165
Æwiczenie 19
BADANIA MIKROSKOPOWE
STALI STOPOWYCH KONSTRUKCYJNYCH
1. CEL ÆWICZENIA
Celem æwiczenia jest zapoznanie siê z podstawowymi wiadomociami dotycz¹cymi
stali stopowych konstrukcyjnych oraz charakterystyk¹ ich sk³adników strukturalnych.
2. WIADOMOCI PODSTAWOWE
Stalami stopowymi nazywamy stale, które poza ¿elazem, wêglem i zwyk³ymi domieszkami (Mn, Si, P, S) zawieraj¹ inne, specjalnie wprowadzone sk³adniki lub podwy¿szone zawartoci Mn i Si. Te celowo wprowadzone sk³adniki nosz¹ nazwê dodatków stopowych. Dziêki wprowadzeniu do stali dodatków stopowych mo¿na uzyskaæ:
wysokie w³asnoci mechaniczne i technologiczne
zwiêkszon¹ hartownoæ
wysok¹ twardoæ i odpornoæ na cieranie
okrelone w³asnoci fizyczne i chemiczne takie jak odpornoæ na korozjê, ¿aroodpornoæ, ¿arowytrzyma³oæ, itp.
W zale¿noci od dodatków stopowych przyjêto nazwy stali np.: stale chromowe,
stale chromowo-niklowe, stale manganowe, stale wolframowe, stale niklowe itd.
Pierwiastki stopowe zwykle wystêpuj¹ w stali w postaci:
rozpuszczonej (w ferrycie lub austenicie): Si, Ni, Co, Cr, Mo i inne
jako wêgliki: Nb, Zr, Ti, V, W, Mo, Cr
Znacznie rzadziej wystêpuj¹ we wtr¹ceniach niemetalicznych, w zwi¹zkach miêdzymetalicznych czy te¿ w stanie wolnym, np. Pb.
Pierwiastki stopowe rozpuszczone w ferrycie podwy¿szaj¹ wytrzyma³oæ na rozci¹ganie, granicê plastycznoci i twardoæ stali a obni¿aj¹ jej w³asnoci plastyczne.
Wêgliki stopowe powoduj¹ wzrost wytrzyma³oci i twardoci stali, przy czym decyduj¹cym czynnikiem jest zale¿ny od uprzedniej obróbki cieplnej i sk³adu chemicznego stali, stopieñ ich dyspersji. Pierwiastki wêglikotwórcze mog¹ w stalach wystêpowaæ w postaci zarówno roztworu sta³ego jak i wêglików. Zale¿y to od zawartoci
wêgla w stali, jak i jednoczesnego wystêpowania innych pierwiastków wêglikotwórczych. Przyk³adowo: stal z ma³¹ zawartoci¹ wêgla i du¿¹ pierwiastka stopowego
Opracowa³: Marek Mazur
166
po zwi¹zaniu wêgla przez cile okrelon¹ iloæ pierwiastka stopowego i utworzeniu
wêglików stopowych nadmiar pierwiastka stopowego rozpuci siê w ferrycie.
Wprowadzenie do stopów Fe-C pierwiastków stopowych powoduje zmiany w wygl¹dzie uk³adu równowagi Fe-Fe3C. Zmiany te s¹ tym wiêksze im wiêksza jest zawartoæ dodatków stopowych. Dotyczy to zarówno temperatur przemian fazowych
jak i zawartoci wêgla w punktach charakterystycznych np. 0,8% C, 2,11% C itp.
Z uwagi na powy¿sze, ustalaj¹c obróbkê ciepln¹ stali stopowych musi siê cile
podawaæ temperatury poszczególnych zabiegów a ze wzglêdu na fakt, ¿e przy przemianach fazowych wystêpuje dyfuzja pierwiastków stopowych nale¿y tak¿e uwzglêdniaæ zwykle d³u¿sze ni¿ dla stali wêglowych czasy zabiegów cieplnych. Nie mo¿na
korzystaæ z temperatur z uk³adu równowagi fazowej Fe-C, lecz z wykresów czas-temperatura-przemiana (CTP) opracowanych dla ka¿dego gatunku stali stopowych.
2.1. Wymagania stawiane stalom konstrukcyjnym
Stalami konstrukcyjnymi nazywamy stale wêglowe i stopowe, u¿ywane do budowy konstrukcji
(…)
…¿eniu nie przekraczaj¹cym 3 do 5%. Molibden i wanad powoduj¹ dodatkowo zmniejszenie wra¿liwoci na kruchoæ odpuszczania stali.
Ze wzglêdu na zawartoæ g³ównego dodatku stopowego wyró¿niæ mo¿na nastêpuj¹ce grupy stali:
170
manganowe, np.: 30G2, 45G2, 35SG,
chromowe, np.: 30H, 37HS, 30HGS, 25HM, 40H2MF, 38HNM, 37HGNM,
45HNMF, 30HGSNA, 25H2N4WA,
krzemowe, np. 65S2WA.
Za³o¿one w³asnoci wyrobów ze stali stopowych do ulepszania cieplnego uzyskuje
siê po obróbce cieplnej polegaj¹cej na hartowaniu i odpuszczaniu. Niekiedy dopuszcza
siê stosowanie hartowania izotermicznego. Zró¿nicowanie w³asnoci warstwy wierzchniej i rdzenia jest mo¿liwe metodami hartowania powierzchniowego lub obróbki cieplno-chemicznej.
2.4.3. Stale sprê¿ynowe
Materia³ na sprê¿yny powinien charakteryzowaæ siê nastêpuj¹cymi…
…, 60SGH,
manganowe, np. 65G,
chromowe, np. 50HG, 50HS, 50HF.
Obróbka cieplna sprê¿yn i resorów polega na hartowaniu i rednim odpuszczaniu,
przy czym wa¿ne jest aby powierzchnia wyrobu nie zosta³a odwêglna i by³a wolna od
wad powierzchniowych. Dodatkowo pióra resorów mo¿na poddaæ rutowaniu lub
m³otkowaniu aby wprowadziæ naprê¿enia ciskaj¹ce zwiêkszaj¹ce odpornoæ na zmêczenie stali.
2.4.4. Stale…
…).
Dodatki stopowe w znakach stali stopowych konstrukcyjnych oznaczane s¹ nastêpuj¹co:
chrom H, nikiel N, wolfram W, molibden M, mangan G, wanad F, kobalt
K, aluminium J, krzem S, tytan T, bor B. Dodanie litery A na koñcu znaku
oznacza stal wy¿szej jakoci. W niektórych przypadkach np. przy stalach spawalnych
168
o podwy¿szonej wytrzyma³oci na koñcu oznaczenia podawane s¹ symbole…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)