałość i odporność na korozję i ścieranie

Molibden (M) - zwiększa hartowność stali i odporność na ścieranie, podnosi wytrzymałość, zmniejsza kruchość, podnosi odporność na pełzanie

Wolfram (W) - duża odporność na ścieranie

Wanad (F,V) - zwiększa hartowność i twardość

Miedź (Cu) - zwiększa odporność na korozję

Bor (?) - poprawia hartowność

Powyższe pierwiastki są również dodawane do innych materiałów w celu nadania im wymienionych własności

PODZIAŁ STALI ZE WZGLĘDU NA ZASTOSOWANIE

• Stal konstrukcyjna:

1. Ogólnego przeznaczenia PN-88/H-84020

2. Wyższej jakości PN-86/H-84018

3. Określonego zastosowania

4. Do nawęglania PN-89/H-84030/02

5. Do azotowania PN-89/H-84030/03

6. Do ulepszania cieplnego PN-89/H-84030/04

7. Sprężynowa PN-74/H-84032

8. transformatorowa

9. Łożyskowa PN-74/H-84041

Stal narzędziowa (maszynowa):

1. Węglowa PN-84/H-85020

2. Stopowa

• Do pracy na zimno PN-86/H-85023

• Do pracy na gorąco PN-86/H-85021

• Szybkotnące PN-86/H-85022

3. Stal specjalna:

1. Nierdzewna PN-71/H-86020

2. Kwasoodporna PN-71/H-86020

3. Żarowytrzymała PN-71/H-86022

4. Żaroodporna PN-71/H-86022

5. Magnetyczna PN-71/H-86022

6. Odporna na użycie (staliwa)

STALE KONSTRUKCYJNE - stal używana do budowy konstrukcji stalowych, części urządzeń i maszyn o typowym przeznaczeniu.

• Ogólnego przeznaczenia - przeciętne właściwości wytrzymałościowe, stosunkowa odporność na obciążenia zmienne, dobra spawalność.(maszyny, urządzenia i konstrukcje ogólnego przeznaczenia, wszędzie tam, gdzie właściwości tej stali są wystarczające). Oznaczanie: StnS, n - liczba z zakresu 0 -7 kodująca zawartość węgla. Litera S może być zastąpiona przez inna literę: V - ograniczona zawartość węgla, W - ograniczona zawartość węgla, fosforu i siarki, X - stal nieuspokojona, Y - stal półuspokojona. Np.MSt7, ST3SX, St0S.

• Wyższej jakości - zaprojektowane tak, by miały złożoną kombinację takich własności jak wytrzymałość, odporność na pękanie, spawalność, ciągliwość, antykorozyjność. Stale o podwyższonej wytrzymałości produkuje się w 3 kategoriach: A - podlegająca obróbce skrawaniem na całej pow., B - podlegająca obróbce skrawaniem na niektórych powierzchniach,

C - nie podlegająca obróbce skrawaniem. Oznaczenia: stale te oznacza się liczbą całkowitą, która koduje średnią zawartość węgla (% zawartości z mnożnikiem 100), po tym symbolu może nastąpić litera G oznaczająca podwyższoną zawartość manganu. NP. 09G6, 15GA, 18G2.

• Określonego użytku - stale o określonym z góry zastosowaniu. Stale te z uwagi na konieczność zapewnienia szczególnych własności użytkowych lub technologicznych mają skład chemiczny różniący się od składu stali węglowych ogólnego zastosowania. W niektórych przypadkach wykazują wyższe lub niższe własności mechaniczne w porównaniu ze stalami ogólnego zastosowania. Wyodrębnione ważniejsze grupy tych stali:

1. Stale do wyrobu druty na liny, na sprężyny oraz dla przemysłu włókienniczego P N 91/H-84028

2. Stale dla kolejnictwa PN-84/H-84027, PN-91/H-84027/03, PN-88/H-84027/04-05

3. Stale do wyrobu rur PN-89/H-84023/07

4. Stale do wyrobu nitów PN-89/H-84023/04-05

5. Stale na blachy kotłowe PN-81/H-92123

6. Stale do budowy mostów PN-89/H-84023/04

7. Stale automatowe - do produkcji śrub, podkładek, nakrętek. Np. A10X, A11, PN-73/H-84026

8. Stale do budowy statków PN-85/H-92147

• Do nawęglania - stal używana do obróbki chemicznej nawęglania. Wyroby z tej stali zachowują dużą ciągliwość rdzenia, odporność na ścieranie oraz twardość powierzchni.(koła zębate, tuleje). Oznaczenia: 15H, 20H, 15HGM, 18HGM, 18HGT.

• Do azotowania - stal używana do obróbki chemicznej azotowania, dzięki temu zyskuje dużą odporność na ścieranie. Np. 38HMJ, 33H3MF, 25H3M.

• Do ulepszania cieplnego - stal używana do obróbki cieplnej - ulepszania cieplnego. Po takiej obróbce uzyskuje się dobre własności wytrzymałościowe i plastyczne. Oznaczenia: 30H, 37HS, 35HM, 40HNM.

• Sprężynowa - charakteryzują się wysoką granicą plastyczności i dobra wytrzymałością zmęczeniową. Zastosowanie: resory, sprężyny. Oznaczenia: 50S, 45S, 60S2.

• Łożyskowa - produkcja łożysk tocznych. Oznaczenie: ŁH15, ŁH15SG.

• Transformatorowa - stal o specjalnych własnościach magnetycznych. Nie występuje w niej lub występuje w niewielkim stopniu zjawisko prądów wirowych. Cechuje się dużą zawartością krzemu.

STALE NARZĘDZIOWE - charakteryzują się wysoka twardością, odpornością na ścieranie, niewielkie odkształcenia i niewrażliwość cieplną. Służą do produkcji narzędzi, elementów przyrządów pomiarowych oraz odpowiedzialnych uchwytów.

• Węglowa - stal narzędziowa, która nie posiada większej ilości dodatków stopowych. Na mniej odpowiedzialne narzędzia stosuje się stal głęboko hartującą. Oznaczanie: litera N - ogólne oznaczenie stali narzędziowych i liczba kodująca średnią zawartość węgla z mnożnikiem 10. Symbol E oznacza stal płytko-hartującą się. Np. N5, N6, N7, N8E, N13E.

• Stopowa - stal do wyrobu narzędzi zawierająca dodatki różnych stopów.

1. Do pracy na zimno - stosowana do wyrobu narzędzi stosowanych do obróbki skrawaniem i obróbki plastycznej i na narzędzia pomiarowe. Od tej stali wymaga się by zachowała swoje własności do temp.250 °C

• Stal do hartowania na wodzie [NW1] - narzędzia tnące guma i papier, wiertła, punktaki)

• Do hartowania woleju [NC10, NC11, NWM, NWC] - (kowadła, rolki do walcowania)

• Stal na narzędzia pneumatyczne [NZ2, NZ3] - (młoty pneumatyczne)

• Stal na piły [NCV1] - (wszelkiego rodzaju piły)

• Do pracy na gorąco - narzędzia służące do kształtowania materiałów w wyższych temperaturach i do budowy form odlewniczych. Od tej stali wymaga się by zachowała swoje własności do temp. 700°C. zastosowanie: trzpienie, ciągadła, ,matryce do pras. Oznaczenia: WNLV, WCL, WWV.

• Szybkotnące - stosowane na narzędzia skrawające z dużymi prędkościami. Wymaga się aby ta stal zachowała twardość i kształt aż do temp. 650°C. zastosowanie: noże tokarskie, frezy, wiertła. Oznaczenia: SW18, SK5, SK10V.

STALE SPECJALNE - używane konstrukcji lub elementów pracujących w trudnych lub ekstremalnych warunkach atmosferycznych, wytężeniowych i cieplnych. Ze względu na wysoką cenę są stosowane rzadko.

• Nierdzewna - stal o specjalnych właściwościach fizykochemicznych, odpornych na korozje ze strony czynników atmosferycznych, rozcieńczonych kwasów, roztworów alkalicznych. Zastosowanie: armatura przemysłowa, sztućce, niecki basenów, stal chirurgiczna). Oznaczenia: 1H13, 4H13, OH13.

• Kwasoodporna - stal odporna na działanie kwasów słabszych od siarkowego. Zastosowanie: zbiorniki i instalacje przemysłowe do produkcji kwasów, instalacje do produkcji farb i nawozów sztucznych. Oznaczenia: 00H18N10, 1H18N12T, 00H18N5M3S.

• Żarowytrzymała - stal zachowująca twardość w szerokim zakresie temperatur. Zastosowanie: w budowie kotłów parowych i wodnych, zbiorników ciśnieniowych, turbin. Oznaczenia: H5M, H24JS.

• Żaroodporna - stal odporna na korozyjne działanie gazów utleniających w wysokich temperaturach. Oznaczenie: H16N36S2. Zastosowanie: elementy kotłów i pieców, wentylatory gazów gorących, stal zaworowa - odmiana stali żaroodpornej służąca do budowy zaworów silników spalinowych. Oznaczenia: H9S2, H10S2M.

• Magnetyczna - stal o specjalnych właściwościach magnetycznych. Posiada właściwości ferromagnetyczne i stosowana jest do budowy magnesów trwałych.

• Odporna na zużycie = staliwa

STALIWO (STAL ODPORNA NA ZUŻYCIE) - stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, zawierający do ok. 2% węgla, otrzymywany w procesach stalowniczych w stanie ciekłym odlewany do form odlewniczych.

• Staliwa węglowe konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia - PN-ISO 3755:1994. Gatunki te oznacza się dwiema liczbami trzycyfrowymi lub dwiema cyframi trzycyfrowymi i literą W, np. 200-400W, 230-450. Pierwsza liczba oznacza min. Wartość R_e lub R_g a druga min. Wytrzymałość na rozciąganie. Gatunki mające literę ,,W'' mają dodatkowo określoną max. Zawartość poszczególnych pierwiastków.

• Staliwa stopowe :

1. Konstrukcyjne - PN-H/83156:1997, np. L20G, L15GM, L12H13

2. Do pracy w podwyższonych temperaturach PN-89/H83157 np. L16M, L18HM.

3. Odporne na korozję - charakteryzują się zwiększoną odpornością na działanie korozyjne atmosfery, kwasów oraz niektórych ośrodków korozyjnych. PN-86/H-83158, np. LOH13, LH18N9.

4. Żaroodporne i żarowytrzymałe - PN-90/H-83159, np. LH18S2, LH26N4S2. staliwo żaroodporne charakteryzuje się odpornością na bezpośrednie działanie płomienia lub spalin w wysokich gazach. Staliwo żarowytrzymałe wykazuje w wysokich temperaturach wyższe własności wytrzymałościowe, niż inne staliwa pracujące w tych temperaturach.

5. Odporne na ścieranie - PN-88/H-83160 np. L30HGNM, L40GM, L100AGM. Najbardziej odporna na ścieranie jest stal Hadfielda- charakterystyczna cecha jest to, że się umacnia w czasie pracy. Zastosowania: elementy czerpaków, koparek, części maszyn budowlanych, rozjazdy kolejowe, gąsienice pojazdów.

6. Narzędziowe - PN-90/H-83161 np. L200HSNM, L210H21S.

ŻELIWA - odlewnicze stopy żelaza z węglem zawierające 2,11-3,8% C oraz pierwiastki: krzem, mangan, fosfor, siarka. Polska terminologia rozróżnia surówki i żeliwa. Skład mają zbliżony, ale różnica polega na tym, że surówka jest produktem wielkiego pieca, służącym do dalszej przeróbki na stal lub żeliwo, natomiast z żeliwa wykonuje się odlewy.

Żeliwa, w których cały węgiel jest związany, są nazywane białymi, natomiast żeliwa, w których znaczna część węgla występuje w postaci grafitu, są nazywane żeliwami szarymi. Ze względu na dużą twardość i kruchość żeliwo białe jest rzadko stosowane, zwykle stanowi półprodukt do wytwarzania żeliwa ciągliwego.

• Żeliwa szare - Oznaczenie: PN-92/H-83101. Mamy 6 gatunków: 100, 150, 200, 250, 300, 350,(liczba oznacza min. Wytrzymałość na rozciąganie). Wytrzymałość na ściskanie żeliwa szarego jest ok. 4 razy większa od R_m . Dzięki swoim zaletom, żeliwa są materiałem szeroko stosowanym w przemyśle kolejowym, samochodowym.

• Żeliwa sferoidalne - grafit w postaci kulek. Oznaczanie: PN-92/H83123, klasyfikacja liczbami, pierwsza oznacza min. Wytrzymałość na rozciąganie a druga min. Wydłużenie. Np. 350-22. Zastosowanie: wałki rozrządu, pierścienie tłokowe, koła zębate.

• Żeliwa ciągliwe - żeliwa białe, które w skutek długotrwałego wyżarzania ulegają określonemu uplastycznieniu. PN-92/H-83221. Odznaczają się dobra skrawalnością, dużą odpornościa na działanie dymu i kwaśnej wody kopalnianej. Dzielą się na:

• Białe (W)

• Czarne (B)

• Perlityczne(P)

Oznaczenie: najpierw litera określająca rodzaj żeliwa, następnie pierwsza liczba - minimalna wytrzymałość na rozciąganie podzielona na 10, a po pauzie druga liczba określająca min. Wydłużenie w %. Np. W 35-04.

• Żeliwa stopowe - żeliwa zawierające dodatkowo pierwiastki tj.: nikiel, chrom, molibden, wolfram, aluminium, bor, wanad, tytan. PN-88/H-83144. Podział:

1. Żaroodporne - grupa żeliw wykazująca odporność na działanie gazów utleniających w wys. Temperaturach. Ponadto, posiada dobra odporność na ścieranie i twardość

2. Odporne na korozję - mało odporne na działanie czynników chemicznych, odporność na korozje i erozyjne działanie środ. Chemicznych.

3. Odporne na ścieranie - skład tego żeliwa jest tak dobrany, by wykazywał dobre własności przeciwcierne oraz wytrzymałościowe, przy zadawalającej odporności na korozję.

---