Politechnika Śląska
Wydział Inżynierii Materiałowej
i Metalurgii
Seminarium dyplomowe
Katedra Nauki o Materiałach
Temat: Metale i ich stopy – ogólna klasyfikacja, znakowani, stale niestopowe, stale konstrukcyjne stopowe, stale narzędziowe, stale i stopy żelaza o szczególnych właściwościach, odlewnicze stopy żelaza.
Uwagi prowadzącego:
Imię
Nazwisko
Łukasz Kortyka
Paweł Stachoń
Grupa:
sekcja:
ZIP 40 TYCHY
Sekcja I
Klasyfikacja stali:
· ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych):
o stal niestopowa
§ niskowęglowa
§ średniowęglowa
§ wysokowęglowa
o stal stopowa
§ niskostopowa
§ średniostopowa
§ wysokostopowa
· ze względu na procentową zawartość węgla i strukturę wewnętrzną:
o stal podeutektoidalna
o stal eutektoidalna
o stal nadeutektoidalna
· ze względu na zastosowanie:
o stal konstrukcyjna
o stal narzędziowa:
§ węglowa
§ stopowa:
§ do pracy na zimno
§ do pracy na gorąco
§ szybkotnąca.
o stal specjalna
Stal – plastycznie i cieplnie obrabialny stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, zawierający do 2% węgla.
Ze względu na skład chemiczny stal dzielimy na:
- stal niestopową (węglową)
- stal stopową
Stal niestopowa - obejmuje te gatunki stali, w których zawartość określonych pierwiastków jest mniejsza od pewnych wartości granicznych. Graniczne wartości pierwiastków wyrażane w procentach są następujące:
bor < 0.0009%, cyrkon, tytan i inne (oprócz C, P, S, N) < 0.05%, niob <0.06%, molibden <0.08%, bizmut, selen, tellur i wanad <0.1%, aluminium, chrom, kobalt, nikiel i wolfram <0.3%, ołów i miedź <0.4%, krzem <0.5% oraz mangan <1.65%.
Stal stopowa - stal, w której oprócz węgla występują inne dodatki stopowe o zawartości od kilku do nawet kilkudziesięciu procent, zmieniające w znaczny sposób charakterystyki stali.
Ze względu na sumaryczne stężenie pierwiastków stale stopowe dzieli się na następujące grupy:
niskostopowe, w których stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) nie przekracza
2%, a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 3,5%,
średniostopowe, w których stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) przekracza
2% lecz nie przekracza 8%, lub suma pierwiastków łącznie nie przekracza 12%,
wysokostopowe, w których stężenie jednego pierwiastka przekracza 8% a suma
pierwiastków łącznie nie przekracza 55%.
Stale narzędziowe – stopy przeznaczone na narzędzia tj. przedmioty służące do rozdzielania i rozdrabniania materiałów bądź nadawania kształtu przez obróbkę skrawaniem lub przez przeróbkę plastyczną, a także stopy przeznaczone na przyrządy pomiarowe używane w masowej produkcji – sprawdziany, a ponadto uchwyty, klucze itp.
Wyróżniamy:
1. Stale narzędziowe niestopowe
2. Stale narzędziowe stopowe
· do pracy na zimno,
· do pracy na gorąco,
· szybkotnące.
Stale i stopy żelaza o szczególnych właściwościach
Grupę stali o szczególnych własnościach stanowią stale o własnościach fizycznych,
chemicznych lub mechanicznych, jednoznacznie decydujących o ich zastosowaniu.
Niejednokrotnie stężenie pierwiastków stopowych w tych materiałach
przekracza 50%, dlatego często mówi się o stopach specjalnych, a gdy Fe nie jest
głównym składnikiem, a jedynie jednym z wielu – o nadstopach.
W grupie stali i stopów specjalnych można wyróżnić wiele stopów, np. stale żaroodporne,
żarowytrzymałe, zaworowe, odporne na korozję, o szczególnych własnościach
fizycznych.
Odlewnicze stopy żelaza
Żeliwa niestopowe:
- białe, w którym węgiel związany jest w cementycie
- szare, którym węgiel występuje w postaci grafitu
- połowiczne, w którym węgiel występuje w postaci grafitu i cementytu.
Żeliwa stopowe - żeliwo, do którego w celu modyfikacji jego własności fizycznych i chemicznych dodawane są dodatki stopowe takie jak krzem, nikiel, chrom, molibden, aluminium i inne. Pierwiastki stopowe wpływają na:
1. zwiększenie własności mechanicznych,
2. zwiększenie odporności na ścieranie,
3. polepszenie odporności na działanie korozji elektrochemicznej,
4. polepszenie odporności na działanie korozji gazowej w podwyższonej temperaturze,
5. polepszenie własności fizycznych, np. magnetycznych lub elektrycznych.
Skład chemiczny żeliw jest dobierany tak, aby w wyniku dodania pierwiastków stopowych nie zmienić niekorzystnie ich struktury i własności.
Staliwa niestopowe – materiał konstrukcyjny, stosowany w postaci odlewów. Otrzymuje się je w wyniku odlewania do form, w których krzepnie,uzyskując wymagany kształt użytkowy.
Staliwa niestopowe dzieli się na dwie grupy podlegające odpowiednio
odbiorowi:
· na podstawie własności mechanicznych,
· na podstawie własności mechanicznych oraz składu chemicznego.
Staliwa stopowe - zawierają dodatki stopowe o stężeniu przekraczającym wartości
graniczne takie same jak dla stali stopowych. Ze względu na zastosowanie, staliwa stopowe dzieli się na konstrukcyjne, odporne na ścieranie, odporne na korozję, żaroodporne i żarowytrzymałe oraz narzędziowe
Stopy metali:
Miedź i jej stopy
Miedź - występuje w przyrodzie w postaci rodzimej oraz w rudach siarczkowych: błyszczu miedzi, czyli chalkozynie – Cu2S, bornicie – Cu3FeS2, chalkopirycie – CuFeS2, lub rudach tlenkowych, np. kuprycie – Cu2O. Jej gęstość wynosi 8,93 g/cm³ a temperatura topnienia 1084°C. Po wytopie i oczyszczeniu jest miękkim metalem o bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym.
Stopy miedzi dzielimy na:
· odlewnicze,
· przeznaczone do obróbki plastycznej.
Wyróżnia się następujące grupy stopów miedzi:
· z cynkiem,
· z cynkiem i ołowiem,
· z cynkiem i niklem,
· z niklem,
· z cyną,
· z aluminium,
· z innymi pierwiastkami stopowymi, których łączne stężenie przekracza 5%,
· niskostopowe, w których stężenie pierwiastków stopowych jest mniejsze niż 5%.
Większość stopów miedzi ma swoje tradycyjne nazwy. Mosiądze to stopy zawierające Zn jako główny dodatek stopowy, miedzionikle – stopy, w których głównym dodatkiem jest Ni, natomiast ...
Pelin1