Ϫ METALE.XMC.PL

Hartowanie Metali Umacnianie Zastosowanie Cechy

.:: Żeliwa ::.

Podeutektyczne stopy Fe (żelazo) z C (węglem)(o zaw. C: 2-4%) i innymi pierwiastkami.

Własności:
+ Niski koszt wyrobów
+ Niska temp topnienia
+ Dobra skrawalność

Podział:
Szare – C w postaci grafitu
Białe – C w postaci cementytu
Połowiczne – występuje zarówno grafit i cementyt Struktura i własności żeliw zależą od:
Składu chem:
Si, P ułatwiają grafityzację (P rozpuszcza się częściowo w ferrycie tworząc steadyt Fe3C-Fe3P-Fea)
Mn, S przeciwdziałają grafityzacji (S tworzy eutektykę Fe-FeS-Fe3C o temp top wyższej od steadytu)
Szybkości krzepnięcia i średnicy odlewu: ze zwiększeniem grubości ścian odlewu zwiększa się ilość i grubość płatków grafitu – spadają własności wytrzymałościowe
Pierwiastki sprzyjające grafityzacji: Si, Ni ,P, Cu, Al, Ti
Pierwiastki przeciwdziałające grafityzacji: Cr, S, Mo

Żeliwo szare zwykłe (z grafitem płatkowym)

Własności:
Niska wytrzymałość
Niska odporność na ścieranie
Dobre tłumienie drgań
Dobra skrawalność
Twardość i wytrzymałość rośnie ze zwiększeniem się udziału perlitu
Osnowa ferrytyczna, ferrytyczno-perlityczna, perlityczna + grafit, steadyt, wtrącenia niemetal.
Zastosowanie: korpusy maszyn
Wytrzymałość: Rm=100-300 MPa, 200-240 HB

Żeliwo szare modyfikowane

Własności
Żeliwo mające tendencję do krzepnięcia jako białe lub połowiczne poddane modyfikacji
Modyfikacja: dodanie bezpośrednio do przed odlaniem modyfikatora (Fe-Si, Ca-Si, Al) 0,1-0,5% powodującego odgazowanie kąpieli i wymusza heterogeniczne zarodkowanie grafitu na cząstki tlenków, dzięki temu żeliwo krzepnie jako szare, a grafit jest w postaci wielu drobnych równomiernie rozmieszczonych płatków.
Wytrzymałość: Rm=300-400 MPa.

Żeliwo szare sferoidalne

Własności:
Żeliwo mające tendencję do krzepnięcia jako szare
Bardzo mała zaw S, P
Modyfikowane Ce, Mg-Cu
ferrytyczne, ferrytyczno-perlityczne, perlityczne, bainityczne, martenzytyczne + grafit w post kulistej
Dobre własności wytrzymałościowe i plastyczne
Zastosowanie: elementy maszyn
Wytrzymałość: Rm=350-900 MPa, A5=2-22%

Żeliwo białe

Własności:
Struktura ledeburytu przemienionego i ewentualnie steadyt
W podeutektycznym występuje przewaga perlitu
W nadeutektycznym przewaga cementytu
Kruche
Źle skrawalne
Zastosowanie: do wytwarzania żeliwa ciągliwego

Żeliwo ciągliwe

Własności:
Otrzymywane z białego poprzez wyżarzanie grafityzujące (cementyt ulega rozpadowi i wydziela się węgiel żarzenia – kłaczkowate skupienia) W zależności od parametrów procesu żeliwa dzielimy na:

Żeliwo ciągliwe białe (W) -atmosfera utleniająca, temp: 950-1000°C, czas: 60-90 godzin, chłodzenie w powietrzu, struktura ferrytyczna odwęglona

Żeliwo ciągliwe czarne (B) -atmosfera obojętna, temp: 950-1050°C, czas: 40-70 godzin, chłodzenie w powietrzu, struktura ferrytyczna z wydzieleniami węgla żarzenia.

Żeliwo ciągliwe perlityczne (P) -atmosfera obojętna, temp: 950-1050°C, czas: 15 godzin, chłodzenie w powietrzu, struktura perlityczna z węglem żarzenia.

Żeliwa stopowe
Pierwiastki stopowe (Al, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Si, Ti, V, W) dodawane do żeliw w celu poprawy:
Własn mechanicznych
Odporności na ścieranie
Odporności na korozję
Polepszenie własn fizycznych
Podział ze wzgl na ilość pierw stopowych:
Niskostopowe (maszynowe): perlityczne do 3% pierw stop: Al, Si, Mn
Średnoistopowe: ferrytyczne, ledeburytyczne, bainityczne, 3-20% składników stopowych
Wysokostopowe: ferrytyczne, austenityczne pow. 20% skład stopowych

Czytaj Więcej Click »

.:: Stale Narzędziowe ::.

Stale szybkotnące do obróbki skrawaniem lub obróbki plastycznej na zimno
Własności:
Duża twardość i odporność na ścieranie w temp do ok. 600C
Bardzo duża hartowność
Efekt twardości wtórnej

Skład chemiczny:
0,9 – 1,4% C + składniki stopowe Cr, Mo, W, Co, V ewentualnie Si
4 główne składniki stopowe to W Mo V Co
SW18 18 0 2 0
SW7M 7 5 2
SK10V 10 3 3 10

Klasyfikacja gatunków:
wolframowe (SW18, SW11, SW14)
wolframowo – molibdenowe (SW7M)
kobaltowe (SKC, SK5M, SK10V, SK8M, SK5V, SK10V)
zastępcze – oszczędność (SW2M5, SW3S2)
ledeburytyczne (perlit + eutektyka ledeburytyczna)

Obróbka cieplna:
hartowanie: 1180-1260°C (kąpiel solna, olej, sprężone powietrze)
odpuszczanie: wysokie 540-570°C
twardość 64 – 68 HRC

Zastosowanie:
Wieloostrzowe narzędzia skrawające, wykrojnikowe, narzędzia do obróbki plastycznej na zimno i gorąco

Struktura:
Martenzyt listwowy i około 20%austenitu szczątkowego oraz węgliki

Stale narzędziowe do pracy na gorąco
Własności:
wysoka wytrzymałość i twardość
odporność na ścieranie w wysokiej temp pracy
odporność na zmęczenie cieplne i obciążenia dynamiczne
praca w zakresie 250-700C

Skład chemiczny:
średniowęglowe 0,3 – 0,6% C + składniki stopowe Cr, Mo, W, Ni, V ewentualnie Mn, Si, Co, B

Klasyfikacja gatunków:
niskostopowe na narzędzia do kucia na młotach (hartowność)
gatunki: WNL, WNL1, WNLV, WCMB, WLB
wysokostopowe na narzędzia do prasowania, wyciskania, do odlewania do form pod ciśnieniem,
odporne na odpuszczanie,
gatunki: Cr-Mo (WCL, WCLV, WLV, WLK), Cr-W (WWS1, WWW 0,9% W)
Zjawisko zmęczenia cieplnego

Obróbka cieplna:
hartowanie: 850-1100°C (olej, kąpiel solna, sprężone powietrze)
odpuszczanie: wysokie 500-600°C
twardość 45 – 65 HRC

Zastosowanie:
Niższe temp: narzędzia kuźnicze i noże do cięcia na gorąco, najwyższe: matryce pras kuźniczych, formy do odlewania pod ciśnieniem.

Struktura:
Martenzyt listwowy nasycony pierwiastkami stopowymi i węglem.

Stal narzędziowa do pracy na zimno

Własności:
temp pracy do 200C
podwyższona hartowność
duża odporność na ścieranie
wysoka skrawność
lepsza ciągliwość (niektóre)

Skład chemiczny:
0,8 – 2,0% C (15 gatunków) + składniki stopowe Cr, Mo, W, ewentualnie Mn, Si, Ni
0,4 – 0,6% C (3 gatunki) + składniki stopowe Cr, Mo, W, ewentualnie Mn, Si, Ni

Klasyfikacja gatunków:
niskostopowe (małe narzędzia skrawające), hartowane w wodzie;
gatunki: NV, NW1, NC5 (0,5% Cr)
średniostopowe (średnie narzędzia skrawające), hartowane w oleju
gatunki: NC4, NC6, NWC, NCMS, NCMV
ledeburytyczne (odporne na ścieranie) na matryce do pras na zimno
gatunki: NC10, NC11, NC11LV, NW9
stale odporne na uderzenia, 0,4 – 0,6% C dłuta, wybijaki
gatunki: NZ2, NZ3, NPW

Obróbka cieplna:
hartowanie: 800-1000°C (olej, kąpiel solna, sprężone powietrze)
odpuszczanie: niskie 160-280°C, lub średnie 280-500°C
twardość 58-64 HRC (wysokowęglowe), 45-50 HRC (średniowęglowe)
Struktura: martenzyt listwowy i austenit szczątkowy oraz węgliki równomiernie rozmieszczone w osnowie

:: Stale i Stopy o Szczególnych Wlasnościach

Stale stopowe do pracy w podwyższonej temperaturze

Własności:
temp pracy do 600C
dobre własności wytrzymałościowe i ciągliwości w temp pokojowej i podwyższonej

Skład chem:
Ze względu na skład chem stale te dzielimy na:
Niskowęglowe: do 0,25%C
Średniowęglowe: powyżej 0,25%C
Niskostopowe: małe i średnie stęż C i stęż pierw stopowych do 3%
Średniostopowe: średnie stęż C i stęż pierw stopowych 3-5%
Wysokostopowe: duże stęż pierw stopowych ponad 5% (w tym Cr ponad 10%)
Obróbki cieplne i struktury:
Normalizowanie 880-940C; ferrytyczno-perlityczna
Normalizowanie 880-1050C i odprężanie 610-780C; ferrytyczno-bainityczna
Ulepszanie cieplne: hartowanie 840-1080C i odpuszczanie 530-780C; martenzyt wysokoodpuszczony

Zastosowanie:
Rury kotłowe, zbiorniki ciśnieniowe, przemysł chemiczny

Stale żaroodporne i żarowytrzymałe

Własności:
temp pracy powyżej 600C
duża żaroodporność i żarowytrzymałość
Żaroodporność polepszają dodatki: Cr: 5-30%, Si: 1-2,5%, Al: 1-5%
Żarowytrzymałość polepszają: Ni 9% w obecności 18% Cr, oraz Mo, V, W, Co, Ti, Cr, Si (zwiększają energię wiązania atomów sieci roztworu stałego), umocnienie zgniotowe, utwardzanie dyspersyjne

Skład chem i struktury:
W zależności od składu chem stale te możemy podzielić na:
Cr i Cr-Si; struktura ferrytyczno-perlityczna, hartujące się na martenzyt po ochłodzeniu w powietrzu
Wysokochromowe z dodatkiem Al i podwyższonym stęż Si; struktura ferrytyczna z wydzieleniami węglików
Cr-Ni; struktura ferrytyczno-austenityczna
Cr-Ni z dodatkiem Si; struktura austenityczna z wydzieleniami węglików
Zastosowanie: ferrytyczne: nie obciążone części aparatury chem, pieców, palników gazowych; austenityczne: na podobne elementy lecz obciążone mechanicznie.

Czytaj Więcej Click »

.:: Stale Stopowe i Niestopowe ::.

Stale Konstrukcyjne Stopowe
Stosowane w budownictwie, budowie maszyn i urządzeń pracujących w zakresie 25-300C w środowiskach o niewielkim działaniu korozyjnym dostateczne własności wytrzymałościowe przy dobrych własnościach plastycznych, aby elementy maszyn i urządzeń wykonanych z tych stali mogły przynieść obciążenia zarówno o charakterze statycznym jak i dynamicznym.

Własności stali konstrukcyjnych
Stopowych zależą od stężenia węgla i pierwiastków stopowych. Główne znaczenie Cr, Mn, Si, Ni, Mo i innych dodatków stopowych w stalach konstrukcyjnych polega na polepszaniu hartowności stanowiącej podstawowe kryterium doboru tych stali. Pierwiastki węglikotwórcze, takie jak: Cr, V, Mo, W, zwiększają także twardość i odporność na ścieranie, w wyniku tworzenia węglików wpływają na zmniejszenie wielkości ziaren, przeciwdziałają kruchości odpuszczania (Mo, W) oraz powodują polepszenie wielu innych własności technologicznych i użytkowych stali konstrukcyjnych.

Niskostopowe stale konstrukcyjne spawalne z mikro dodatkami
Zastosowanie: elementy konstrukcji przemysł, mostów, statków, do zbrojenia betonu, rury do rurociągów
Własności: większa wytrzymałość od węglowych, dobra spawalność, duża granica plastyczności, niska temp przejścia w stan kruchy
Ze względu na skład chem i strukturę można wyróżnić stale:
Zaw Mn i mikrododatki Al., V, Ti, Nb, N; struktura ferrytyczno-perlityczna
Zaw Mn i Mo z mikrododatkiem B; struktura bainityczna
Zaw Mn, Ni, Cr, Mo i mikrododatki V, Zr, B; struktura martenzytu wysokoodpuszczonego po ulepszaniu cieplnym

Obróbka cieplno – mechaniczna: przedmuchiwanie kąpieli stalowej sprężonym N i następnie walcowanie wstępne w wysokiej temp i wykańczające w niskiej; obróbka cieplna: stale bainityczne chłodzone w powietrzu bezpośrednio z temp końca walcowania, do ulepszania cieplnego: hartowanie z chłodzeniem w powietrzu i następnie wysokim odpuszczaniu – najwyższe własności.

Stale konstrukcyjne stopowe do ulepszania cieplnego
Własności:
Materiał łączący dużą wytrzymałość z dużą plastycznością
Odporność na pękanie przy obciążeniach dynamicznych

Skład chem:
Zaw C: 0,25-0,5% (własn wytrzym)
Gł dodatek stopowy Cr (zwiększa hartowność, wytrzym, ciągliwość) stale Cr stos na obciążone wały 1-2%
Ni (intensywnie zwiększa hartowność, obniża temp przejścia w stan kruchy, poprawia ciągliwość) 1-4%
Mn zwiększa hartowność, max stęż 1,8%, stale Mn są najtańsze
Si sprzyja drobnoziarnistości, zwiększa granicę sprężystości, zastępuje częściowo Mn
Mo przeciwdziała kruchości odpuszczania i zwiększa hartowność (0,2%)
V,W zwięsza hartowność i opóźnia procesy zachodzące podczas odpuszczania (0,2 i 1%)

Obróbka cieplna:
Hartowanie: 830-900C / olej
Odpuszczanie: wysokie 500-650C
Struktura: martenzyt wysokoodpuszczony
Zastosowanie: koła zębate, wały, sworznie, śruby

Stale konstrukcyjne stopowe sprężynowe
Własności:
Bardzo dobre własności sprężyste (wysoka granica sprężystości)
Duża wartość stosunku Rsp do Re i Rm
Duża wytrzymałość na zmęczenie

Skład chem:
C: 0,5-0,7% (własn wytrzym i granica sprężystości)
Si: 0,3-1,7% (podstawowy pierw zwiększający Rsp, Re i Rm)
Mn: 0,5-1,1% (zwiększa hartowność)
Cr: w stalach Cr 0,5-1,1% (intensywnie zwiększa hartowność i odporność na odpuszczanie, hamuje relaksację naprężeń)
V: w stalach V 0,15 (drobnoziarnistość, zmniejsza skłonność do odwęglania)
Podział: Si, Mn, Si-Mn, Si-Mn-Cr, Cr-Mn, Cr-Si, Cr-V

Obróbka cieplna:
Austenityzowanie 800-870C
Hartowanie: 830-870C / olej lub woda
Odpuszczanie: średnie 380-520C / powietrze
Struktura: martenzyt odpuszczony
Zastosowanie: sprężyny i resory

Stale konstrukcyjne stopowe na elementy łożysk tocznych
Własności:
Bardzo duża twardość
Jednorodność struktury
Wysoki stopień czystości
Hartowność
Odporność na ścieranie
Duża wytrzymałość zmęczeniowa i statyczna
Odpowiednia ciągliwość

Skład chem:
C: 1% (twardość i odporność na ścieranie)
Cr: 1,5% (wymagana hartowność)
Si 0,3-0,6% i Mn 0,4-1,1% (zapewniają większą hartowność)
Wysoka czystość i jednorodna struktura- duża wytrzymałość zmęczeniowa

Obróbka cieplna:
Hartowanie: 830-840C / olej
Odpuszczanie: niskie 180C przez 1-2h
Twardość: powyżej 62 HRC
Struktura: martenzyt drobnolistwowy z równomiernie rozmieszcz drobnymi ziarnami cementytu stopowego
Zastosowanie: elementy łożysk tocznych

Czytaj Więcej Click »