KONSTRUKCJE METALOWE - LABORATORIUM. Produkcja i budowa stali

Podobne dokumenty
Zespół Szkół Samochodowych

Stal - definicja Stal

Konstrukcje Metalowe - Laboratorium

OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW ŻELAZA. Cz. I. Wyżarzanie

PODSTAWY OBRÓBKI CIEPLNEJ

PODSTAWY OBRÓBKI CIEPLNEJ STOPÓW ŻELAZA WYŻARZANIE 1. POJĘCIA PODSTAWOWE 2. PRZEMIANY PRZY NAGRZEWANIU I POWOLNYM CHŁODZENIU STALI 3.

Technologia obróbki cieplnej. Grzanie i ośrodki grzejne

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

Metaloznawstwo II Metal Science II

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

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

Technologie Materiałowe II Wykład 2 Technologia wyżarzania stali

PIERWIASTKI STOPOWE W STALACH

Stale niestopowe jakościowe Stale niestopowe specjalne

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

Wykresy równowagi układu żelazo-węgiel. Stabilny żelazo grafit Metastabilny żelazo cementyt

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

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

STOPY ŻELAZA. Cz. I. Stale niestopowe konstrukcyjne i o szczególnych właściwościach, staliwa i żeliwa niestopowe

Obróbka cieplna stali

OBRÓBKA CIEPLNA STOPÓW ŻELAZA. Cz. II. Przemiany austenitu przechłodzonego

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Żelazo i jego stopy.

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

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

Wykład 8. Przemiany zachodzące w stopach żelaza z węglem. Przemiany zachodzące podczas nagrzewania

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

Charakterystyka składników - ŻELAZO Duże rozpowszechnienie w przyrodzie ok. 5% w skorupie ziemskiej. Rudy żelaza:

Zespół Szkół Samochodowych

MATERIAŁY SPIEKANE (SPIEKI)

Stopy żelaza z węglem

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

Technologie wytwarzania metali. Odlewanie Metalurgia proszków Otrzymywanie monokryształów Otrzymywanie materiałów superczystych Techniki próżniowe

Technologie wytwarzania metali. Odlewanie Metalurgia proszków Otrzymywanie monokryształów Otrzymywanie materiałów superczystych Techniki próżniowe

ZAGADNIENIA EGZAMINACYJNE

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

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa

OBRÓBKA CIEPLNA. opracował dr inż. Stanisław Rymkiewicz

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

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

Metody łączenia metali. rozłączne nierozłączne:

Stopy żelaza Iron alloys

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1449

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

Technologie Materiałowe II

STALE STOPOWE KONSTRUKCYJNE

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

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

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

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

1. OZNACZANIE STALI WEDŁUG NORM EUROPEJSKICH

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

Austenityczne stale nierdzewne

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

y PODAJĘ Podaję chemiczne nazwy minerałów żelaza.

3. Stopy żelaza z węglem

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 08/13

Temat lekcji: Produkcja metali metodami przemysłowymi.

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

OPIS PATENTOWY C22B 7/00 ( ) C22B 15/02 ( ) Sposób przetwarzania złomów i surowców miedzionośnych

CIENKOŚCIENNE KONSTRUKCJE METALOWE

Wykład 9 Obróbka cieplna zwykła

OK Autrod 1070 (OK Autrod 18.01)*

Normalizacja i ocena jakości metali. Stale spawalne o podwyższonej wytrzymałości

6. OBRÓBKA CIEPLNO - PLASTYCZNA

Metale i niemetale. Krystyna Sitko

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

TERMITOWA SPAWALNOŚĆ BAINITYCZNYCH STALI SZYNOWYCH (NA PRZYKŁADZIE CRB1400, PROFIL 60E1/2)

KRYSTALIZACJA METALI I STOPÓW. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Technologie Materiałowe II Wykład 4 Obróbka cieplno-chemiczna stali

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

Newsletter nr 6/01/2005

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

Materiały metalowe. Odkształcenie plastyczne i rekrystalizacja metali. Copyright by L.A. Dobrzaski, IMIiB, Gliwice

Iwona Kargulewicz, Krzysztof Olendrzyński, Bogusław Dębski, Jacek Skoskiewicz

Obróbka cieplna stali

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

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

Opis przedmiotu: Materiałoznawstwo

PROCESY ZACHODZĄCE PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNO-CHEMICZNEJ

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 08/13

Stopy metali FAZY

Dz.U Nr 55 poz. 581 ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW

Podstawy nauki o materiałach. Struktura i własności staliw. Struktura i własności staliw

APARATURA W OCHRONIE ŚRODOWISKA - 3. MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/FR02/00225 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

LAF-Polska Bielawa , ul. Wolności 117 NIP: REGON:

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

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

Nauka o materiałach. Temat 4. Metody umacniania metali. Definicja

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

Odpuszczanie (tempering)

Dobieranie materiałów konstrukcyjnych 311[20].O2.03

Nauka o materiałach. Temat 4. Metody umacniania metali. Definicja

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

Żeliwo stop żelaza z węglem, zawierający 2,5-4,5% C i inne pierwiastki (Si, Mn, P, S), przeznaczony do wykonywania części maszyn, urządzeń

SPRAWOZDANIE Z MATERIAŁOZNAWSTWA - LABORATORIUM OBRÓBKA CIEPLNA STALI

OK Autrod 1070 (OK Autrod 18.01)*

WYKORZYSTANIE STALI W BUDOWNICTWIE INFRASTRUKTURALNYM

WPŁYW TEMPERATURY WYŻARZANIA NA WIELKOŚĆ ZIARNA

Transkrypt:

KONSTRUKCJE METALOWE - LABORATORIUM Produkcja i budowa stali

Produkcja stali ŻELAZO (Fe) - pierwiastek chemiczny, w stanie czystym miękki i plastyczny metal o niezbyt dużej wytrzymałości STAL - stop żelaza z węglem obrabialny plastycznie na zimno i gorąco do 2 % węgla Stal stosowana na konstrukcje budowlane zawiera 0.2 0.3% węgla Masowa produkcja stali polega na dwustopniowym przerobie rud żelaza i zmianie postaci z ciekłej na stałą: produkcja surówki w procesie wielkopiecowym, utlenianie surówki (świerzenie), odlewanie stali (zamiana stanu ciekłego na stały). 2

Proces wielkopiecowy Koks: dostarcza ciepło i redukuje tlenki. Stosowany jest koks, ponieważ węgiel pęcznieje i spieka się przy rozgrzewaniu. Topniki: dodatki pozwalające na usunięcie domieszek rud i skały płonnej pod postacią żużli. Rudy: magnetyt: Fe 3 O 4 - ok. 72 % Fe hematyt: Fe 2 O 3 - ok. 52-66 % Fe limonit: 2Fe 2 O 3 x 3H 2 O - ok. 53 % Fe syderyt: FeCO 3 - ok. 25 % Fe Przygotowanie wsadu: wzbogacanie, rozdrabnianie i prażenie składników 3

Trochę chemii... Reakcje wielkopiecowe: C + O 2 CO 2 CO 2 + C 2CO magnetyt: Fe 3 O 4 + CO 3FeO + CO 2 hematyt: Fe 2 O 3 + CO 2FeO + CO 2 i ostatecznie: FeO + CO Fe + CO 2 4

Surówka a stal Surówka - efekt pracy wielkiego pieca. Stop żelaza z węglem, ok. 93% żelaza, 3 4% węgla, reszta zawartości to inne pierwiastki (mangan, krzem, siarka, fosfor). Stal stop żelaza z węglem, gdzie zawartość węgla nie przekracza 2%, a innych pierwiastków jest śladowa ilość. Przeróbka surówki na stal polega na usunięciu nadmiaru węgla i usunięciu pierwiastków zanieczyszczających, nazywa się świerzeniem. 5

Świerzenie surówki A) Proces konwertorowy: Napełnianie Świerzenie Opróżnianie Ciekła surówka Tlen Konwertor zbiornik stalowy wyłożony wewnątrz wykładziną ogniotrwałą. Doprowadzenie tlenu (ew. powietrza) powoduje spalanie krzemu, manganu i węgla. Spalanie dokonuje się pośrednio, najpierw powstaje tlenek żelaza. 6

Świerzenie surówki B) Piec martenowski (metoda Simensa Martina): Gorący gaz palny Gorące powietrze Spalanie Spaliny Regeneratory Gaz palny Zimne powietrze Piec ogrzewany gazem. Stosuje się następujące metody świerzenia: surówka 75% + 25% rudy żelaza, surówka 25% + 75% złomu + ew. dodatek rudy żelaza. Proces ten w chwili obecnej nie jest stosowany do wytwarzania stali konstrukcyjnych. 7

Świerzenie surówki C) Piec elektryczny: Elektrody Łuk elektr. Ciepło uzyskuje się z energii łuku elektrycznego lub indukcyjnie. Brak jest spalin, nie ma strat ciepła stąd możliwość uzyskiwania wysokich temperatur (do 3500 C). Niezbędny do świerzenia tlen wprowadza się do wsadu poprzez rudy bogate w tlen (np. Fe 3 O 4 ). Możliwość uzyskania stali o bardzo małym stopniu zanieczyszczeń. 8

Proces ciągłego odlewania stali Kadź odlewnicza Kadź pośrednia Krystalizator Chłodzenie wtórne Rolki ciągnące i prostujące Nożyca gilotynowa Zalety: Duża wydajność i mechanizacja prac Dobra makrostruktura, minimalna segregacja strefowa Struktura stali drobnoziarnista w całym przekroju poprzecznym Małe odpady technologiczne Koszt stali odlewanej w ten sposób jest mniejszy, niż odlewanej w konwencjonalny sposób 9

Klasyfikacja stali PN-EN 10020:2003 Definicja i klasyfikacja gatunków stali Klasyfikacja wg składu chemicznego: Stale niestopowe (stara nazwa węglowe ) stop żelaza z węglem, o zawartości węgla mniejszej niż 2%. Zawartość innych pierwiastków nie przekracza niewielkich wartości granicznych, np. manganu 1,65%, aluminium 0,30%, krzemu 0,60%, chromu 0,30% itp. Stale stopowe stop żelaza z węglem o zawartości węgla mniejszej niż 2%. Zawierają także inne pierwiastki, dodawane celowo o zawartości przekraczającej wartości graniczne. Główne pierwiastki stopowe to mangan, miedź, wanad, molibden. Stale stopowe są zawsze stalami uspokojonymi. Dodatek pierwiastka stopowego może zmienia właściwości stali: wytrzymałość, odporność na korozję, właściwości technologiczne. 10

Budowa i struktura stali Schematyczny układ ziaren w metalu Rzeczywista struktura (powiększenie 400x) Stal jest ciałem polikrystalicznym (zbudowanym z dużej liczby kryształów), z których każdy pojedynczy kryształ ma własności anizotropowe. Poszczególne ziarna mają różną orientację przestrzenną poszczególne sieci zawiązują się wokół zarodka (zanieczyszczenie bądź domieszka) i rozbudowują się przestrzennie tworząc kryształy, aż do zetknięcia się z sąsiadem. 11

Układ żelazo-węgiel. Struktury stali Żelazo γ Żelazo α Ferryt roztwór stały węgla w żelazie α, o zawartości węgla do 0.025%, miękki i plastyczny. Austenit roztwór stały węgla w żelazie γ, występuje w zasadzie w podwyższonych temperaturach, bardzo plastyczny. Cementyt węglik żelaza Fe3C, bardzo twardy i kruchy, zawiera 6.67% C. Perlit mieszanina ferrytu i cementytu, zawierająca ok. 0.8%C. Zwykle ziarno perlitu składa się z ułożonych na przemian pasemek cementytu i ferrytu. 12

Obróbka cieplna stali Właściwości stali w sposób bardzo istotny można zmieniać (w kierunku pożądanym lub nie) przez obróbkę cieplną. Obróbka cieplna zmienia w stanie stałym strukturę stopów a tym samym ich właściwości mechaniczne, fizyczne i chemiczne. Temperatura [ C] wygrzewanie nagrzewanie chłodzenie t 1 t 2 t 3 Czas [s] Rodzaje obróbki cieplnej: Wyżarzanie: rekrystalizujące, odprężające. Hartowanie Odpuszczanie Przesycanie i starzenie 13