Materiały Konstrukcyjne

Kolokwium Nr2

1) W jakim celu przeprowadza się obróbkę cieplną?

Obróbka cieplna jest zabiegiem lub połączeniem kilku zabiegów cieplnych mających na celu wprowadzenie zmian strukturalnych skutkujących nadaniem pożądanych właściwości mechanicznych, fizycznych czy chemicznych obrabianemu materiałowi.

2) Na czym polega wyżarzanie ujednoradniające?

Celem wyżarzania ujednoradniającego jest równomierne rozproszenie dodatków, domieszek oraz zanieczyszczeń na całą stal poprzez dyfuzje, czyli uzyskanie większej jednorodności stali. Przed tym procesem największa koncentracja domieszek jest w kryształach wolnych znajdujących się w „środku” stali. Wyżarzanie ujednoradniające (homogenizujące) polega na nagrzaniu do temperatury zbliżonej do linii solidus (zwykle 1000-1250⁰C), długotrwałym wygrzewaniu w tej temp., aż do zajścia dyfuzyjnego i wyrównania składu chemicznego, oraz chłodzenie.

3) W jakich przypadkach przeprowadza się rekrystalizację metali?

Rekrystalizacja jest wykorzystywana do usuwania skutków odkształcenia-zgniotów (po obróbce plastycznej) oraz do wytwarzania ziarna o żądanej wielkości. Struktura drobnoziarnista jest zwykle korzystna. Materiał drobnoziarnisty jest bardziej wytrzymały, a drobnoziarniste stale mają niższą temperaturę przejścia w stan kruchy.

4) Jakie zjawiska zachodzą podczas procesu rekrystalizacji?

Podczas rekrystalizacji następuje zmiana struktury którą możemy podzielić na; **zdrowienie - zjawisko zachodzące bezpośrednio po nagrzaniu zanik naprężeń szczątkowych) ** rekrystalizacja pierwotna - proces odbudowy struktury krystalograficznej tworzą się nowe kryształy pozbawione odkształceń(drobnoziarnisty) ** rozrost ziaren - zanikają granicę krzywoliniowe, zjawisko szkodliwe- rozrost ziaren ** rekrystalizacja wtórna - rozrost tylko niektórych ziaren i powstanie struktury gruboziarnistej.

5) Na podstawie jakiego eksperymentu wyznacza się temperaturę rekrystalizacji?

Temperatura rekrystalizacji nie może być jednoznacznie określona, gdyż zależy od wielu czynników: temp. topnienia, czystości metalu itp. Dlatego do celów praktycznych wprowadzono pojęcie temp. progowej rekrystalizacji T_r, która jest najniższą temp. procesu przy dużych odkształceniach (>60-70%) i czasie wyżarzania 1-2 h.

Eksperymentem tym jest badanie twardości metodą Brinella w zależności od temperatury wyżarzania. Wykres tej zależności zawsze będzie miał punkt przegięcia, który jest temp. rekrystalizacji.

• 6) Co to jest zgniot krytyczny i jaki ma wpływ na właściwości materiału po rekrystalizacji?

Zgniot krytyczny jest to niewielki stopień odkształceń powodujący maksymalny rozrost ziarna. Z reguły w zakresie 2-8% odkształcenia. Zgniot krytyczny jest zjawiskiem nie pożądanym na przykład dla łusek.

• Zgniot - stan strukturalny spowodowany odkształceniem plastycznym na zimno.

• Zgniot krytyczny to mały zgniot (poniżej 10%), który powoduje rozrost dużych ziaren.

Zgniot powoduje w materiale pasmowe ułożenia kryształów.

Maksymalny rozrost ziarna powoduje duże komplikacje. Pojawiają się miejsca w dużym stopniu narażone na pęknięcia.

7) W jakich przypadkach przeprowadza się normalizację stali?

Dla odlewów, które nie będą przerabiane plastycznie należy, celem rozdrobnienia ziarna, zastosować odpowiednią obróbkę cieplną np. wyżarzanie normalizujące. Normalizacja ma za zadanie także przygotowanie struktury do ostatecznej obróbki cieplnej.

Wyżarzanie normalizujące przeprowadza się tez w celu:

- usunięcia naprężeń w odlewach o skomplikowanym kształcie;

- usunięcia skutków wcześniej przeprowadzonej obróbki cieplnej np. hartowania

- ujednorodnienia właściwości mechanicznych spoin spawalniczych

- zmiękczenia materiału.

8) Na czym polega skłonność stali do drobnoziarnistości podczas normalizowania?

• Struktura perlityczna stali po podgrzaniu stali od 30 do 50⁰C powyżej temperatury austenityzacji zmienia się w austenit charakteryzujący się dużym stopniem rozdrobnienia. Rozdrobnienie to jest małe w powyższym przedziale temperatur. Następnie ochłodzenie poniżej temperatury austenityzacji powoduje zamianę austenitu drobnoziarnistego w perlit drobnoziarnisty.

9) Na czym polega i jaką strukturę uzyskuje się podczas sferoidyzacji stali?

Wyżarzanie sferoidyzujące, zwane także zmiękczaniem, polega na nagrzaniu stali do temperatury zbliżonej do A_C1, wygrzewaniu w tej temperaturze, bardzo wolnym chłodzeniu do temperatury ok. 600⁰C i następnie dowolnym chłodzeniu do temperatury otoczenia. W wyniku sferoidyzacji powstaje sferoidyt, czyli perlit, w którym cementyt występuje w postaci kulek. Struktura taka zapewnia niewielką twardość, dobrą skrawalność oraz dobrą podatność na odkształcenie plastyczne w czasie obróbki plastycznej na zimno.

10) W wyniku jakiego eksperymentu powstają wykresy CTPi?

Wykres CTPi jest to wykres czasu, temperatury i przemiany izotermicznej. Powstaje

w wyniku eksperymentu przechadzania stali.

Wykresy CTPi sporządza się określając stopień przemiany przy danej temperaturze metodą dylatometryczną, magnetyczno-indukcyjną, elektryczną lub metalograficzną.

Najpierw nagrzewamy stal do temperatury austenityzacji, a potem mierzymy czas rozpadu austenitu, który zależy od stopnia przechłodzenia. Przechładzamy różne próbki

w różnych zakresach temperatur (gwałtownie ochładzamy poniżej temp. austenityzacji

i utrzymujemy w tej temp.) W wyniku tego eksperymentu austenit przemienia się w perlit lub martenzyt. Przy małym przechłodzeniu czas potrzebny na rozpad jest duży. Nanosząc na wykres zależności temperatury od czasu punkty przemiany powstaje nam żądany wykres CTPi.

11) Jakie parametry obróbki cieplnej można odczytać z wykresu CTPc?

Z wykresu tego można twardość jaką osiąga się przy określonym przebiegu chłodzenia z położenia linii chłodzenia w stosunku do linii wykresu można wywnioskować jakie przemiany będą zachodzić w czasie chłodzenia i jaką otrzymamy strukturę. Temperatury początku i końca poszczególnych przemian i odpowiadające im czasy odczytuje się przez rzutowanie odpowiednio na osie temperatury lub czasu punktów przecięcia krzywych szybkości chłodzenia z krzywymi początku i końca przemiany.

Wykresy te umożliwiają także określenie szybkości krytycznej V_k, czyli najmniejszej szybkości chłodzenia z temperatury austenityzowania zapewniającej uzyskanie struktury wyłącznie martenzytycznej. Na wykresie Ctpc szybkość krytyczna jest linią chłodzenia przebiegającą stycznie do krzywej początku przemiany austenitu w punkcie najmniejszej trwałości austenitu przechłodzonego.

12)Czym różni się przemiana austenitu w perlit od przemiany austenitu w martenzyt?

Różni się tym że pierwsza przemiana zachodzi pod wpływem przechłodzenia nieznacznie poniżej temp A1 co powoduje że czasy rozpoczęcia i zakończenia przemiany są stosunkowo długie, martenzyt powstaje z austenitu przy bardzo dużym przechłodzeniu poniżej temp. Ms poniżej której zachodzi przebudowa sieci żelaza γ w żelazo .

Przemiana austenitu w perlit	Przemiana austenitu w martenzyt
Przemiana dyfuzyjna	Przemiana bezdyfuzyjna
Atomy zmieniają swoje pozycje w węzłach na duże odległości od 1 do 10^6 odstępów międzyatomowych	Atomy mogą przemieszczać się na odległości mniejsze niż odstępy międzyatomowe
Atomy przemieszczają się z miejsca na miejsce w wyniku dyfuzji aktywowanej cieplnie	Atomy przemieszczają się zrywając i odnawiając wiązania międzyatomowe z niewielką zmianą pozycji
Atomy przeskakują przypadkowo z miejsca na miejsce	Atomy przemieszczają się jeden za drugim w precyzyjnej kolejności
Szybkość zależy od temperatury i poniżej 0,3-0,4 temperatury mięknięcia przemiana nie zachodzi	Szybkość przemiany ~ prędkość światła nie zależy istotnie od temperatury
Stopień przemiany zależy zarówno od czasu i temperatury	Stopień przemiany (objętość, która jej ulegnie) zależy tylko od temperatury
W stopach jest możliwa zmiana składu chemicznego poszczególnych faz	Nie zachodzi zmiana składu chemicznego
Zależności krystalograficzne pomiędzy fazami występują tylko czasem	Zawsze występuje specyficzna zależność krystalograficzna pomiędzy martenzytem a fazą macierzystą
Zachodzi przy powolnym studzeniu.	Zachodzi przy szybkim studzeniu.

13) Co to jest krytyczna szybkość hartowania?

Najmniejsza szybkość przy której uzyskuje się strukturę jednorodnego martenzytu. Na wykresie przemiany przechłodzonego austenitu CTPc jest to styczna do krzywej początku przemiany.

14) Jaki jest wpływ węgla i dodatków stopowych na krytyczną szybkość hartowania?

[Wpływ węgla:

Najmniejszą szybkość mają stale o zaw. węgla 0,5-0,9% węgla. stale o pozostałych zawartościach węgla krytyczną szybkość hartowania mają większą. Rysunek na ściądze

Wpływ dodatków stopowych:

ęłęóDo pierwiastków stopowych najsilniej zwiększających hartowność zaliczamy Mo, Mn i Cr (wg malejącej siły wpływu). Należy jednak zwrócić uwagę, że pierwiastki te tylko wtedy zwiększają hartowność stali, gdy są rozpuszczone w austenicie. Występowanie nie rozpuszczonych węglików tych pierwiastków, powoduje silne zmniejszenie hartowności. Czasami jednak celowo nie doprowadza się do rozpuszczenia pewnych węglików podczas austenityzowania (np. węglików wanadu w stalach narzędziowych) aby nie dopuścić do rozrostu ziarna austenitu i uzyskać większą odporność na pękanie stali. W stalach szybkotnących, wysoka zawartość pierwiastków stopowych tworzących trudno rozpuszczalne węgliki powoduje, że stale te są hartowane z bardzo wysokich temperatur celem nasycenia austenitu zarówno węglem jak i dodatkami stopowymi ]

Dodatek węgla w stopie powoduje obniżenie krytycznej szybkości hartowania zgodnie

z wykresem przez co wydłuża się czas studzenia.

Mangan, chrom, nikiel i wanad również zmniejszają wartość krytycznej szybkości hartowania. Natomiast kobalt i wolfram ją podwyższa.

15) Jak wyznaczamy temperaturę hartowania stali?

Temperatura hartowania zależy do zawartości węgla w stali. Dla stali podeutektycznych (do 0,77% C) temperatura hartowania wynosi od 30 do 50⁰C powyżej temp. austenityzacji (przemiany austenitu w ferryt). Dla stali nadeutektycznych wynosi do 50⁰C powyżej temperatury 727⁰C.

16) W jakim celu przeprowadza się odpuszczanie stali?

Odpuszczanie polega na nagrzewaniu uprzednio zahartowanego przedmiotu do temperatury leżącej poniżej A_C1, co prowadzi do usunięcia naprężeń oraz przemian wywołujących zmniejszenie twardości i wzrost plastyczności stali. Połączenie zabiegów hartowania i wysokiego lub średniego odpuszczania nazywamy ulepszaniem cieplnym.

Stal odpuszczona, w porównaniu do stali niedopuszczonej o tej samej twardości, ma dużo większą udarność. Przykładem zastosowania stali odpuszczonych są lufy karabinowe.

17) Jakie zjawiska zachodzą podczas odpuszczania stali?

W materiale po zahartowaniu występują naprężenia wewnętrzne. Naprężenia te zanikają po osiągnięciu dostatecznej temperatury, ponieważ granica plastyczności ze wzrostem temperatury maleje i materiał odkształcając się ulega odprężeniu. Przemiany zachodzące podczas odpuszczania stali można podzielić na trzy zasadnicze etapy:

W zakresie 150-250 st. C mamy do czynienia z odpuszczaniem niskim=> częściowe usuniecie naprężeń hartowniczych oraz rozkład austenitu szczątkowego, przy zachowaniu wysokiej twardości

W zakresie 250-500 st. C ma miejsce obniżenie twardości i zwiększenie odporności na uderzenie przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości i sprężystości (zastosowanie przy obróbce cieplnej np. sprężyn).

W zakresie 500-650 st. C uzyskuje się najwyższą udarność, przy wystarczającej wytrzymałości na rozciąganie. Uzyskuje się strukturę sorbityczną, właściwą dla stali konstrukcyjnych.

18) Dlaczego w stalach o większej zawartości węgla obserwujemy wzrost twardości podczas odpuszczania w niższych temperaturach?

Gdyż wyniku takiego odpuszczania następuje przemiana austenitu szczątkowego w martenzyt, który jak wiemy jest twardszy od austenitu. Martenzyt odznacza się wysoką twardością przy jednoczesnej dużej kruchości. Twardość martenzytu zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości węgla w stali, co jest związane ze zwiększającym się odkształceniem sieci krystalicznej żelaza . Znaczny przyrost twardości obserwuje się zwłaszcza do zawartości 0,7%?1,2? węgla, kiedy to martenzyt osiąga twardość około 64HRC. Dalszy przyrost twardości jest już nieznaczny.

19) Jak zawartość austenitu szczątkowego zależy od zawartości węgla?

Im więcej węgla w stali tym więcej austenitu szczątkowego. Im więcej znajduje się w austenicie węgla tym ilość austenitu szczątkowego w zahartowanej stali jest większa.

20) Jaka jest zależność początku i końca przemiany martenzytycznej od zawartości węgla w stali?

ęłęóPrzemiana martenzytyczna w stalach zachodzi tylko w warunkach ciągłego chłodzenia w zakresie pomiędzy temperaturą M_s (martenzyt start) a temperaturą M_f (martenzyt koniec od ang. martensite finish). Temperatury M_s i M_f zależą od składu chemicznego austenitu i obniżają się ze wzrostem zawartości węgla oraz większości pierwiastków stopowych, poza Al i Co (rys.7.6). Jedna z zależności między składem stali a temp. M_s:

M_s(⁰C)=561 - 474*(%C) - 33*(%Mn) - 17*(%Ni) - 17*(%Cr) - 21*(%Mo)

Rys.7.6. Wpływ stężenia a) węgla na temperaturę M_s i M_f , wg S. Prowansa oraz

b) pierwiastków stopowych na temperaturę M_s , wg V. I. Zjuzina i in.

21) Na czym polega obróbka podzerowa stali?

ęłęóW przypadku gdy z uwagi na skład chemiczny austenitu hartowanej stali temperatura M_f jest niższa od temperatury 0^oC, stosowana jest tzw. obróbka podzerowa, zwana również wymrażaniem. Polega ona na chłodzeniu stali bezpośrednio po hartowaniu do temperatury niższej od 0^oC, wytrzymaniu przy tej temperaturze i następnie ogrzaniu do temperatury otoczenia. Obróbka ta umożliwia zmniejszenie udziału austenitu szczątkowego w strukturze stali.

Obróbka podzerowa, zwana również wymrażaniem ma na celu maksymalny rozkład austenitu pozostałego po zahartowaniu. Osiąga się to w wyniku schłodzenia stali poniżej temp. M_f , która dla stali o zawartości węgla powyżej 0,6-0,7% znajduje się poniżej 0⁰C. Zmniejszenie ilości nie przemienionego austenitu w zahartowanej stali prowadzi z jednej strony do zwiększenia twardości, z drugiej do stabilności wymiarów. Do wymrażania stosuje się zwykle stały CO₂, który daje temperaturę -80⁰C.

22) Jakie środki chłodzące są stosowane podczas hartowania stali?

Do podstawowych środków chłodzących nalezą: *woda (o różnych temp.) 10% w wodzie roztworów wodorotlenku soli kuchennej sody kwasu siarkowego, woda destylowana emulsja oleju w wodzie woda z mydłem olej mineralny maszynowy stop 75%Sn 25%Cd rtęć płyty miedziane płyty żelazne.

23) Na czym polega patentowanie stali?

Patentowaniem nazywamy obróbkę mającą na celu uzyskanie drobnego perlitu. Po austenityzowaniu następuje szybkie schłodzenie do temp. ok. 500⁰C i wytrzymanie w tej temperaturze przez okres wystarczający do zajścia przemiany perlitycznej. Stosuje się je do obróbki cieplnej drutu na liny.

Patentowanie dotyczy przemiany hartowania.

Jest to zabieg podobny do hartowania bainitycznego, z tym że celem jego jest otrzymanie struktury drobnego perlitu. Stąd temperatura izotermicznej przemiany musi być wyższa.

Patentowaniu poddaje się drut ze stali węglowej (0,4-1% C). Struktura drobnego perlitu jest szczególnie podatna na ciągnienie, a przez kombinację patentowania i ciągnienia można uzyskać wytrzymałość rzędu Rm=2200MPa, przy czym przy tak dużej wytrzymałości występuje też duża plastyczność.

Rozróżnia się patentowanie przelotowe i zanurzeniowe.

24) W jakim celu przeprowadza się wyżarzanie odprężające lub stabilizujące?

W celu zmniejszenia naprężeń własnych elementów stalowych powstałych w procesach technologicznych jak przeróbka plastyczna na gorąco obróbka mechaniczna spawanie prostowanie itp.: nie powodujące przy tym zmian struktury stali twardości i wytrzymałości. Polega ono na nagrzewaniu przedmiotu do temperatury z reguły niższej od A_c1, natomiast wyższej od temperatury, w której metal traci znaczna część wytrzymałości i staje się plastyczny, co umożliwia usunięcie naprężeń przez wewnętrzne odkształcenia plastyczne.

25) Jaką własność stali określa krytyczna szybkość hartowania V_k?

ęłęóV_kr - jest to szybkość ochładzania austenitu która jest styczna do obszaru przemiany bainitycznej na wykresie CTPc ęłęóV_kr - krytyczna prędkość hartowania - najwolniejsza prędkość ochładzania przy której otrzymujemy martenzyt. Krytyczna szybkość hartowania określa zdolność stali do hartowania.

26) Jaką własność określa średnica krytyczna D₀ i D_50?

Średnica krytyczna D₀ jest to średnica pręta zahartowanego na wskroś w ośrodku chłodzącym o danej intensywności chłodzenia. Pręt zahartowany na wskroś najczęściej oznacza pręt, w którego osi jest 50% martenzytu (D₅₀), chociaż określa się średnice krytyczne także dla innych udziałów objętościowych martenzytu w osi (np. D₈₀ ,D₉₅)

Inaczej: D_n - średnica pręta, w którym po zahartowaniu w ośrodku o określonej intensywności chłodzenia w osi przekroju poprzecznego obrabianego elementu uzyskuje się strukturę złożoną z co najmniej n% martenzytu (indeks n odpowiada udziałowi martenzytu w strukturze). Średnica krytyczna jest miarą przehartowalności stali.

27) Na czym polega obróbka cieplno-plastyczna stali?

Obróbką cieplno-plastyczną nazywamy połączenie odkształcenia plastycznego z obróbką cieplną w taki sposób, aby przemiana fazowa zachodziła w warunkach wzrostu gęstości defektów sieci wywołanych odkształceniem. Badania wykazały, że tą drogą można uzyskać wzrost wytrzymałości bez jednoczesnego spadku plastyczności.

Przykłady obróbek: metoda Stelmor, metoda Sumitomo

Wyróżnia się obróbkę cieplno-plastyczną (cieplno-mechaniczną):

- wysokotemperaturową

- niskotemperaturową

28) Jak definiujemy obróbkę cieplno-chemiczną?

Obróbka cieplno-chemiczna polega na dyfuzyjnym wprowadzeniu do przypowierzchniowej warstwy przedmiotu obcego pierwiastka, celem spowodowania odpowiednich zmian własności tej warstwy (w niektórych przypadkach właściwy efekt uzyskuje się dopiero po dodatkowej obróbce cieplnej). Ogólnie dzieli się na:

- dyfuzyjne nasycanie niemetalami (nawęglanie, azotowanie, utlenianie, siarkowanie, borowanie, krzemowanie),

-dyfuzyjne nasycanie metalami (aluminiowanie, chromowanie, cynkowanie, tytanowanie),

-dyfuzyjne nasycanie wieloskładnikowe (węgloazotowanie, węglotytanowanie, siarkowęgloazotowanie itd.)

Obróbkę cieplno-chemiczną stosuje się dla uzyskania wysokiej twardości warstwy powierzchniowej przedmiotu, przy zachowaniu ciągliwego rdzenia. Zapewnia to dużą odporność na ścieranie i wysoką wytrzymałość na obciążenia dynamiczne, a w niektórych przypadkach zabezpiecza stal przed korozją.

29) Z czego wytwarza się atmosfery do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej?

Atmosferami bezgeneratorowymi są głównie jednoskładnikowe gazy, np. argon, azot

i wodór, po osuszeniu wprowadzane bezpośrednio do pieca. Atmosferami tymi są również produkty rozkładu ciekłych związków organicznych (np. alkoholi i ciekłych węglowodorów), następującego bezpośrednio w komorze grzejnej pieca. Wytwarzanie tych atmosfer nie wymaga specjalnych urządzeń poza systemem doprowadzania gazów lub cieczy do komory grzejnej pieca.

Atmosfery generatorowe są wytwarzane w specjalnych urządzeniach, zwanych generatorami, i w gotowej postaci doprowadzane do komory grzejnej pieca, w którym odbywa się obróbka cieplna.

30) Jak reguluje się skład atmosfery do obróbki cieplno chemicznej?

31) Wymień zjawiska zachodzące etapami podczas obróbki cieplno-chemicznej?

Obróbkę cieplno-chemiczną przeprowadza się w środowisku bogatym w składnik dyfundujący do stali. W większości przypadków stosuje się środowisko gazowe i wówczas w czasie obróbki zachodzą trzy podstawowe procesy:

a)dysocjacja - polegająca na rozkładzie cząsteczek gazu i utworzeniu aktywnych atomów pierwiastka dyfundującego, (najlepiej gdyby reakcja zachodziła tylko przy przedmiocie, np.

2CO -> CO₂+C

NH₃->3H+N

b)adsorpcja - polegająca na wchłanianiu (rozpuszczaniu) wolnych atomów przez powierzchnię metalu (zachodzi tylko wtedy, gdy pierwiastek wprowadzany rozpuszcza się w obrabianym metalu),

c)dyfuzja - polegająca na przemieszczaniu się obcych atomów w sieci przestrzennej obrabianego metalu.

W wyniku tych trzech procesów powstaje warstwa dyfuzyjna, w której stężenie dyfundującego pierwiastka osiąga maksimum na powierzchni maleje w miarę oddalania się od niej.

32) Wymień reakcje chemiczne prowadzące do powstania aktywnych atomów węgla i azotu?

Dysocjacja amoniaku NH₃->3H+N

2CO -> CO₂+C

33) Na czym polega nawęglanie stali, określ parametry procesu?

Nawęglaniem nazywamy dyfuzyjne nasycanie powierzchniowej warstwy stali węglem.

O grubości warstwy nawęglonej, która zwykle osiąga 0,5-2 mm, decyduje czas nawęglania. Obróbka ta znacznie zwiększa twardość powierzchni nawęglonych elementów i ich odporność na ścieranie przy zachowaniu ciągliwego rdzenia. Do nawęglania stosuje się stale niskowęglowe (poniżej 0,25% C), zawierające takie pierwiastki stopowe, jak: chrom, nikiel, mangan, molibden, w ogólnej ilości do kilku procent.

Proces nawęglania przeprowadza się powyżej temperatury A_C3, zwykle w zakresie

900-950⁰C.

Rozróznia się dwa rodzaje nawęglania: w proszkach i gazowe.

Nawęglanie w proszkach przeprowadza się w szczelnych skrzynkach wykonanych ze stali żaroodpornych lub stopów niklowo-chromowych, wypełniony najczęściej mieszaniną węgla drzewnego (w postaci granulek o średnicy kilku mm) i tzw. Intensyfikatorów, czyli srodków przyspieszających nawęglanie. Mieszaninę tę nazywa się proszkiem do nawęglania lub karburyzatorem.

W temperaturze nawęglania (900÷950ºC) tlen zawarty w powietrzy znajdującym się między granulkami łączy się z węglem, tworząc z powodu małej ilości tlenek węgla CO. Tlenek ten w zetknięciu z żelazem rozkłada się wg reakcji:

2CO->CO₂+C

Tworząc węgiel atomowy, wchłaniany przez powierzchnę przedmiotu. Jednocześnie zachodzą reakcje:

BaCO₃+C->BaO+2CO

i

2CO->Co₂+C

Które uaktywniają proces nawęglania.

Proces nawęglania w proszkach jest długotrwały (czasem trwa do kilkudziesięciu godzin) i nie można go kontrolować, dlatego stosuje się go jedynie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej.

Nawęglanie gazowe polega na wygrzewaniu obrabianych przedmiotów w komorze pieca, przez którą z określoną szybkością przepływa gaz nawęglający.

34) Jaką strukturą charakteryzuje się stal po nawęgleniu?

W warstwie nawęglonej można wyróżnić kilka stref:

• nadeutektoidalną - o strukturze perlitu z cementytem, w niektórych przypadkach występującego w postaci szkodliwej siatki na granicach ziaren perlitu,

• eutektoidalną - o strukturze perlitycznej

• podeutektoidalną - o strukturze perlityczno - ferrytycznej.

W stalach stopowych w warstwie nawęglonej występują ponadto węgliki stopowe.

35) Na czym polega azotowanie stali?

Azotowaniem nazywa się dyfuzyjne nasycanie azotem przypowierzchniowych stref przedmiotu. Zależnie od celu azotowania i sposobu jego przeprowadzania rozróżnia się:

a) azotowanie utwardzające

b) azotowanie przeciwkorozyjne

W przeciwieństwie do nawęglania, azotowanie powoduje utwardzenie stref przypoierzchniowcyh bez dodatkowej obróbki cieplnej. Dltego azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie (hartowane i wysokoodpuszczone), przy czym temperatura ich oduszczania jest nieco wyższa od temperatury azotowania utwardzającego.

Azotowanie przeprowadza sie w szczelnie zamkniętej mufi lub komorze pieca, do której z określoną szybkością dopływa amoniak. W temperaturze azotowania zachodzi dysocjacja amoniaku zgodnie z rekacją:

NH₃->3H+N,

Przy czym obecność żelaza działa na tę reakcje katalitycznie. Powstający azot atomowy jest adsorbowany przez powierzchnię stali, a następnie dyfunduje w głąb. Stopień dysocjacji amoniaku zależy od temperatury, ciśnienia, szybkości przepływu gazu przez komorę pieca i wielkości wsadu (działającego na katalizator).

Azotowanie polega na nasycaniu powierzchniowej warstwy stalowych elementów azotem podczas wygrzewania obrabianego przedmiotu przez określony czas w ośrodku zawierającym wolne atomy azotu. Operacja ta jest wykonywana w temp. niższej od A_c1. Powoduje to że uzyskuje ona bardzo dużą twardość, a tym samym odporność na ścieranie i zmęczenie. Warstwa azotowana cechuje się również zwiększoną odpornością korozyjną.

Azotowanie może być:

- krótkookresowe,

- długookresowe.

36) Jakie są inne poza C i N dodatki wprowadzane obróbką cieplno-chemiczną do stali?

Niemetale: siarka (siarkowanie dyfuzyjne zwiększa odporność na ścieranie), bor (borowanie; w jego wyniku uzyskuje się bardzo twardą, odporną na ścieranie warstwę, żaroodporna, antykorozyjną, kwasoodporną), krzem

Metale: aluminium, chrom, cynk, tytan, wanad.

37) Na czym polega obróbka PVD?

• PVD - Physical Vapour Deposition

Polega na osadzaniu się warstw z fazy gazowej z udziałem reakcji fizycznych. Metody PVD wykorzystują zjawiska fizyczne, jak odparowanie metali albo stopów, lub rozpylanie katodowe w próżni i jonizację gazów i par metali - przy wykorzystaniu różnych procesów fizycznych. Ich wspólna cechą jest powstawanie warstw z plazmy. Pary metali lub związków osadzane są w specjalnym urządzeniu na zimnym lub podgrzanym do temp. 200-500⁰C podłożu, co pozwala na pokrywanie podłoża zahartowanego i odpuszczonego - bez obawy spadku twardości w procesie osadzania warstwy. Prowadzi to jednak do wytwarzania warstw bardzo cienkich i związanych adhezyjnie z podłożem.

Metody PVD są stosowane do pokrywania narzędzi Zr stali wysokostopowych, głównie skrawających i do obróbki plastycznej, odpornymi na ścieranie warstwami, np. Tin, TiC lub wielowarstwowo. Pokrywa się również precyzyjne części maszyn, np. walce, łożyska, elementy pomp.

38) Jak brzmi definicja stali?

Stal jest przerobionym plastycznie technicznym stopem żelaza z węglem zawierającym do 2,11% C oraz inne pierwiastki pochodzące z surowców i paliw stosowanych podczas otrzymywania stali lub dodawane celowo. Pierwiastki występujące w stalach można podzielić na 3 grupy:

- składniki zwykłe - pierwiastki konieczne ze względów metalurgicznych (mangan, krzem, niekiedy aluminium), dodawane w celu odtlenienia stali

- zanieczyszczenia - pierwiastki, których usuwanie poniżej pewnych granic jest ekonomicznie nieopłacalne, lub niemożliwe np. siarka, fosfor, tlen, azot i wodór.

- pierwiastki stopowe - wprowadzane do stali celowo, dla nadania jej odpowiednich właściwości, np. mangan, krzem, nikiel, chrom, molibden, wolfram, wanad, miedź i bor.

Stale dzielmy na :

- węglowe

- stopowe

39) Przedstaw najważniejsze etapy procesu wytwarzania stali?

Przygotowanie materiałów wschadowych, wlanie surówki; świeżenie powietrzem ciekłej surówki(wypalenie krzemu manganu, węgla i częściowo żelaza, osiągnięcie wymaganego stężenia węgla, zalanie kadzi stalą, wlanie stali do wlewnic lub do form .

40) Na czym polega kowertowanie stali?

Polega na redukcji dodatków i zanieczyszczeń surówki przez wprowadzenie tlenu

41) Na czym polega i jakie zabiegi obejmuje pozapiecowa obróbka stali?

Procesy pozapiecowe to: usuwanie żużla, homogenizacja, wprowadzenie dodatków stopowych, obróbka próżniowa, nagrzewanie, atmosfery ochronne.

42) Jakie są korzyści z wprowadzenia ciągłego odlewania stali?

Przy ciągłym odlewaniu stali uzyskuje się wzrost ekonomiki uzysku metalu od 10% większy niż przy innych sposobach zmniejszenie odpadów i wzrost jakości stali przy ciągłym odlewaniu stali wynika z tego iż cała ciekła stal krzepnie jako jeden nieprzerwany wlewek. Dodatki stopowe są równo rozłożone

43) Które z dodatków stopowych stosowanych w stalach stabilizują austenit?

?Co?, Mn, Ni

44) Które z dodatków stopowych stosowanych w stalach stabilizują ferryt?

Cr, V, Al., Si, ?Ti?, Mo

45. Jaka jest skłonność dodatków stopowych do wytwarzania węglików?

Chrom, molibden, wolfram, wanad podwyższają odporność na odpuszczanie, ścieranie, zwiększają hartowność. Za tworzenie węglików odpowiadają: Cr, W, V, Mo; przeciwne: Si; obojętne Ni, Mn

46) Przedstaw ogólną klasyfikację stali?

Stale konstrukcyjne dzielimy na: Węglowe i Stopowe

Stale węglowe dzielimy na: Ogólnego przeznaczenia, Do normalizowania i ulepszania cieplnego, Narzędziowe.

Stale stopowe dzielimy na: Do nawęglania, Do azotowania, Do ulepszania cieplnego, Sprężynowe, Niskostopowe spawalne, O specjalnych właściwościach (żaroodporne stale nierdzewne, o specjalnych wł. magnetycznych).

Inne kryteria podziału:

a) podstawowe zastosowanie - stale: konstrukcyjne, narzędziowe, o szczególnych własnościach

b) stopień czystości - zwykłej jakości, wyższej jakości, najwyższej jakości

c) sposób wytwarzania - martenowska, elektryczna, konwertorowa i inne

d) sposób odtleniania - uspokojona, półuspokojona, nieuspokojona

e) rodzaj wyrobów - blachy, pręty, druty, rury, odkuwki, itp.

f) postać - lana, kuta, walcowana na gorąco, walcowana na zimno, ciągniona

g) stan kwalifikacyjny - surowy, zmiękczony, normalizowany i inne.

47) Jakie są różnice znakowania stali wg nowych EN w stosunku do starych norm PN?

48) Jakie rodzaje struktur występują w stalach odpornych na korozję?

Stale odporne na korozję zwykle dzieli się na:

- stale ferrytyczne, zawierające 10,5-30% Cr, max 0,08% C i do 4,5% Mo

- stale austenityczne, o składzie 17-25% Cr, 8-30% Ni, max 0,15% C i do 7% Mo

- stale martenzytyczne, zawierające 11-18% Cr i 0,08-1,2%C

- stale ferrytyczno-austenityczne, o składzie 21-28% Cr, 3,5-8% Ni, max 0,05% C

i do 4,5% Mo

- stale utwardzane wydzieleniowo, zwykle wydzieleniami Cu, Ni₃Al lub Ni₃Ti

49) Jaki dodatek stopowy i w jakiej ilości zapewnia nierdzewność stali?

Odporność na korozję stali nierdzewnych związana jest przede wszystkim z działaniem chromu, który powiększa zdolność tzw. Pasywacji stopów żelaza. Przejście w stan pasywny, zaznacza się skokową zmianą potencjału elektrochemicznego metalu lub stopu na bardziej dodatni.

Zjawisko pasywowania się metali polega na pokrywaniu się ich powierzchni bardzo cienką, szczelnie przylegającą i odporną warstewką tlenków, która chroni metal przed korozją.

Pasywacja jest zjawiskiem zależnym od składu chemicznego stopu i od zdolności utleniana jaką mają różne środowiska. Żelazo i miękka stal pasywują się np. w stężonym kwasie azotowym i w roztworach związków silnie utleniających. Pasywacja żelaza jest jednak bardzo nietrwała. Natomiast niektóre metale o większym powinowactwie do tlenu pasywują się łatwiej, a ich stan pasywny jest znacznie trwalszy. Do takich metali należy chrom, którego odporność na korozję związana jest właśnie z łatwością pasywowania się.

Chrom ma tę własność, że przenosi skłonność do pasywacji również na stopy z innymi metalami. Stopy żelaza z chromem przy zawartości powyżej 13÷14% Cr, pasywują się pod wpływem tlenu zawartego w powietrzu, co zapewnia im odporność chemiczną w tych warunkach.

Podstawowym składnikiem wszystkich stali nierdzewnych jest więc chrom, przy czym jego zawartość winna wynosić co najmniej 12%. Oprócz chromu w skład stali odpornych na korozję często wchodzi nikiel jako drugi składnik podstawowy. Wychodząc ze składu chemicznego można najogólniej podzielić stale odporne na korozje na chromowe, i chromowo-niklowe.

50) Czym różni się żaroodporność od żarowytrzymałości?

Żaroodporność jest to odporność na działanie gazów utleniających w temp. wyższych od 500⁰C.

Żarowytrzymałość to odporność na odkształcenia w wysokich temperaturach (pełzanie) (zdolność stali do przenoszenia naprężeń mechanicznych w wysokich temp).

51) Jakie dodatki stopowe podwyższają żaroodporność stali?

Stale przeznaczone do pracy w podwyższonych temperaturach winny się odznaczać odpornością na korozyjne działanie gazów, zwłaszcza utleniających się, czyli winny być żaroodporne. Od stali tych wymaga się również aby były żarowytrzymałe, tj. aby wykazywały znacznie wyższe własności wytrzymałościowe w wysokich temperaturach w porównaniu z innymi stalami.

Szybkość utleniania żelaza i stali niskostopowych wzrasta gwałtownie powyżej ok. 560ْ C na skutek tworzenia się tlenku FeO (wustynu), który umożliwia szybką dyfuzję tlenu do żelaza i dalsze jego utlenianie.

Podstawowymi pierwiastkami stopowymi, które chronią stal przed utlenianiem są: Cr, Al. I Si. Pierwiastki te mają większe powinowactwo dla tlenu aniżeli żelaza i tworzą szczelne warstewki tlenków Cr₂O₃Al₂O₃SiO₂, które utrudniają dyfuzję tlenu w głąb metalu. Im wyższa temperatura pracy danego elementu, tym większa jest potrzebna zawartość pierwiastka stopowego dla zapewnienia żaroodporności.

Wzrost żarowytrzymałości, która przede wszystkim związana jest z wysoką odpornością na pełzanie, powodują dodatki stopowe podwyższające temperaturę topnienia i rekrystalizacji stali, a więc: Mo, W, C, Co oraz Ti, Cr i Si. Również bardziej korzystna jest struktura austenityczna stali, co wynika m. In. Z wyższej temperatury rekrystalizacji austenitu. Ponadto na podwyższenie żarowytrzymałości znacznie wpływa wzrost wielkości ziarna i wydzielanie faz o dużej dyspersji (utwardzanie dyspersyjne).

Żaroodporność wiąże się ściśle ze skłonnością stali do tworzenia zgorzeliny. Warstwa zgorzeliny powinna być zwarta i ściśle przylegająca do podłoża, a szybkość dyfuzji jonów metalu i tlenu w zgorzelinie powinna być mała. Warunki takie spełniają jednofazowe stale austenityczne lub ferrytyczne o malej zawartości węgla, podwyższonych zawartościach chromu i niklu oraz zawierające dodatkowo takie pierwiastki, jak Si, Al. i Mn.

52) Jakie metale wchodzą w skład nadstopów?

Stopy niklu, kobaltu, żeliwowo-niklowe.

Nadstopami nazywamy stopy o szczególnie wysokiej żarowytrzymałości i żaroodporności.

Inna definicja (Dobrzański) mówi, że nadstopami nazywamy stopy żelaza zawierające więcej niż 50% dodatków stopowych. Stopy te zawierają Cr, co zapewnia im żaroodporność, oraz Nb, Zr, Ti, Al. i N, umożliwiające utwardzanie wydzieleniowe. Stosowane są w temp. wyższych od 750⁰C, np. na łopatki turbin gazowych.

Nadstopy żarowytrzymałe dzieli się na następujące grupy:

- stopy na osnowie Fe, zawierające Cr i Ni,

- stopy złożone Fe-Cr-Ni-Co,

- stopy na osnowie Co bez Fe, zawierające Cr, Ni, Mo, W,

- stopy na osnowie Ni, zawierające Cr, niekiedy Co, a także niewielkie dodatki Mo, Ti, Al., Zr, B.

53. Jakie stale nazywamy mikroskopowymi?

Ad.53. NSPW (ang. HSLA) są to stale po obróbce próżniowej (powinowactwo niobu i niklu do tlenu).Jest to stal posiadająca wysoką wytrzymałość i podwyższoną odporność na kruche pękanie, zawierająca wagowo max. 0,03% fosforu, max. 0,02% siarki, max. 0,3% niklu, max. 0,3% chromu, max. 0,2% miedzi, max. 0,10% molibdenu, max. 0,02% azotu, max. 0,02% glinu, charakteryzuje się tym, że zawiera węgiel w ilości 0,22 - 0,30%, krzem w ilości 0,30 - 0,50%, mangan w ilości 0,7 - 1,2%, niob w ilości 0,01 - 0,04% i wanad w ilości 0,02 - 0,05%.

54. Jaki jest zakres stosowania stali mikroskopowych?

Przeznaczona zwłaszcza na kształtowniki na obudowy górnicze, także na opakowania spożywcze (puszki), blachy powlekane w budownictwie - blachodachówki, w elektrotechnice np. obudowa zasilacza do komputera.

55) Jakie dodatki stopowe są stosowane w stalach maraging?

maraging (martensite ageing - starzenie martenzytu)

Grupę stali maraging stanowią niskowęglowe stopy żelazo-niklowe o strukturze martenzytycznej, utwardzane wydzieleniowo, cechujące się znaczną wytrzymałością

i plastycznością. W odróżnieniu od stali zawierających węgiel występujący w roztworze stałym lub w fazach węglikowych stale maraging umacniają się dzięki wydzielaniu faz międzymetalicznych, np. Ni₃Ti, Fe₂Mo, Ni₃Mo, NiAl₂.

Głównym pierwiastkiem stopowym w stalach typu maraging jest Ni, o stężeniu 8-25%. Zwiększa on hartowność stali umożliwiając hartowanie w powietrzu. Nikiel zwiększa również odporność stali na kruche pękanie i decyduje o obniżeniu progu kruchości, tak że granica plastyczności zmienia się nieznacznie do temp. ok. -250⁰C. Pierwiastek ten w niewielkim stopniu sprzyja umocnieniu stali w czasie odpuszczania (operacja ta jest często określana jako starzenie).

Inne dodatki: Co, Mo, Ti, Al. Ponadto mogą być dodawane Be, Nb, W, Zr a także Cr.

56) Jak przebiega obróbka cieplna stali maraging?

Obróbka cieplna stali maraging polega na hartowaniu z temperatury zależnej od gatunku stali, zbliżonej jednak do 800-900⁰C, z chłodzeniem w powietrzu. Strukturę stali zahartowanej stanowi bezwęglowy martenzyt żelazoniklowy o wytrzymałości R_m około 1000 MPa, twardości ok. 30HRC i znacznej plastyczności. Odpuszczanie stali zahartowanych odbywa się w zakresie 450-550⁰C - w zależności od gatunku. Odpuszczanie powoduje znaczne zwiększenie wytrzymałości i niewielkie zmniejszenie własności ciągliwych.

57) Jaki jest zakres stosowania stali maraging?

Stale maraging znajdują zastosowanie jako materiał konstrukcyjny do wytwarzania elementów pracujących w szerokim zakresie temperatury - od obniżonej do ok. -200⁰C po wysoką - do ok. 600⁰C, w szczególnie ciężkich warunkach obciążeń mechanicznych. Stale te są stosowane najczęściej w technice lotniczej i rakietowej, w przemyśle zbrojeniowym, a także w chemicznym i naftowym na zbiorniki wysokociśnieniowe,

w budowie okrętów, do wyrobu sprężyn.

58) Jaka jest różnica między stalami a staliwami?

Stal jest stopem żelaza z węglem oraz ewentualnie z innymi pierwiastkami, zawierającymi do ok. 2% węgla, obrabianym plastycznie, otrzymanym w procesie stalowniczym w stanie ciekłym. Stopów żelaza z węglem i innymi pierwiastkami otrzymany w stanie ciastowatym lub stałym nie zalicza się do stali.

Staliwem nazywa się stal w postaci lanej otrzymanej przez odlanie skrzepnięcie w formach, bez dalszej przeróbki plastyczniej. zawartości zazwyczaj od 0,1 do 0,6% C

59) Jakie cechy odróżniają żeliwa od stali?

Żeliwo różni się od stali większą zawartością węgla (w zasadzie żeliwa zawierają powyżej 2% węgla z wyjątkiem niektórych żeliw stopowych). Ponadto cechą charakterystyczną żeliwa (z wyjątkiem żeliwa białego odróżniającą je od stali jest występowanie w ich strukturze wtrąceń grafitu, a poszczególne gatunki żeliw różnią się między sobą m.in. postacią tych wtrąceń.

60) Jak wygląda klasyfikacja żeliw?

-żeliwo szare

-żeliwo sferoidalne

-żeliwo białe

-żeliwo ciągliwe

61) Opisz jaki kształt przyjmują wydzielenia grafitu w różnych rodzajach żeliw?

-żeliwo szare- grafit w postaci płatków równomiernie rozłożony w osnowie

-żeliwo sferoidalne- grafit w postaci wydzieleń kulistych

-żeliwo białe- zgodnie z układem żelazo cementyt, a więc złożoną z ledeburytu przemienionego, w stopie nadeutektycznym także cementytu pierwotnego.

-żeliwo ciągliwe- węgiel w postaci kłaczkowatych skupień

62) Jak zmienia się struktura żeliw w zależności od zawartości węgla i krzemu?

Zmieniając zawartość krzemu reguluje się stosunek ilości cementytu do grafitu i tym samym zmienia się właściwości żeliwa. Krzem powoduje grafityzację cementytu. Im go więcej tym mniej cementytu. Żeliwa zawierające węgiel w postaci cementytu to żeliwa białe, natomiast żeliwa grafit to żeliwa szare.

63) W jaki sposób wytwarza się żeliwa szare?

Powstaje w wyniku modyfikacji ciekłego stopu poprzez dodanie bezpośrednio przed odlaniem, w temperaturze ok. 1400stC, sproszkowanego żelazo-krzemu, wapnio-krzemu, lub aluminium. Działanie dodatków polega na odgazowaniu kąpieli i wymuszeniu krystalizacji grafitu na heterogenicznych zarodkach.

64) W jaki sposób wytwarza się żeliwa sferoidalne?

Żeliwami sferoidalnymi nazywa się żeliwa, w których grafit wydziela się podczas krzepnięcia w postaci kulkowej.

Otrzymuje się je w wyniku procesu modyfikacji, który polega na wprowadzeniu do metalu - bezpośrednio przed jego odlewaniem - niewielkiego dodatku magnezu (w stopie z niklem lub miedzią).

Struktura osnowy żeliw sferoidalnych, podobnie jak struktura osnowy zwykłych żeliw szarych, może być ferrytyczna, ferrytyczno-perlityczna lub perlityczna.

65) W jaki sposób wytwarza się żeliwa ciągliwe?

Żeliwami ciągliwymi nazywa się żeliwa białe, które wskutek długotrwałego (rzędu kilkudziesięciu godzin) wyżarzania w wysokiej temperaturze (rzędu 1000ºC) ulegają określonemu uplastycznieniu, dzięki odwęgleniu lub grafityzacji lub obu tym procesom łącznie. W zależności od sposobu przeprowadzania tej obróbki otrzymuje się:

-żeliwa ciągliwe białe, przez wyżarzanie żeliw białych w środowisku utleniającym, np. w rudzie żelaza. Podczas wyżarzania znaczna część węgla zawartego w żeliwie utlenia się, a w warstwie powierzchniowej grubości 1,5 do 2 mm zachodzi zupełne odwęglenie. Przy ochładzaniu zazwyczaj nie wygrzewa się żeliwa w temperaturach poniżej temperatury przemiany, w wyniku czego w metalicznej osnowie rdzenia zachowuje się znaczna ilość perlitu. Przy powierzchni odlewu żeliwo to wykazuje matowobiałą barwę przełomu(ferryt) przechodzącą łagodnie w srebrzystą bliżej środka Ścianki odlewu (perlit).

- żeliwa Ciągliwe czarne, przez wyżarzanie żeliw białych w środowisku obojętnym. W czasie tego wyżarzania cementyt zawarty w żeliwie rozpada się, a wydzielający się z niego węgiel w postaci grafitu tworzy skupienia, zwanie węglem żarzenia. Struktura żeliwa w temp. Wyżarzania składa się wiec z austenitu i węgla żarzenia. Kolejnym zabiegiem jest bardzo wolne chłodzenie, warunkujące zachodzenie przemian fazowych zgodnie ze stabilnym układem równowagi żelazo-grafit (z austenitu zamiast cementytu wydziela się grafit). W efekcie, w temperaturze pokojowej otrzymuje się żeliwo, którego struktura składa się ze skupień grafitu (węgla żarzenia), rozmieszczonych w ferrytycznej osnowie. Duża ilość wydzieleń grafitu wywołuje ciemną barwę przełomu.

- żeliwa ciągliwe perlityczne, przez wyżarzanie żeliw białych w środowisku obojętnym, lecz bez doprowadzania do końca procesu grafityzacji (szybsze chłodzenie poniżej temperatury przemiany, dzięki czemu w strukturze zachowuje się cześć cementytu). W wyniku uzyskuje się żeliwo o osnowie perlitycznej lub perlityczno-ferrytycznej i srebrzystej barwie przełomu.

66) Jaki jest wpływ atmosfery wyżarzania na osnowę żeliwa ciągliwego?

Up

67. W jaki sposób znakowane są różne gatunki żeliw?

Klasyfikacja żeliwa szarego jest oparta na wytrzymałości na rozciąganie. Polska norma PN-92/H-83101 wyróżnia sześć gatunków żeliw, a mianowicie: 100, 150, 200, 250, 300, 350. Liczby oznaczające gatunek żeliwa określają minimalną wytrzymałość na rozciąganie danego gatunku.

Klasyfikacja żeliwa sferoidalnego (PN-92/H-83123) jest oparta na właściwościach mechanicznych. Trzy cyfry na początku oznaczają minimalną wytrzymałość na rozciąganie, natomiast dwie cyfry na końcu - minimalne wydłużenie. Na przykład 350-22 oznacza żeliwo sferoidalne o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 350MPa i minimalnym wydłużeniu 22%.

Żeliwo ciągliwe jest oznaczane symbolami literowymi: W- białe; B- czarne; P- perlityczne i liczbami (PN-92/H-83221). Liczba dwucyfrowa po literze oznacza minimalną wytrzymałość na rozciąganie podzieloną przez dziesięć, a następne dwie cyfry po kresce - wydłużenie. Na przykład: W35-04 oznacza żeliwo ciągliwe białe o minimalnej wytrzymałości na rozciąganie 350MPa i wydłużeniu minimalnym 4%.

68) Jakie typowe części maszyn są wykonywane z żeliw?

Żeliwo sferoidalne: bardziej odpowiedzialne cześci maszyn niż żeliwo szare między innymi koła zębate, wały korbowe

69) W jaki sposób są znakowane żeliwa sferoidalne?

Symbol żeliwa składa się z liter EN-GJS oraz liczby trzycyfrowej, która oznacza minimalną wytrzymałość na rozciąganie w MPa, oraz oddzielonej od niej pauzą liczby określającej minimalne wydłużenie A₅ w %.

70) W jaki sposób są znakowane staliwa węglowe?

{Znak staliwa węglowego wg PN-ISO składa się z dwóch liczb trzycyfrowych. Pierwsza oznacza granicę plastyczności Re, druga - wytrzymałość na rozciąganie R_m (w MPa).

W przypadku ograniczonego składu chemicznego stawia się na końcu literę W. }

Oznaczenie gatunku składa się z litery L(co oznacza stop lany do formy odlewniczej)Następnie podaje się grupę 1 lub 2 [zwykłej lub wyższej jakości] i liczby określającej wytrzymałość na rozciąganie Rm w Mpa. Np.: L400, L450, L500, L600, L650.

71) W jaki sposób są znakowane staliwa stopowe?

Staliwa stopowe mogą być konstrukcyjne i o specjalnym przeznaczeniu, a także odporne na korozję, ścieranie, narzędziowe (oznaczenie gatunków wg EN zaczyna się od G). Staliwa konstrukcyjne stopowe oznacza się litera L. Dwucyfrowa liczba po literze oznacza zawartość węgla w setnych częściach procentu, po czym literami określa się zawarte pierwiastki stopowe, a liczbami ich zawartości procentowe. np.: L30HNM.

• 72) Jaki jest główny składnik stopowy i jaką rolę pełni w staliwie Hadfielda?

Staliwo (stal) Hadfielda to stal manganowa, a właściwie staliwo o składzie 1,0-1,4% C, 12-14% Mn, 0,3-1,0% Si. Stosunek C/Mn powinien wynosić 1:10. Oznaczana jest symbolem L120G13.

Zastosowanie stali: na elementy, które są narażone na ścieranie przy jednoczesnych dużych naciskach powierzchniowych, np. rozjazdy kolejowe lub tramwajowe, szczęki łamaczy kamienia, kasy pancerne.

Atmosfery ochronne

bezgeneratorowe

generatorowe

Z gazów

technicznych

Z ciekłych związków organicznych

Z gazów

opałowych

Z amoniaku

zdysocjowanego

spalonego

egzotermiczne

endotermiczne

surowe

oczyszczone

surowe

oczyszczone

surowe

oczyszczone

---