krystalizacja-W czasie krystalizacji zachodzą równocześnie 2 procesy, a to:
1) powstawanie trwałych zgrupowań atomów stanowiących zarodki krystaliczne,
2) rozrastanie się kryształów z istniejących zarodków,
Proces tworzenia się i wzrostu kryształu z cieczy przechłodzonej, roztworu przesyconego lub przesyconej pary (fazy gazowej).
Krystalizacja pierwotna-Przejście stanu ciekłego w stały.
Krystalizacja wtórna-Przemian budowy krystalicznej metali w stanie stałym.
Właściowści wytrzymałościowe- HB- twardość, A5-wydłużenie względne, KC- udarność , Rm- wytrzymałość na rozciąganie, Re- granica plastyczności.
Właścwości technologiczne-Odporność na korozję, odporność ma ścieranie, obrabialność, skrawalność, lejność.
Rs-granica sprężystości-największe naprężenie przy którym nie występują jeszcze odkształcenia trwałe;
Re-granica plastyczności największe naprężenie przy którym występuje znaczne odkształcenie trwałe (wyróżniamy górną Reh i dolną Rel;
Rm-granica wytrzymałości –maksymalne naprężenia podczas próby;
Rz-granica zerwania-odpowiada naprężeniu które spowodowało zerwanie próbki;
R0,05-umowna granica sprężystości-naprężeni odpowiadające sile wywołujące naprężenie w próbce wydłużenie trwałe wynoszące 0,05%;
R0,2-umowna granica plastyczności-naprężenie odpowiadające sile wywołującej w próbce odkształcenie trwałe 0,2%;
A-wydłużenie względne-stosunek przyrostu długości pomiarowej próbki po zerwaniu do długości pomiarowej początkowej;
Z-przewężenie względne-jest to stosunek ubytku pola powierzchni przekroju poprzecznego w miejscu zerwania do początkowego przekroju próbki
Etapy rekrystalizacji-Zdrowienie , poligonizacja, rekrystalizacja pierwotna , rozrost ziarn , rekrystalizacja wtórna.
Proces powstawania kryształów, polegający na formowaniu się nowych ziaren krystalicznych, lub powiększaniu ziaren już istniejących, w utworach geologicznych znajdujących się w stałym stanie skupienia. Zachodzi zwykle bez dopływu materii spoza ośrodka ulegającego rekrystalizacji. Najczęściej występuje wspólnie z procesami diagenezy i metamorfizmu.
Podział stali węglowych wg struktury.--Ze względu na strukturę po wolnym chłodzeniu stale węglowe można podzielić na trzy grupy: a)stale podeutektoidalne- zawierające do 0,8%C, zbudowane z ferrytu o perlitu
b)stale eutektoidalne- zawierające 0,8%C posiadające strukturę perlityczną
c)stale nadeutektoidalne- o zawartości 0,8-2%C zbudowane z perlitu i cementytu wtórnego.
Podział stali węglowych wg zawartości węgla.<0,25 % C niskowęglowe,0,25 – 0,6 % C średniowęglowe,> 0,6 % C wysokowęglowe
1) stale konstrukcyjne: a) zwykłej jakości ( ogólnego przeznaczenia, o określonym przeznaczeniu), b) wyższej jakości ( ogólnego przeznaczenia, o określonym przeznaczeniu), c) najwyższej jakości o określonym przeznaczeniu.
2) Stale narzędziowe: a) płytko hartujące, b) głęboko hartujące
3) Stale o szczególnych własnościach: a) magnetycznie miękkie, b) łatwo obrabialne mechanicznie.
bainit-Jest mieszaniną przesyconego węglem ferrytu i węgliku, jest twardszy niż martenzyt, ma mniejszą wytrzymałość ale również jest bardziej plastyczny. Struktura bainitu zależy od temp przemiany austenitu. Rozróżnia się bajnit górny i dolny, bainit górny powstał z przemiany w zakresie temp 550°-350°C,a struktura ma charakter pierwotny. Bainit dolny powstał z przemiany w temp 350°-250°C a struktura ma charakter iglasty. Twardość bajnitu górnego 45 HRC, a dolnego 55 HRC.
przemiana-bainitDla stali węglowych przemiana bainityczna zachodzi w temp. 550-200C . W tym zakresie temperatur szybkość dyfuzji węgla w austenicie jest bardzo mała , na skutek czego z austenitu powstają płytki ferrytu przesyconego węglem. Ponieważ jednak szybkość dyfuzji węgla w żelazie α jest znacznie większa niż w żelazie γ, z powstałych płytek ferrytu wydziela się cementyt . Im niższa temperatura przemiany , tym mniejsza jest szybkość dyfuzji węgla i wydzielenia cementytu są drobniejsze. Rozróżnia się bainit górny, powstały z przemiany austenitu w zak. Temp 550-350°C oraz bainit dolny powstały z przemiany austenitu w tepm. 350°-250°C. Twardość bainitu górnego 45 HRC , a dolnego 55 HRC.
martenzyt-Jest to przesycony roztwór stały węgla z żelazie α , jest struktura niestabilną, ma największą objętość właściwą z pośród wszystkich struktur. Zwiększanie się ilości martenzytu w miarę postępu przemiany zachodzi przetworzenie się rozwoju kryształów(igieł), a nie przez rozrost kryształów istniejących. Wielkość płytek martenzytu zależy od wielkości ziarna austenitu z którego powstają.
przemiana-achodzi po przechłodzeniu austenitu poniżej temp Ms. Poniżej tej temperatury dyfuzja węgla jest bardzo mała następuje więc tylko przebudowa sieci przestrzennej żelaza γ w żelazo α..Przemiana martenzytyczna rozpoczyna się natychmiast , bez okresu inkubacyjnego polega na powstawaniu coraz to nowych kryształów. Ilość martenzytu zwiększa się poprzez powstawanie nowych igieł , a nie rozrost już istniejących. Pierwsze płytki martenzytu biegną przez całe ziarna austenitu nie przekraczając jednak ich granic. Kolejne są do nich równoległe lub nachylone pod kątem 60° i 120° . Temperatura początku (Ms) i końca (Mf) przemiany zależy od składu chemicznego stali , a przede wszystkim od zawartości węgla.
Hartowanie-Polega na nagrzaniu stali do temp 30-50C powyżej AC3-AC1, wygrzaniu w tej temp, a następnie szybkim chłodzeniu w celu otrzymania struktury martenzytycznej lub bainitycznej. Ten zabieg zapewnia bardzo wysoką twardość stali
Rodzaje hartowania-Hartowanie powierzchniowe
- hartowanie płomieniowe
- hartowanie indukcyjne
- hartowanie kąpielowe
Odpuszczanie-stosuje się zawsze po hartowaniu, polega na nagrzaniu materiału uprzednio zahartowanego do temp zawsze powyżej AC1(727C) i chłodzeniu w celu zmiany struktury, właściwości stali zahartowanej i zmniejszenie naprężeń hartowniczych. Rozróżnia się:
a)odpuszczanie niskie (od 150-250C)
b)od250-500C srednie
c)odpuszczanie wysokie od 500-650C
PRZESYCENIE-jest to nagrzanie stali do temp przy której wydzielony składnik przechodzi roztworu bez przemiany alotropowej, a więc do temp nieco powyżej krzywej zmiennej rozpuszczalności w stanie stałym, wygrzanie przy tej temp a następnie ochłodzenie w celu zatrzymania rozpuszczonego składnika w roztworze przesyconym
STARZENIE-jest zabiegiem stosowanym po przesyceniu szczególnie w przypadku stopów metali nie żelaznych. Polega na nagrzaniu uprzednio przesyconego stopu do temp przy której zachodzi wydzielenie się składnika przesycającego w odpowiednim stopniu dyspersji, wygrzaniu przy tej temp, a następnie chłodzeniu. Ten zabieg ma na celu zwiększenie twardości, polepszenia własności wytrzymałościowych, wyróżniamy starzeni sztuczne(krótki okres czasu w wysokiej temp), naturalne(bardzo długi okres w temp otoczenia)
hartownosc-Jest to zdolność struktury do tworzenia struktury martenzytycznej ponieważ określa przydatność stali do obróbki cieplnej. Zależy od sladu chemicznego, wielkosci ziarna austenitu,jednorodnosci audtenitu,zawrtosc wtracen niematlicznych, węglików, zanieczyszczeń
Żaroodporność, odporność materiału na utlenianie i korozyjne działanie gazów oraz zmiany kształtu w wysokich (ponad 800 K) temperaturach. Stale żaroodporne o wysokiej (do 25%) zawartości chromu posiadają graniczną temperaturę pracy rzędu 1100-1450 K, dzięki czemu mogą być wykorzystywane m.in. do wyrobu tygli do pieców solnych oraz dyszy i łopatek turbin silników odrzutowych. Powłoką żaroodporną jest także warstwa Al2O3.
zarowytrzymalosc-Odporność materiałów na obniżanie wytrzymałości mechanicznej (np. na rozciąganie, zginanie itp.) w wysokiej temperaturze. Wzrost żarowytrzymałości zapewniają zazwyczaj te same czynniki, które powodują wzrost żaroodporności. Ponadto na wzrost żarowytrzymałości ma wpływ struktura drobnoziarnista otrzymywana przez odpowiednią obróbkę cieplną.
ferryt – międzywęzłowy roztwór graniczny węgla w żelazie a. Powstaje podczas krystalizacji (odmiana wysokotemperaturowa) lub podczas przemiany w stanie stałym z austenitu. Max rozpuszczalność C w temp. otoczenia 0,008%, a w temp. eutektoidalnej 0,02%. Jest fazą plastyczną o małej wytrzymałości mechanicznej i twardości, do temp. 768 o.
austenit – międzywęzłowy roztwór graniczny w żelazie g. Powstaje podczas krystalizacji lub w wyniku przemiany ferrytu. Max rozpuszczalność C w temp. eutektycznej wynosi około 2%, min w temp. eutektoidalnej 0,8%. Jest fazą paramagnetyczną, o dobrych właściwościach plastycznych. Występuje w zakresie temp. od przemiany perytektycznej do przemiany eutektoidalnej.
ledeburyt – mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu powstała z roztworu zawierającego 4,3% C. Poniżej temp. eutektoidalnej austenit występujący w ledeburycie przemienia się w perlit, tworząc ledeburyt przemieniony, który jest twardym i kruchym składnikiem.
perlit – mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu utworzona z austenitu o zawartości 0,8%C. Dobre właściwości wytrzymałościowe, niska plastyczność.
cementyt – węglik żelaza Fe3C, może tworzyć się w wyniku krystalizacji z cieczy (cementyt pierwotny), wydzielać się z austenitu wzdłuż linii ES (cementyt wtórny), i z ferrytu wzdłuż linii PQ (cementyt trzeciorzędowy). Wydzielanie się cementytu z roztworów stałych austenitu i ferrytu związane jest ze zmniejszeniem rozpuszczalności węgla w żelazie wraz z obniżaniem temp.
Stop – jest to tworzywo metaliczne otrzymywane poprzez stopienie 2 lub więcej metali lub metali z niemetalem. Składa się z metalu stanowiącego osnowę do którego wprowadzono pierwiastki stopowe.\
Faza- jest to jednorodna pod względem chemicznym i krystalicznym część układu oddzielona od innych faz powierzchnią podziału, po przekroczeniu której własności fizyczne zmieniają się skokowo
Likwidus – jest to krzywa łącząca punkty odpowiadające początku procesu krystalizacji
Solidus – jest to krzywa łącząca punkty odpowiadające końcom procesu krystalizacji
Eutektyka – jest to drobna ziarnista mieszanina kryształów różnych metali wydzielająca się z ciekłego roztworu o określonym składzie chemicznym w stałej temperaturze
wito23