metalurgia018

34

2.6.1. Skład chemiczny metalu

Składokreślany za pomocą analizy chemicznej. Obecnie są stosowane szybkie metody tej analizy, takie jak: analiza .spektralna, metodą. spalania, w połączeniu z szybkimi metodami analizy składu uzyskanych gazów itp. Wykorzystanie komputera do oceny i opracowania wyników sprawia, że czas oznaczenia nawet kilkudziesięciu pierwiastków nie przekracza kilku minut. Umożliwia to ingerowanie w proces metalurgiczny na podstawie uzyskanych wyników.

Pierwiastki wchodzące w skład metalu lub stopu metali można podzielić na 3 grupy: ^Składniki stopowe ^wprowadzane celowo do metalu podstawowego, aby zmienić jego właściwości O jakości metalu świadczy wartość tolerancji zawartości tych składników określona dopuszczalną (minimalną i maksymalną) ich zawartością. Na przykład, jakość stopu, w którym dopuszczalna zawartość składnika stopowego mieści się w granicach od 4,5 do 5,5%, będzie lepsza niż stopu, w którym granice te wynoszą odpowiednio 4,0°/^ i 6,0%, pomimo że średnia zawartość w o|>u przypadkach wynosi 5%.    '    t "T© t -i

(Domieszki to składniki, które dostają się do metalu w wyniku procesu metalurgicznego i nie wpływają decydująco na ieeo właściwości ?,~uwaffL.na ilości. w jakich występują. W tym przypadku o jakości metalu świadczy albo zakres zawartości tych składników (podobnie jak w przypadku składników stopowych), albo ich maksymalna zawartość.

t^ZaoigęzyszczemaJak już powiedziano wcześniej, to składniki, które dostają sie do jnfttaln.» stopu wbrewzamierzeniom technologicznym, a ich obecność mamrekohystny' wpływ na właściwości metalu. Oczywiste więc jest, że w tym przypadku o jakości metalifjub stopu decyduje maksymalna zawartość zanieczyszczenia.

W tablicy 2.3 podano przykładowo dwa stopy o podobnej zawartości składników stopowych, ale różnej jakości wynikającej ze składu chemicznego.

Tablica 2.3

Skład chemiczny dwóch podobnych słali różnej jakości (według PN-88/H-84020 i PN-93/H-84019)

Jakość	Znak				Skład chemiczny [%]
		C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu
Zwykła	MSt 5	0,26-f •f0,37	0,50-- -r0,80	0,15-ł -r0,35	max 0,050	max 0,055	-	-	-	-
Wyższa	30	0,27-f -r0,34	0,50-r -r0,80	O.łOf -r0,40	max 0,040	max 0,040	max 0,30	max 0,10	max 0,30	reax 0,30

2.6.2. Struktura metalu

Strukturę metahyokreśląją następujące cechy.;

rodTayTfanTwystępującycłTw metalu, (^'^kształt wydzieleń tych faz,

<JP wielkość tych faz,

wzajemne usytuowanie faz.

Strukturę metalu wyznaczają w przybliżeniu zarówno fazy wynikające z układów równowagi składników stopowych, jak i fazy występujące w związku z obecnością zanieczyszczeń w metalu, a także przerwy w jego ciągłości powstałe w czasie krzepnięcia. Cechy,-Struktury widoczne nieuzbrojonym okiem lub po powiększeniu nieprze-kraczaiacym kilkunastu razy (lupa) nazywa się makrostnikturą, cechy widoczne przy większych powiększeniach - mikrostruktura, a obecnie coraz częściej wyróżnia się nanostrukturę^do której określenia stosuje się metody rentgenowskie.

Struktura pierwotna

IStruktuia-piejoYOina metalu to struktura występująca bezpośrednio po skrzepnięciu.. W .dalszychjfazach stygnięcia lub przetwarzania metalu struktura taTiltfp przeobrażeniu w wyniku takich procesów, jak: przemiany fazowe w stanie stałym, obróbka plastyczna, obróbka cieplna itp. Struktura pierwotna ma jednak wpływ na właściwości metalu o strukturze wtórnej. Wpływ ten wynika m.in. z rozkładu zanieczyszczeń lub segregacji składników stopowych.

Na.strukturę pierwotna wpływają dwa czynniki, które są związane z dwoma etapami jej powstawania. Są to:

t^Dproces metalurgiczny, którego wynik będzie oddziaływał na przebieg krystalizacji metalu; wynik ten będzie zależał od wszystkich etapów procesu metalurgicznego wymienionych w poprzednich rozdziałach, a decydujących o składzie chemicznym metalu i jego strukturze w stanie ciekłym;

proces krystalizacji, na który oprócz jakości ciekłego metalu wpływają warunki termiczne związane z przekrojem krzepnącego metalu i rodzajem formy.

Wtrącenia niemetaliczne

W rozdziale 2.4 podano klasyfikację zanieczyszczeń ciekłego metalu. Zanieczyszczenia niemetaliczne, nierozpuszczalne w metalu i tworzące w nim zawiesinę, pozostają po skrzepnięciu zasadniczo w niezmienionej postaci. Zanieczyszczenia niemetaliczne rozpuszczone w metalu mogą się z niego wydzielać w czasie krzepnięcia. W obu przypadkach w odlewie lub wlewku powstają wtrącenia niemetaliczne, które ze względu na to, że pochodzą z procesu metalurgicznego, noszą nazwę endogenicznych (pochodzenia wewnętrznego!

Drugi rodzaj ftanieczyszczeń nosi-iiazwę egzogenicznych (pochodzenia zewnętrznego). Stanowią je wtrącę nin~żążlą. materiałów ogniotrwałych lub matenaHL formy ^czv-jej pokrycia. Ich obecność i rozłożenie w strukturze metalu są całkowicie przypadkowe, a wymiary najczęściej większe niż wtrąceń endogenicznych.

Zawartość, kształt, wielkość i rozmieszczenie wtrąceń niemetalicznych należą do czynników decydujących o jakości metalu. Ilość zanieczyszczeń pozostaje nie-