LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH



Podobne dokumenty
LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

1. OZNACZANIE STALI WEDŁUG NORM EUROPEJSKICH

Stale niestopowe jakościowe Stale niestopowe specjalne

Stal - definicja Stal

Newsletter nr 6/01/2005

PIERWIASTKI STOPOWE W STALACH

Zespół Szkół Samochodowych

Ich właściwości zmieniające się w szerokim zakresie w zależności od składu chemicznego (rys) i technologii wytwarzania wyrobu.

STALE STOPOWE KONSTRUKCYJNE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

PIERWIASTKI STOPOWE W STALACH. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

STALE STOPOWE KONSTRUKCYJNE

Materiały metalowe. Wpływ składu chemicznego na struktur i własnoci stali. Wpływ składu chemicznego na struktur stali niestopowych i niskostopowych

ĆWICZENIE Nr 7. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

Stopy żelaza Iron alloys

ĆWICZENIE Nr 5. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

Stopy żelaza. Mechanika i Budowa Maszyn I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Zakres tematyczny. Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD / dr inż. Maciej Motyka

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1449

Wydajność w obszarze HSS

ĆWICZENIE Nr 8. Laboratorium InŜynierii Materiałowej. Opracowali: dr inŝ. Krzysztof Pałka dr Hanna Stupnicka

ĆWICZENIE Nr 2/N. 9. Stopy aluminium z litem: budowa strukturalna, właściwości, zastosowania.

Stal stopowa - stop żelaza z węglem, zawierający do ok. 2 % węgla i pierwiastki (dodatki stopowe) wprowadzone celowo dla nadania stali wymaganych

Metaloznawstwo II Metal Science II

ĆWICZENIE Nr 8. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Opracowali: dr inż. Krzysztof Pałka dr Hanna Stupnicka

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Inżynieria materiałowa : stal / Marek Blicharski. wyd. 2 zm. i rozsz. - 1 dodr. (PWN). Warszawa, Spis treści. Wstęp 11

STALE NARZĘDZIOWE (opracowanie dr Maria Głowacka) I. Ogólna charakterystyka Wysoka twardość Odporność na zużycie ścierne Odpowiednia hartowność

Akademia Morska w Szczecinie Instytut InŜynierii Transportu Zakład Techniki Transportu. Materiałoznawstwo i Nauka o materiałach

STALE STOPOWE. (konstrukcyjne i o szczególnych właściwościach)

Stale konstrukcyjne Construktional steels

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Inżynieria Materiałowa Studia I stopnia

STALE NARZĘDZIOWE DO PRACY NA GORĄCO

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa

Materiały konstrukcyjne

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Stale konstrukcyjne Construktional steels

Ewolucja we frezowaniu trochoidalnym

Co to jest stal nierdzewna? Fe Cr > 10,5% C < 1,2%

Narzędzia do toczenia poprzecznego

Austenityczne stale nierdzewne

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Inżynieria Materiałowa Studia I stopnia

Stale narzędziowe. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Materiałoznawstwo. Wzornictwo Przemysłowe I stopień ogólnoakademicki stacjonarne wszystkie Katedra Technik Komputerowych i Uzbrojenia

EcoCut ProfileMaster nowa generacja

Stale narzędziowe - stopy przeznaczone na narzędzia tj. przedmioty służące do rozdzielania i rozdrabniania materiałów bądź nadawania kształtu przez

KONSTRUKCJE METALOWE - LABORATORIUM. Produkcja i budowa stali

Mechanika i Budowa Maszyn II stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

ZAGADNIENIA EGZAMINACYJNE

Logistyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

ĆWICZENIE Nr 6. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował dr inż.

Mechanika i Budowa Maszyn II stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

DOLFA-POWDER FREZY TRZPIENIOWE ZE STALI PROSZKOWEJ DOLFAMEX

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

AKADEMIA MORSKA w GDYNI

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

STOPY ŻELAZA Z WĘGLEM STALE I STALIWA NIESTOPOWE

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

Klasyfikacja stali i przykłady oznaczeń

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

ĆWICZENIE Nr 3/N. zastosowania. 7. Stopy tytanu stosowane w motoryzacji, lotnictwie i medycynie.

Nauka o materiałach II - opis przedmiotu

Wiercenie w obszarze High-End udoskonalona powłoka Dragonskin wynosi wydajność WTX Speed i WTX Feed na nowy poziom

ĆWICZENIE Nr 1/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. Opracowali: dr Hanna de Sas Stupnicka, dr inż. Sławomir Szewczyk

KLASYFIKACJA STALI NARZĘDZIOWYCH

Metale i ich stopy. Podręcznik akademicki do nauki metaloznawstwa i inżynierii materiałowej. Prof. Leszek A. Dobrzański

Poziom przedmiotu: I stopnia studia stacjonarne Liczba godzin/tydzień: 2W E, 2L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ĆWICZENIE Nr 6. Laboratorium InŜynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. inŝ. A. Weroński

Opis przedmiotu: Materiałoznawstwo

Zakres tematyczny. Podział stali specjalnych, ze względu na warunki pracy:

Inżynieria Bezpieczeństwa I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogóln akademicki / praktyczny)

Transportu Politechniki Warszawskiej, Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych B. Ogólna charakterystyka przedmiotu

Cr+Cu+Mo+Ni P235GH 1.1 EN ,16 0,35 1,20 0,025 0,020 0,020 c 0,30 0,30 0,08 0,01 b 0,30 0,04 b 0,02 b 0,70

6. OBRÓBKA CIEPLNO - PLASTYCZNA

ĆWICZENIE Nr 4/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. Opracowała: dr Hanna de Sas Stupnicka

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 342

Kompetentne wsparcie na żądanie Technicy z know-how Wykorzystajcie ten Serwis² od poniedziałku do piątku w godz

Materiały Reaktorowe. Efekty fizyczne uszkodzeń radiacyjnych

5. Klasyfikacja stali 1

Z-ZIPN Materiałoznawstwo I Materials Science

Metale nieżelazne - miedź i jej stopy

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

STALE ODPORNE NA KOROZJĘ

Pręt fi. 10 gat C-45 ciągniony H9

ĆWICZENIE Nr 5/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. niskotopliwych. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. inż. A.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 193

Stale narzędziowe - stopy przeznaczone na narzędzia tj. przedmioty służące do: rozdzielania i rozdrabniania materiałów nadawania kształtu przez

Nazwa przedmiotu INSTRUMENTARIUM BADAWCZE W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Instrumentation of research in material engineering

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Kierunek studiów: Mechanika i Budowa Maszyn semestr II, 2016/2017 Przedmiot: Podstawy Nauki o Materiałach II

MATERIAŁOZNAWSTWO. dr hab. inż. Joanna Hucińska Katedra Inżynierii Materiałowej Pok. 128 (budynek Żelbetu )

OK SFA/AWS A5.4: E308L-16 EN 1600: E 19 9 L R 1 1. rutylowa. Otulina:

WTX-Ti. produkty dla techników obróbki skrawaniem. Nasza propozycja do trudnoobrabialnych materiałów jak tytan i Inconel.

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

WPŁYW TEMPERATURY WYŻARZANIA NA WIELKOŚĆ ZIARNA

Transkrypt:

Politechnika Łódzka Wydział Mechaniczny Instytut Inżynierii Materiałowej LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH Ćwiczenie nr 5 Temat: Stale niestopowe, stopowe, konstrukcyjne, narzędziowe, specjalne. Łódź 2010

Cel ćwiczenia Celem poniższego ćwiczenia laboratoryjnego jest zapoznanie się z charakterystycznymi strukturami stali niestopowych oraz stopowych. Wstęp teoretyczny Stale niestopowe Wykorzystywane w praktyce stale niestopowe nie są czystymi stopami żelaza z węglem. Stopy te zawierają pewne ilości pierwiastków, spowodowane względami technologicznymi i mogą to być: krzem, mangan, aluminium. Dodatki te wprowadza się w celu lepszego odtlenienia lub odsiarczenia stali. Dodatkowo w składzie stali znajdują się takie pierwiastki jak: siarka, fosfor, tlen, wodór lub azot. Występują one w stalach w niewielkich ilościach, ale ze względu na koszty, usunięcie ich jest nieopłacalne. Nawet w niewielkich ilościach takie dodatki wpływają znacznie na własności stali. Dopuszczalny udział pierwiastków w stalach niestopowych wygląda następująco: Mn - 0,8 %; W - 0,2%; Mo - 0,005%; Si - 0,4%; Co - 0,2%; Ni - 0,3%; Cu - 0,2%; Ti - 0,005%; Cr - 0,3%; Al - 0,1%. V - 0,05%; Zasadniczy wpływ na własności stali mają zawartość węgla oraz zastosowana obróbka cieplna. 2 S trona

Rys. 1. Wpływ węgla na właściwości mechaniczne stali niestopowych w stanie wyżarzonym. źródło: Głowacka M. "Metaloznawstwo". Podniesiona zawartość węgla w stali powoduje wzrost zawartości twardszych niż ferryt składników, a to przekłada się na twardość ogólną stali. Klasyfikacja stali niestopowych (3) 3 S trona

Stale stopowe Stalami stopowymi nazywa się stopy żelaza z węglem oraz specjalnie wprowadzone pierwiastki stopowe, czyli dodatki stopowe w celu nadania odpowiednich własności fizycznych, chemicznych, wytrzymałościowych oraz technologicznych. Dodatki stopowe wprowadzone do stali stopowych oddziałują równocześnie na węgiel i żelazo, a także jednocześnie na siebie, w skutek czego właściwości oraz struktura ulegają zmianie. Najczęściej wprowadzanymi dodatkami stopowymi są: molibden, wanad, aluminium, wolfram, nikiel, chrom, mangan, krzem, tytan, niob oraz kobalt. W zależności od potrzeby zawartość procentowa pierwiastka w stali może wahać się od 0,01% do kilku dziesięciu procent. Wprowadzenie dodatków stopowych do stali ma między innymi na celu: Zwiększenie hartowności; Wyższą twardość oraz odporność na ścieranie; Wyższe własności mechaniczne oraz technologiczne; Otrzymanie odpowiednich własności fizycznych oraz chemicznych. Ze względu na kumulacyjny udział dodatków stopowych stale stopowe można podzielić na: Niskostopowe (zawartość jednego pierwiastka (nie dotyczy węgla) nie jest wyższa niż 2,0%, a suma łączna pierwiastków nie przekracza 3,5%); Średniostopowe (zawartość jednego pierwiastka (nie dotyczy węgla) jest wyższa, niż 2,0%, ale nie przekracza 8%, a suma łączna pierwiastków nie przekracza 12%); Wysokostopowe (zawartość jednego pierwiastka (nie dotyczy węgla) jest wyższa, niż 8,0%, ale nie przekracza 8%, a suma łączna pierwiastków nie przekracza 55%). Zależnie od udziału procentowego głównego dodatku stopowego lub kilku dodatków stale stopowe można scalać w pod grupy, np.: stale chromowo-niklowe, stale manganowe lub stale chromowe. na: Jeśli chodzi jednak o główny podział ze względu na zastosowanie to stale stopowe dzielimy Stale stopowe konstrukcyjne; Stale stopowe narzędziowe; Stale stopowe o specjalnych właściwościach. Można, więc stwierdzić, że stale stopowe konstrukcyjne są stalami nisko- lub średniowęglowym, niskostopowymi. Stale narzędziowe to stale wysokowęglowe, nisko-, średni-, lub wysokostopowe. 4 S trona

Natomiast stale o specjalnych właściwościach posiadają bardzo szerokie granice zawartości węgla oraz dodatków stopowych. Stale stopowe konstrukcyjne Stale stopowe konstrukcyjne głównie stosuje się do produkcji części maszyn i wszelakich konstrukcji oraz pojazdów. Własności stali konstrukcyjnych stopowych dobiera się w oparciu o warunki pracy. W większości przypadkach stale konstrukcyjne to stale średniowęglowe, gdzie minimalna zawartość węgla wynosi 0,25%, przeznaczone do ulepszania cieplnego. Główne własności, jakie powinny spełniać to możliwie duża wytrzymałość przy dość dobrej plastyczności. Wymienione właściwości można otrzymać po hartowaniu u wysokim odpuszczaniu. Aby zwiększyć hartowność wprowadza się dodatkowe pierwiastki stopowe i mogą to być: molibden, nikiel, mangan, chrom. Duża ilość stali stopowych konstrukcyjnych jest zmuszona pracować w środowisku zmiennych naprężeń, a więc powinny charakteryzować się dobrą odpornością na zmęczenie oraz kruche pękanie. Z kolei inne grupy powinny charakteryzować się dobrą udarnością w niskich temperaturach. Pierwiastkiem, którym zapewnia właściwości wcześniej wymienione to nikiel. Stale resorowe musi cechować wysoka granica sprężystości i taką własność zapewnia wprowadzenie manganu i krzemu jako pierwiastków stopowych przy jednoczesnym zastosowaniu średniej temperatury odpuszczania. Natomiast stale łożyskowe powinny posiadać duża twardość oraz odporność na ścieranie, dlatego posiadają większą zawartość chromu i węgla, a odpuszczenie przeprowadza się w niskich temperaturach. Kolejną grupą stali są stale do utwardzania powierzchniowego: hartowania powierzchniowego, azotowania, nawęglania. Stale przeznaczone do nawęglania charakteryzują się zawartością węgla w okolicach 0,25 %, natomiast temperatura odpuszczania jest niska. Jeśli chodzi o stale do azotowania, poddawane są one obróbce cieplno-chemicznej po ulepszaniu, dodatkowo zawierają pierwiastki takie jak molibden, chrom oraz aluminium. Stale konstrukcyjne stopowe dzielimy na: Stale niskostopowe o podwyższonych właściwościach; Stale do nawęglania; Stale do azotowania; Stale sprężynowe Stale na łożyska toczne. Jeśli chodzi o stare oznakowanie to stare Polskie Normy przedstawiają oznaczenia w postaci cyfr i liter. Pierwsze dwie cyfry oznaczają zawartość węgla w setnych częściach procentu. Natomiast litery oznaczają pierwiastek stopowy: 5 S trona

F - wanad H - chrom; G - mangan; J - aluminium; K - kobalt; M - molibden; N - nikiel; S - krzem; T - tytan; W - wolfram. W przypadku, gdy zawartość pierwiastka stopowego wynosi więcej niż 1 %, to zaraz po literze umieszcza się cyfrę opisującą zawartość w procentach. Jeśli chodzi o oznaczenie węgla w stalach łożyskowych zamiast cyfr posiadają symbol Ł, a po oznaczeniu literą pierwiastka występuje liczba mówiąca o zawartości tego pierwiastka w dziesiętnych częściach procentu. Jeśli chodzi o normy europejskie PN-EN 10027-1:1994 to oznaczanie wygląda nieco inaczej. Stale niestopowe o zawartości Mn 1%, stopowych (pomijając szybkotnące) i niestopowych automatowych o zawartości każdego pierwiastka < 5% posiadają w swoim oznaczeniu liczbę, która mówi o zawartości węgla w setnych częściach procentu, symbol stopowy wg porządków malejących ich zawartości oraz liczb mówiących o zawartości pierwiastków wymnożonych przez współczynniki, które wynoszą: 4 dla Cr, Co, Mn, Ni, Si, W; 10 dla Al, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr; 100 dla C, N, P, S; 1000 dla B. i przykład - 30CrNIMo8-8-3, polskie oznaczenie wg PN to 30H2N2M. W przypadku, gdy przynajmniej jeden z pierwiastków stopowych występuje w ilości 5% (pomijając stale szybkotnące) zapisuje się literą X, następnie liczbą mówiącą o zawartości węgla w setnych częściach procentu, symboli chemicznych składników stopowych oraz liczb wyrażających średnią zawartość pierwiastków w procentach mas. przykład - X17CrNiSi26-20-3, polskie oznaczenie wg PN to H25N20S2. Oznaczenie stali szybkotnących zaczyna się od znaków HS, kolejno liczby opisujące zawartość pierwiastków stopowych w procentach mas. przykład - HS18-0-1, polskie oznaczenie wg PN to SW18. 6 S trona

Stale stopowe narzędziowe Stale stopowe narzędziowe jak sama nazwa wskazuje wykorzystuje się do produkcji wszelkiego rodzaju narzędzi wykorzystywanych do obróbki materiałów poddawanych skrawaniu lub obróbce plastycznej, a także do wyrobu narzędzi pomiarowych oraz sprawdzianów. W porównaniu ze stalami konstrukcyjnymi, posiadają większą zawartość węgla oraz pierwiastków stopowych. Stale narzędziowe winne charakteryzować się dużą twardością oraz odpornością na ścieranie. Takie właściwości zapewniają dodatki, tworzące węgliki złożone np. M 23 C 6 ora M 6 C, czyli chrom, molibden i wolfram. Stale przeznaczone do wyrobu narzędzi skrawających powinny charakteryzować się odpornością na ścieranie oraz jednocześnie posiadać dostateczną twardość w podwyższonych temperaturach. W takim celu do stali wprowadza się do stali pierwiastki stopowe np. wanad, molibden oraz wolfram, które hamują skłonność martenzytu do odpuszczania oraz wywołują twardość wtórną. Stale narzędziowe ze względu na warunki pracy jakim są poddane dzielimy: Stale do pracy na zimno (temperatura narzędzia nie wzrasta powyżej 250 C); Stale do pracy na gorąco (temperatura narzędzia utrzymuje się w okolicach 600 C) ; Stale szybkotnące. Oznakowanie stali narzędziowych odbiega od oznaczeń stali konstrukcyjnych. Stale do pracy na zimno również jak stale narzędziowe węglowe, zgodnie ze starymi oznaczeniami starych PN oznacza się - literą N. Stale do pracy na gorąco - literą W, natomiast stale szybkotnące - literą S. Jeśli chodzi o oznaczenia pierwiastków wyglądają one następująco: C - chrom; K - kobalt; L - molibden (w stalach typu N i W); M - mangan (w stalach typu N i W); M - molibden (w stalach typu S); S - krzem; W - wolfram; V - wanad; P - grupa: chrom, nikiel, wanad; Z - grupa: krzem, chrom, wolfram. Cyfry w stalach do pracy na gorąco oraz szybkotnących umieszcza się po symbolu pierwiastka stopowego przedstawiają średnią zawartość tego dodatku w procentach. 7 S trona

Stale stopowe specjalne Rozwój techniki oraz przemysłu powoduje, iż materiałom stawia się coraz wyższe wymagania. Stale nie tylko muszą spełniać odpowiednie wymagania mechaniczne, ale także charakteryzować się specjalnymi własnościami takimi jak: żaroodporność, odporność na korozję lub ogromną wytrzymałością na ścieranie. W niektórych stalach o specjalnych własnościach zawartość pierwiastków stopowych to jest dodatków może przekraczać nawet 50%, w takim przypadku raczej już powinno się mówić o stalach, a nie stopach. Klasyfikacja stali stopowych specjalnych (3) 8 S trona

1. Obserwacja próbek mikroskopowych; Zadania do wykonania Stal kwasoodporna. Stal transformatorowa. Stal łożyskowa. Stal szybkotnąca. Stal kotłowa. Stal narzędziowa niestopowa. Stal do nawęglania. Stal sprężynowa. Stal zaworowa. Stal do pracy w podwyższonych temperaturach. Stal konstrukcyjna niskostopowa. Stal żaroodporna. Stal Hadfielda. 2. Sporządzić rysunki struktur. Stanowisko pomiarowe 1. Mikroskop metalograficzny MET 3. Sprawozdanie 1. Cel ćwiczenia; 2. Wstęp teoretyczny; 3. Schematy struktur wraz z opisem: - Materiał; 9 S trona

- Stan materiału; - Struktura; - Powiększenie; - Trawienie. 4. Wnioski oraz przemyślenia. Literatura 1. Wykład "Nauka o Materiałach" dr inż. W. Żak; 2. Dobrzański L.A. "Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwie" Wydawnictwo Naukowo - Techniczne 2002. 3. Dobrzański L.A. "Metaloznawstwo i obróbka cieplna stopów metali" Wydawnictwo Politechniki Śląskiej 1953. 4. Przybyłowicz K. "Metaloznawstwo" Wydawnictwo Naukowo - Techniczne 2003. 5. Rudnik S. "Metaloznawstwo" Wydawnictwo Naukowe PWN 1998. 6. Głowacka M. "Metaloznawstwo" Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej 1996. 7. Gulajew A.P. "Metaloznawstwo" Wydawnictwo Śląsk 1967. UWAGA: Przed przystąpieniem do wykonania ćwiczenia student zobowiązany jest zapoznać się z przepisami BHP 10 S trona