Nauka o materiałach - Strona główna WML · PB240 (PN-ISO 6935-1:1998i /Ak:1998), na pręty...
-
Upload
vuongquynh -
Category
Documents
-
view
240 -
download
7
Transcript of Nauka o materiałach - Strona główna WML · PB240 (PN-ISO 6935-1:1998i /Ak:1998), na pręty...
Ogólna klasyfikacja stali
Temat 5
Nauka o materiałach
PRZYKŁADOWE KRYTERIA
KLASYFIKACJI STALI
Kryterium podziału Przykładowe rodzaje
i grupy stali
Skład chemiczny Niestopowa (węglowa), stopowa
Podstawowe zastosowanie Konstrukcyjna, narzędziowa, o
szczególnych własnościach
Jakość (m.in. stężenie S i P) Jakościowa, specjalna
Sposób wytwarzania Martenowska, elektryczna, konwertorowa i
inne
Sposób odtleniania Uspokojona, półuspokojona, nieuspokojona
Rodzaj produktów Blachy, pręty, druty, rury, odkuwki, itp.
Postać Lana, kuta, walcowana na gorąco,
walcowana na zimno, ciągniona
Stan kwalifikacyjny Surowy, wyżarzony normalizująco,
ulepszony cieplnie i inne
najw
ażnie
jsze
Systemy klasyfikacji
W związku z procesem dostosowywania polskich norm do systemu europejskiego (PN-EN), w Polsce obowiązują równocześnie nowe i stare zasady podziału stali (np. podane w normach PN oraz PN-ISO). Należy liczyć się z tym, że dotychczas obowiązujące oznaczenia niektórych stali według norm PN zostaną w najbliższym czasie całkowicie wycofane wraz z konsekwentnym wprowadzaniem systemu norm europejskich PN-EN
STARY obligatoryjny do 2004r. Oparty o normy PN oraz BN
NOWY dobrowolny stosowany w Polsce od 2004 r. (UE-1992) Oparty o normę PN-EN 10020:2002U.
Klasyfikacja stali
Klasyfikacja generalnie oparta na składzie chemicznym ale z bardzo wieloma wyjątkami nawarstwionymi od lat
zastosowania-Grupa 1 składu chemicznego-Grupa 2
System znakowy (znak stali określony wg)
System cyfrowy (numer stali)
RELACJE
STARY SYSTEM KLASYFIKACJI STALI WG PN I BN DO 2004 R.
STALE STOPOWE STALE WĘGLOWE
STALE
Zwykłej jakości np. St3S
Do normalizowania i ulepszania
cieplnego np.: 20, 45, 50G
Narzędziowe np. N7, N10E
Do ulepszania cieplnego np. 40H
Do wyrobów wysoko obciążonych np. 30HN2MFA
Do nawęglania np. 15HM
Do azotowania np. 38HMJ
Sprężynowe np. 60S2
Automatowe np. A35
Łożyskowe np. ŁH15
Odporne na korozję np. 0H13, H18N9
Narzędziowe np. NC6, WCL, SW18
Niskostopowe o podwyższonej wytrzymałości. np. 18G2
Maraging np. 18Ni2400
Specjalne np. elektrotechniczne
Stale o specjalnym przeznaczeniu
oznaczane wg norm branżowych stosowane
•W kolejnictwie, P60 , 200
•W budownictwie, RB500W
•Na rurociągi, R45
•W motoryzacji, 08
•Na zbiorniki ciśnieniowe, K18
•Na drut patentowany D80
•Inne
System oznaczeń branżowych
STARY SYSTEM KLASYFIKACJI STALI
WG PN I BN DO 2004 R.
STALE WĘGLOWE
Zwykłej jakości np. St3S
Do normalizowania i ulepszania
cieplnego np.: 20, 45, 50G
Narzędziowe np. N7, N10E
St …………numer:0,3,4,5,6,7………ozn dodatkowe
zaw %Cx100……………….dodatkowe np. Mn-G
N………………… zaw %Cx10…dodatkowe …….E
D…………… Zaw %Cx100
O specjalnym przeznaczeniu z
norm branżowych stosowane
•W kolejnictwie, P60 , 200
•W budownictwie, RB500W
•Na rurociągi, R45
•Na zbiorniki ciśnieniowe, K18
•Na drut patentowany D80
•Inne
Stary system klasyfikacji stali wg PN i BN do 2004 r.
STALE STOPOWE
Do nawęglania np. 15HM
Do azotowania np. 38HMJ
Do ulepszania cieplnego np. 40H
Do wyrobów wysoko obciążonych np. 30HN2MFA
Sprężynowe np. 60S2
Niskostopowe o podwyż. wytrzym. np. 18G2
Automatowe np. A35
Łożyskowe np. ŁH15
Odporne na korozję:
Narzędziowe:
Maraging np. 18Ni2400
Specjalne np. elektrotechniczne
•Ferrytyczne np. 0H13
•Martenzytyczne np. 3H13
•Austenityczne np. H18N9T
•Dwufazowe np. H22N5M3
•Żaroodporne np. H13JS
•Żarowytrzymałe (zaworowe) np. H10S2M
•Do pracy na zimno np. NC6
•Do pracy na gorąco np. WCL
•Szybkotnące np. SW18
G — mangan, S — krzem, H — chrom, N — nikiel, M — molibden, T - tytan, F - wanad J — aluminium Nb - niob B -bor
Liczby występujące za literami oznaczają zaokrąglone do liczby całkowitej średnie zawartości składnika w stali w przypadku, gdy jego średnia zawartość przekracza 1,5%
Zaw %C x 100 ……dod stop……. ……….% …………dodatkowe………A
Zaw. %C x 10…H(Cr)…..%...dod stop………%
W………….symbol dod stop
N………….symbol dod stop
SW………….%W
ŁH………… zaw %Cr x 10
?
Stale o wyższych wymaganiach co do składu chemicznego (np. co do zawartości fosforu i siarki) oznacza się na końcu znaku literą A.
A………… zaw %C x 100
SYSTEM CYFROWY WG PN-EN 10027-2: 1994
Grupy stali ustalono według składu chemicznego, własności mechanicznych, fizycznych i technologicznych oraz według zastosowania. Na przykład: stale niestopowe jakościowe mają numery grup 01 do 07 i 91 do 97, stale niestopowe specjalne – 10 do 18, stale stopowe odporne na korozję i żaroodporne – 40 do 49, stale stopowe konstrukcyjne, maszynowe i na zbiorniki ciśnieniowe – 50 do 89.
1.8523 stal do azotowania, 1,4462 stal nierdzewna typu DUPLEX
SYSTEM ZNAKOWY WG PN-EN 10027-1: 1994
DWIE GRUPY KLASYFIKACYJNE
Grupa 1 Klasyfikacja wg zastosowania oraz właściwości
Grupa 2 Klasyfikacja wg składu chemicznego
Symbol główny (literowy)
Symbol dodatkowy Dla gatunków stali (cyfrowy)
Symbol dodatkowy Dla wyrobów stalowych
GRUPA 1: SYMBOLE GŁÓWNE I DODATKOWE
Stale lub produkty ze stali Symbol Składniki symbolu dodatkowego znaku stali Np.
Stale konstrukcyjne S liczba odp. min. granicy plastyczności w MPa S235
Stale maszynowe E liczba odp. min. granicy plastyczności w MPa E295
Stale na urządzenia ciśnieniowe P liczba odp. min. granicy plastyczności w MPa P460
Stale na rury przewodowe L liczba odp. min. granicy plastyczności w MPa L360
Stale do zbrojenia betonu B liczba odp. min. granicy plastyczności w MPa B500
Stale do betonu sprężonego Y liczba odp. min. wytrzymałości na rozciąganie w MPa Y1770
Stale na szyny lub w postaci szyn R liczba odp. min. wytrzymałości na rozciąganie w MPa R0900
Produkty płaskie walcowane na zimno o
podwyższonej wytrzym. do
kształtowania na zimno
H
HT
liczba odp. min. granicy plastyczności w MPa
Lub HT i liczba odp. min. wytrzymałości na rozciąganie w MPa
H420
Produkty płaskie ze stali miękkich
przeznaczonych do kształtowania na
zimno (za wyjątkiem ozn. H)
DC
DD
DX
DC dla produktów walcowanych na zimno ... lub
DD dla produktów walcowanych na gorąco ... lub
DX dla produktów bez wymaganego sposobu walcowania ...
... i dwa symbole cyfrowe lub literowe charakteryzujące stal (np. DC03)
DC03
Produkty (blacha i taśma)
walcowni blachy ocynowanej
TH
T
liczba odp. twardości HR30Tm dla produktów o jednokrotnie redukowanej grubości lub
T i liczba odp. granicy plastyczności w MPa dla produktów o dwukrotnie redukowanej
grubości (np. TH52, T660)
TH52
T660
Stale elektrotechniczne M liczba odpowiadająca 100–krotnej maksymalnej stratności w W/kg, kreska, liczba
odpowiadająca 100–krotnej grubości produktu w mm oraz litera (A, D, E, N, S lub P)
oznaczająca rodzaj blachy lub taśmy
M430-50D
PRZYKŁADY SYMBOLI OZNACZAJĄCYCH STAN
OBRÓBKI CIEPLNEJ.
Typowe obróbki
GRUPA 2: SYMBOLE GŁÓWNE I DODATKOWE
Grupa stali Symbol Symbol dodatkowy znaku stali Np.
Stale niestopowe (bez
automatowych) o średnim stężeniu
Mn <1%
C liczba oznaczająca średnie stężenie węgla w stali w
setnych częściach % C45
C120
Stale niestopowe o średnim
stężeniu Mn ≥1%, stale
niestopowe automatowe i stale
stopowe (bez szybkotnących) o
stężeniu każdego pierwiastka
stopowego <5%
% C
x100
symbole chemiczne pierwiastków stopowych i na końcu
liczby (rozdzielone kreskami), podające średnie stężenie
głównych pierwiastków stopowych (w %) pomnożone
przez odpowiedni współczynnik z tabeli poniżej:
18NiCr5–4
51CrV4
40CrMnNiMo8-6-4
Stale stopowe (bez
szybkotnących)
o stężeniu przynajmniej jednego
pierwiastka stopowego >5%
X liczba oznaczająca średnie stężenie węgla w stali w
setnych częściach %, symbole chemiczne pierwiastków
stopowych i na końcu liczby (rozdzielone kreskami),
podające średnie stężenie głównych pierwiastków
stopowych w %
X2CrNi18–9
X8CrNiMoAl15–7–2
Stale szybkotnące HS HS i liczby (rozdzielone kreskami), podające średnie
stężenie (w %) pierwiastków w kolejności: W, Mo, V, Co HS2–9–1–8
Pierwiastek Współczynnik
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4
Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr 10
Ce, N, P, S 100
B 1000
W przypadku staliwa przed znakiem gatunku stawia się
literę G
STALE WĘGLOWE
Odpowiedniki w grupie stali węglowych
Stale niestopowe węglowe do obróbki plastycznej
O specjalnym przeznaczeniu: w kolejnictwie, w budownictwie, na zbiorniki ciśnieniowe na opakowania spożywcze na drut np. D35, D90 inne
STALE NIESTOPOWE JAKOŚCIOWE I SPECJALNE
Stale niestopowe
Oznaczenie europejskie PN-EN 10027-1:1994 Stosowane dobrowolnie
Oznaczenie krajowe PN do 2004 roku obligatoryjne
Konstrukcyjne Maszynowe Na urządzenia ciśnieniowe
STALE WĘGLOWE
Zwykłej jakości np.: St3S
Narzędziowe np.: N7, N12E
Do normalizowania i ulepszania cieplnego np.: 10, 20, 45, 50G
Stale niestopowe narzędziowe
KLASY JAKOŚCI STALI NIESTOPOWYCH
Stale niestopowe specjalne spełniają jeden lub więcej z podanych warunków: wymagana praca łamania (udarność) w stanie ulepszonym cieplnie, wymagana głębokość utwardzenia powierzchniowego lub twardość powierzchni po hartowaniu, niski udział wtrąceń niemetalicznych, maksymalne stężenie fosforu i siarki ≤0,020% dla analizy wytopowej i ≤0,025% dla analizy kontrolnej, minimalna praca łamania w –50°C: KV ≥27 J określona na próbkach wzdłużnych lub ≥16 J – na próbkach poprzecznych, przewodność elektryczna właściwa >9 S⋅m/mm2.
STALE NIESTOPOWE
STALE JAKOŚCIOWE STALE SPECJALNE
Stale jakościowe są to stale zwykle określone wymaganiami dotyczącymi tylko niektórych własności (np. ciągliwości, podatności na obróbkę plastyczną, wielkość ziarna). Do stali niestopowych jakościowych zaliczane są wszystkie stale niestopowe, niezaliczone do stali specjalnych
Wymagania stawiane stali konstrukcyjnej
Większość stali niestopowych to stale konstrukcyjne
Oznaczenie w tej grupie stali ma w zdecydowany sposób ułatwić autorowi dokumentacji technicznej (KONSTRUKTOROWI) dobór materiału. Dlatego oznaczenie zawiera minimalną granicę plastyczności do porównania z wyliczoną wielkością naprężenia zredukowanego. Najczęściej normy tej grupy stali nie zawierają wskazówek technologicznych wykonania stali oraz dokładnego składu chemicznego
STALE WĘGLOWE WG PN
STALE NIESTOPOWE JAKOŚCIOWE
PORÓWNANIE GAT. STALI WĘGLOWYCH I
NIESTOPOWYCH
Porównanie gat. stali węglowych i niestopowych
PN-88/H-84020 PN-EN10025:2002
St0 S185
St3
St3W
S235JR
S235J2G3
St4
St4W
S275JR
S275J2G3
MSt5 E295
MSt6 E335
MSt7 S355J0
E360
Pręt budowlany gładki- St0-S185 Gwóźdź- St3-S235JR Dwuteownik – St4-S275JR Duży wkręt do drewna St4W-S275JR
Niektóre odpowiedniki
Typowe zastosowania
Stan znormalizowany
EKSPONATY ZE STALI ZWYKŁEJ JAKOŚCI
Pręt budowlany gładki- St0-S185 Dwuteownik – St4-S275JR Gwóźdź- St3-S235JR Duży wkręt do drewna St4W-S275JR
Normalizacja
Do normalizowania i ulepszania cieplnego
Do normalizowania i ulepszania cieplnego
Dodatkowa litera E oznacza stal z wymaganym maksymalnym stężeniem siarki, Natomiast litera R – stal z wymaganym zakresem stężenia siarki (dodawanej w celu zwiększenia skrawalności stali).
PN-93/H-84019 PN-EN10277-2:2002
20 C22
20G DC05
30 C30
35 C35
40 C40
45 C45
50 C50
55 C55
60 C60
Niektóre odpowiedniki
Koło zębate małe 20-C22 Nawęglanie Pudełko magazynka 45-C45 Sferoidyzacja Kłódka (spinka) 55-C55 Hartowanie Śruba atestowana 50-C50 Hartowanie i odpuszczanie Łuska stalowa 20G-DC05 Rekrystalizacja
Typowe zastosowania
EKSPONATY ZE STALI WĘGLOWEJ WYŻSZEJ JAKOŚCI
Śruba atestowana 50-C50 Hartowanie i odpuszczanie Kłódka (spinka) 55- C55 Hartowanie Pudełko magazynka 45-C45 Sferoidyzacja Łuska stalowa 20G-DC05 Rekrystalizacja Koło zębate małe 20-C22 Nawęglanie
Stale narzędziowe węglowe
Stale niestopowe specjalne narzędziowe
PN-84/H-85020 PN-EN4957:2004
N7 C70
N8 C80
N9 C90
N10 C105
N12 C120
Dłuto stolarskie N8-C80 Nożyce krawieckie N10-C105 Obcęgi N10-C105 Wiertło do drewna N12-C120
Niektóre odpowiedniki
Typowe zastosowania
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
EKSPONATY ZE STALI NARZĘDZIOWEJ WĘGLOWEL
Dłuto stolarskie N8-C80 Nożyce krawieckie N10-C105 Obcęgi N10-C105 Wiertło do drewna N12-C120
Stan ulepszony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Pozostałe stale niestopowe PN
Wśród stali niestopowych, poza opisanymi w poprzednich punktach, można ponadto wyodrębnić inne grupy stali o określonym przeznaczeniu. Skład chemiczny, własności oraz zastosowanie tych stali są określone szczegółowymi normami a szczególnie stale: na druty patentowane ogólnego przeznaczenia, np. D35, D55, D80 (PN-91/H-84028), na druty do zbrojenia kabli ziemnych (PN-EN 10257-1:2002) lub morskich(PN-EN 10257-2:2002U), na rury ogólnego przeznaczenia, np. R35, R45 (PN-89/H-84023/07), do produkcji sprężyn z taśm, np. C55S, C85S, C100S (PN-EN 10132-4:2002U) lub z drutów, np. DS55, DS95G (PN-91/H-84028), na łańcuchy techniczne i okrętowe, np. St1Z, St1E (PN-89/H-84023/08, PN-84/H-93027), do zbrojenia betonu: na pręty gładkie, np. PB240 (PN-ISO 6935-1:1998i /Ak:1998), na pręty żebrowane, np. RB500W (PN-ISO 6935-2:1998 i /Ak:1998), do budowy mostów, np. St3M (PN-89/H-84023/04), stosowane w górnictwie, np. 34GJ, stosowane na obudowy górnicze i przenośniki zgrzebłowe (PN-89/H-84023/04), stosowane w kolejnictwie, np. P35, P55G, P60, St42P, St72P, St90PA, stosowane m.in. do produkcji i naprawy pojazdów szynowych oraz na szyny i akcesoria nawierzchni kolejowej (PN-84/H-84027), na rury kotłowe, np. K10, K18, stosowane do budowy kotłów, rurociągów parowych i wodnych (PN-75/H-84024).
Stale na drut, sprężyny i liny ciągnione na zimno
Stal niestopowa przeznaczona na walcówkę do produkcji drutu wg PN-
91/H-84028
Gatunek stali
wg PN
Odpowiedniki lub
zbliżone gatunki wg EN
Nr materiałowy i
odpowiedniki lub zbliżone
gatunki wg DIN
D35 C38D 1.0516 C38D
D40/A C42D 1.0541 C42D
D45/A C48D 1.0517 C48D
D50/A C50D 1.0586 C50D
D55/A C56D 1.0518 C56D
D58 C58D 1.0609 C58D
D60 C60D 1.0610 C60D
D63 C62D 1.0611 C62D
D65 C66D 1.0612 C66D
D68 C68D 1.0613 C68D
D70 C70D 1.0615 C70D
D73 C72D 1.0617 C72D
D75 C76D 1.0614 C76D
D78 C78D 1.0620 C78D
D80 C80D 1.0622 C80D
D83 C82D 1.0626 C82D
D85 C86D 1.0616 C86D
D85A C86D2 1.1265 C86D2
D88A C88D2 1.1272 C88D2
D90A - -
D95A - -
Spinacz biurowy D35-C35 Sprężynka do długopisu D50-C50 Drut na siatkę ogrodzeniową D60-C60 Zgniot na zimno i rekrystalizacja Linka stalowa D88-C88 Patentowanie Szprycha rowerowa D80-C80 Patentowanie
Niektóre odpowiedniki
Typowe zastosowania
EKSPONATY ZE STALI SPRĘŻYNOWEJ WĘGLOWEJ
Spinacz biurowy D35-C35 Sprężynka do długopisu D50-C50 Drut na siatkę ogrodzeniową D60-C60 Zgniot na zimno i rekrystalizacja Linka stalowa D88-C88 Patentowanie Szprycha rowerowa D80-C80 Patentowanie
Skład chemiczny i własności niestopowych stali spawalnych
drobnoziarnistych Stale niestopowe konstrukcyjne spawalne drobnoziarniste, spełniają wyższe wymagania niż stale konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia. Dostarczane są w postaci produktów długich i płaskich, walcowanych na gorąco, wyżarzonych normalizująco lub po walcowaniu regulowanym (termomechanicznym). Normy PN-EN 10210-1:2000 i PN-EN 10219-1:2000 zawierają wymagania dla stali dostarczanych w postaci kształtowników zamkniętych. Stale spawalne drobnoziarniste są stosowane na elementy konstrukcji spawanych bardzo obciążonych, np. mosty, zbiorniki, eksploatowane w temperaturze pokojowej i obniżonej.
Profil walcowany zamknięty- St4W-S355
Typowe zastosowania Stan znormalizowany
Stale mikrostopowe
Pozostałe stale niestopowe specjalne
Zbiornik ciśnieniowy – butla 20-P355NB
Typowe zastosowania Stan znormalizowany
Orientacyjny skład chemiczny i własności stali na spawane butle gazowe
Skład chemiczny i własności stali stopowych walcowanych
termomechanicznie i przeznaczonych do obróbki plastycznej na zimno
Zawias meblowy 10-H260 Blacha ocynkowana 10-T360 Łącznik stalowy konstrukcji drewnianej 10- T460 Rura hydrauliczna R45-L275 Pręt budowlany żebrowany RB500W-B500
BUDOWNICTWO
Typowe zastosowania
Stan znormalizowany
EKSPONATY ZE STALI DROBNOZIARNISTYCH
Profil walcowany zamknięty- St4W-S355
Zbiornik ciśnieniowy – butla 20-P355NB
Zawias meblowy 10-H260 Blacha ocynkowana 10-T360 Łącznik stalowy konstrukcji drewnianej 10- T460 Rura hydrauliczna R45-L275 Pręt budowlany żebrowany RB500W-B500
Stan znormalizowany
Pozostałe stale niestopowe
Puszka do konserw 15X-DD11 Puszka po piwie 08-DC04
Opakowania spożywcze
Typowe zastosowania
Profil do płyt gipsowo-kartonowych 08-DX51
Stan zrekrystalizowany
EKSPONATY ZE STALI DO PRZERÓBKI PLASTYCZNEJ (MIĘKKIE)
Profil do płyt gipsowo-kartonowych 08-DX51
Puszka do konserw 15X-DD11 Puszka po piwie 08-DC04 Stan
zrekrystalizowany
STALE STOPOWE KONSTRUKCYJNE
Stale stopowe do obróbki plastycznej na zimno Stale niskostopowe na urządzenia ciśnieniowe spawalne z mikrododatkami Stale maszynowe z mikrododatkami Stale stopowe do ulepszania cieplnego Stale stopowe sprężynowe Stale stopowe maszynowe do nawęglania Stale stopowe do azotowania
Łożyskowe
Niskostopowe o podwyższonej wytrzymałości np. 18G2 Do ulepszania cieplnego np. 40H Sprężynowe np. 60S2 Do nawęglania np. 15HM Do azotowania np. 38HMJ
Oznaczenie krajowe PN do 2004 roku
Oznaczenie europejskie PN-EN 10027-1:1994
Łożyskowe np. ŁH15
Stale automatowe Stale automatowe np.: A11, A35
Odpowiedniki w grupie stali stopowych
STALE STOPOWE JAKŚCIOWE I O SPECJALNYCH WŁAŚCIWOŚCIACH STALE STOPOWE
Oznaczenie europejskie PN-EN 10027-1:1994
Stale stopowe do ulepszania cieplnego
Stale stopowe do ulepszania cieplnego
Stale stopowe do ulepszania cieplnego
Orientacyjny skład chemiczny i własności stali konstrukcyjnych o
podwyższonej wytrzymałości w stanie ulepszonym cieplnie
PN-89/H-84030 PN-EN10277-5:2003
25HM 25CrMo4
30G2 28Mn6
30H 34Cr4
35HM 34CrMo4
35HNM 34CrNiMo6
35H 37Cr4
40H 41Cr4
40HM 42CrMo4
50HF 51CrV4
30HN2MFA 30NiCrMoV8-4-3-2
40H2MF 40CrMoV8
Wałek napędowy szlifierki kątowej 40H-41Cr4 Lufa30H2NM-30CrNiMo-8 Skorupa pocisku 35HGS -37CrSi4 Klucz oczkowy 40H2MF – 40CrMoV8
Niektóre odpowiedniki
Typowe zastosowania
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Lufa30H2NM-30CrNiMo-8 Klucz oczkowy 40H2MF – 40CrMoV8 Wałek napędowy szlifierki kątowej 40H-41Cr4 Skorupa pocisku 35HGS -37CrSi4
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale stopowe sprężynowe
Stale stopowe sprężynowe
Sprężyna zawieszenia samochodu 60S2-56Si7 Niektóre odpowiedniki
Typowe zastosowania
PN-74/H-84032 PN-EN10277-2:2002
50S2 48Si7
60S2 56Si7
50HF 51CrV4
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Sprężyna zawieszenia samochodu 60S2-56Si7
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale łożyskowe
Łożysko toczne ŁH15-100Cr6
Niektóre odpowiedniki Typowe zastosowania
PN-74/H-84041 PN-EN10277-2:2002
ŁH15 100Cr6
ŁH15SG 100CrMnSi6-4 Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Łożysko toczne ŁH15-100Cr6
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale stopowe do azotowania
Stale stopowe do nawęglania
Koło zębate duże 18H2N2-18NiCr5-4
Niektóre odpowiedniki
Typowe zastosowania
Stan obrobiony cieplnie: nawęglanie hartowanie i odpuszczanie
PN-89/H-84030 PN-EN10277-2:2002
15H 17Cr4
15HN 17CrNi6-6
20HG 20MnCr5
20HNM 20NiCrMo2-2
18H2N2 18NiCr5-4
12HN3A 14CrNiMo13-4
Stan obrobiony cieplnie: nawęglanie hartowanie i odpuszczanie
Koło zębate duże 18H2N2-18NiCr5-4
Automatowe
Śruba z nakrętką A10- 10S20 normalizacja Korpus świecy A35-36SMn14 ulepsz. cieplne
Typowe zastosowania
PN-73/H-84026 PN-EN10277-2:2002
A10X 10S20
A11 10S20
A35 35S20
A35G2 36SMn14
A45 46S20
Niektóre odpowiedniki
Śruba z nakrętką A10- 10S20 normalizacja Korpus świecy A35-36SMn14 ulepsz. cieplne
Stale narzędziowe do pracy na zimno
PN-86/H-85023 PN-EN10277-2:2002
NC4 102Cr6
NC11 X210Cr12
NZ3 55WCrV8
Niektóre odpowiedniki
Uchwyt wiertarski NC4-102Cr6 Frez NC11-X210Cr12
Typowe zastosowania
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Uchwyt wiertarski NC4-102Cr6 Frez NC11-X210Cr12
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale narzędziowe do pracy na zimno
Stale narzędziowe do pracy na gorąco
PN-86/H-85021 PN-EN10277-2:2002
WNL 55NiCrMoV7
WCL X37CrMoV5-1
WWV X30WCrV9-3
WWS1 X3OWCrV5-3
WCLV X40CrMoV5-1-1
Niektóre odpowiedniki
Matryca do prasowania WCL-X37CrMoV5-1
Typowe zastosowania
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Matryca do prasowania WCL-X37CrMoV5-1
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale narzędziowe do pracy na gorąco
Stale szybkotnące
PN-86/H-85022 PN-EN10277-2:2002
SW18 HS 18-0-1
SW7M HS 6-5-2
SK5M HS 6-5-2-5
SK8M HS 2-9-1-8
SK10V HS 10-4-3-10
Niektóre odpowiedniki
Wiertło do luf duża głębokość i średnica wiercenia SW18-HS18-0-1
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Typowe zastosowania
Wiertło do luf duża głębokość i średnica wiercenia SW18-HS18-0-1
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale szybkotnące
STALE STOPOWE SPECJALNE
Maraging
Odporne na korozję: Ferrytyczne np. 0H13 Martenzytyczne np. 3H13 Austenityczne np. H18N9T Dwufazowe np. H22N5M3
Stale konstrukcyjne trudno rdzewiejące Stale do pracy w podwyższonej temperaturze Stale żaroodporne i żarowytrzymałe Stale zaworowe Stale odporne na korozję ferrytyczne martenzytyczne, austenityczne i DUPLEX
O SPECJALNYCH WŁAŚCIWOŚCIACH
Stale wysokowytrzymałe „maraging”
Wpływ Cr na potencjał elektrochemiczny stali
Stale odporne na korozję
Stale odporne na korozję: ferrytyczne
Stale odporne na korozję; martenzytyczne
Stale odporne na korozję austenityczne
Łyżeczka mała 0H13-X6Cr13 Widelec 0H13-XCr13 Garnek 1H18N9T-X6CrNiTi18-10 Bęben pralki 1H18N9T-X6CrNiTi18-10
PN-71/H-86020 PN-EN10088-2005
0H13 X6Cr13
1H13 X10Cr13
3H13 X30Cr13
H17 X6Cr17
2H17N2 X17CrNi 16-2
0H18N9 X2CrNi18-9
1H18N9T X6CrNiTi18-10
0H17N4G8 X2CrMnNi17-7-5
Typowe zastosowania
Niektóre odpowiedniki
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Nóż stołowy 3H13-X30Cr13 Końcówka robocza miksera 3H13-X30Cr13
Stan znormalizowany i rekrystalizacja
Łyżeczka mała 0H13-X6Cr13 Widelec 0H13-XCr13 Garnek 1H18N9T-X6CrNiTi18-10 Bęben pralki 1H18N9T-X6CrNiTi18-10
Stan znormalizowany i rekrystalizacja
Nóż stołowy 3H13-X30Cr13 Końcówka robocza miksera 3H13-X30Cr13
Stan obrobiony cieplnie: hartowanie i odpuszczanie
Stale duplex
Wirnik blendera X3CrNiMoN22-5-3-H22Ni5Mo3
Typowe zastosowania
Stan przesycony i starzony
Brak odpowiedników w PN
Wirnik blendera X3CrNiMoN22-5-3-H22Ni5Mo3
Stan przesycony i starzony
Def. żaroodporność i żarowytrzymałość
ŻAROODPORNOŚĆ TO ODPORNOŚĆ STOPU NA DZIAŁANIE CZYNNIKÓW CHEMICZNYCH, GŁÓWNIE POWIETRZA ORAZ SPALIN I ICH AGRESYWNYCH SKŁADNIKÓW W TEMPERATURZE WYŻSZEJ NIŻ 550°C. Żaroodporność jest ściśle związana ze skłonnością stali do tworzenia zgorzeliny Zgorzelina powinna stanowić ciągłą warstwę, dokładnie przylegającą do metalicznego rdzenia, co utrudnia dyfuzję utleniacza i jonów metalu. Wymagania te spełniają niskowęglowe stale o jednofazowej strukturze ferrytu lub austenitu, o dużym stężeniu chromu i niklu oraz dodatkowo krzemu i aluminium.
ŻAROWYTRZYMAŁOŚCIĄ JEST NAZYWANA ODPORNOŚĆ STOPU NA ODKSZTAŁCENIA, Z CZYM WIĄŻE SIĘ ZDOLNOŚĆ DO WYTRZYMYWANIA OBCIĄŻEŃ MECHANICZNYCH W WYSOKIEJ TEMPERATURZE – POWYŻEJ 550°C. ŻAROWYTRZYMAŁOŚĆ W TEMPERATURZE WYŻSZEJ OD 550°C JEST UZALEŻNIONA GŁÓWNIE OD ODPORNOŚCI NA PEŁZANIE Dużą żarowytrzymałość wykazują więc stale o strukturze austenitycznej – ze względu na mniejsze współczynniki dyfuzji niż w ferrycie o znacznej wielkości ziaren i z dyspersyjnymi wydzieleniami faz, głównie na granicach ziaren.
Czasowa wytrzymałość na pełzanie Rz/1000/t różnych metali i stopów żarowytrzymałych w zależności od temperatury badania
Stale żaroodporne i żarowytrzymałe
Stale zaworowe
PN-71/H-86022 PN-EN10277-2:2002
H13JS X10CrAlSi13
H18JS X2CrNiMo17-2-2
H9S2 X45CrSi8
H20N12S2 X15CrNiSi20-2
H25N20S2 X15CrNiSi25-21
50H21G9N4 X53CrMnNiN21-9
Zawór silnikowy H9S2-X45CrSi8 Elektroda świecy H20N12S2-X15CrNiSi20-2
Typowe zastosowania
Niektóre odpowiedniki
Stan przesycony i starzony
Zawór silnikowy H9S2-X45CrSi8 Elektroda świecy H20N12S2-X15CrNiSi20-2
Stan przesycony i starzony
Schemat regulowanego walcowania stali
Orientacyjny skład chemiczny i własności stali spawalnych
drobnoziarnistych
Pozostałe stale niestopowe
Szkielet reflektora 15GANb-H180BD Pas przedni karoserii 18G2-H300
Motoryzacja
Typowe zastosowania
Stan po rekrystalizacji utwardzone podczas lakierowania – starzenie
Szkielet reflektora 15GANb-H180BD Pas przedni karoserii 18G2-H300
Stan po rekrystalizacji utwardzone podczas lakierowania – starzenie
Stale trudnordzewiejące
STALE TYPU „MARAGING”
Skład chemiczny oraz niektóre własności krajowych stali typu „maraging“
Schemat wpływu różnych mechanizmów umocnienia na wytrzymałość martenzytu odpuszczonego
ZASTOSOWANIE STALI TYPU „MARAGING“
Stale typu „maraging“ znajdują zastosowanie jako materiał konstrukcyjny do wytwarzania elementów pracujących w szerokim zakresie temperatury – od obniżonej do ok. –200°C po wysoką – do ok. 600°C, w szczególnie ciężkich warunkach obciążeń mechanicznych. Stale te są stosowane najczęściej w technice lotniczej i rakietowej, w przemyśle zbrojeniowym, a także w chemicznym i naftowym na zbiorniki wysokociśnieniowe, w budowie okrętów, do wyrobu sprężyn. Stale typu „maraging“ o odpowiednio dobranym składzie chemicznym są także stosowane na niektóre narzędzia do pracy na gorąco, w tym na matryce kuźnicze, a specjalne stale bezniklowe – także na narzędzia tradycyjnie wytwarzane ze stali szybkotnących.
Żeliwa i staliwa
Przykłady zastosowania żeliw
Nauka o materiałach
Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości chłodzenia Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafitu. Także i dodatki stopowe odgrywają tu pewną rolę. Krzem powoduje skłonność do wydzielania się grafitu, a mangan przeciwnie, stabilizuje cementyt.
ŻELIWA
ZARYS HISTORYCZNY
W Europie użycie żelaza rozprzestrzenia się od VII w p.n.e. wraz z cywilizacją Celtów. Przodkowie Celtów, zamieszkujący obszar w widłach górnego Renu i Dunaju rozpoczęli używanie nowego metalu, żelaza
Najstarsze wyroby z kutego żelaza (głównie pochodzenia meteorytowego), pochodzą z XV i XIV wieku p.n.e. z terenów gdzie ludność zamieszkiwała państwo Hetytów (Azja Mniejsza), gdzie po roku 1180 p.n.e. żelazo przez Palestynę dotarło do Egiptu, i dalej do Mezopotamii i Iranu. Następnie na Kaukaz, w XII w p.n.e. do Grecji oraz w XI-X w. p.n.e. do Italii. Do Europy żelazo dotarło już w epoce brązu przez Półwysep Bałkański oraz Kaukaz.
Celtowie, ludy pochodzenia indoeuropejskiego, które pod koniec epoki brązu odbyły wędrówkę z nadwołżańskich stepów, by w II tysiącleciu p.n.e. osiąść nad górnym biegiem Renu, Dunaju i Menu, stąd rozprzestrzenili się po całej Europie. W X-VI w. p.n.e. opanowali Wyspy Brytyjskie, w VI w. p.n.e. Półwysep Iberyjski, a część z nich dzisiejszą Francję (Gallowie).
Najstarsze znaleziska archeologiczne wskazują na wykorzystanie żelaza z meteorytów 10% niklu (w wielu językach nazwa żelaza to miedź z nieba)
STAL DAMASCEŃSKA
Stal damascenska jest wysoko węglową stalą, o nierównomiernym rozmieszczeniu węgla
Pasma na powierzchni stali pochodzą od zgrupowań cementytu - Fe3C - odległe od siebie o 30-70 mm. Powstają one przy zawartości węgla powyżej 1,4%, zawartości wanadu co najmniej 40 ppm lub molibdenu rzędu 200 ppm. Istotne jest również stężenie fosforu. Ponadto po wytopie stal musi stygnąć dosyć powoli, gdyż przy szybkim stygnięciu pasma nie tworzą się. Dużych umiejętności wymaga też wykucie klingi ze wzorami, gdy podgrzanie stali powyżej pewnej temperatury powodowało zanik pasm cementytu, a wiec utratę walorów estetycznych
Damast skuwany jest materiałem powstałym przez wielokrotne zgrzewanie pakietu utworzonego z kilku - kilkudziesięciu warstw, przynajmniej dwóch gatunków stali (twarda + miękka). Pakiet ułożonych naprzemiennie płytek rozgrzewano w ognisku kowalskim do temperatury 1300 - 1400°C i silnymi uderzeniami młota zespalano (zgrzewano) w jedna bryłkę metalu. Z tak uzyskanej sztabki wykuwano długi pasek, który następnie składano w ,,harmonijkę" lub zwijano w ,,naleśnik" i ponownie zgrzewano. Operacje wykuwania paska i powtórnego zgrzewania powtarzano wielokrotnie w celu uzyskania kilkuset czy nawet kilku tysięcy warstewek
Dlaczego sztuka zaginęła? W największym skrócie - bo wyczerpały się złoża odpowiedniej rudy, prawdopodobnie w okolicach Hyderabadu w Indiach. Bez odpowiednich domieszek w stali nawet najlepsi kowale nie byli w stanie osiągnąć odpowiedniego efektu.
Rekonstrukcja dymarki
Dymarka to dawny piec hutniczy, w którym przez redukcję tlenkowych rud żelaza za pomocą węgla drzewnego otrzymywano żelazo w postaci gąbczastej, zawierającej żużel. Żelazo nadające się do wyrobu narzędzi, broni itp. uzyskiwano przez usunięcie z łupki żużla na drodze wielokrotnego przekuwania. Tak zwany proces dymarkowy znany był od bardzo dawna (w Egipcie ok. 3.000 r. p.n.e., w Europie od ok. 1.000 r. p.n.e., na ziemiach polskich od ok. IV w. p.n.e.).
Żelazo produkowane było początkowo przez wielokrotne przekuwanie produktów dymarek (zwanych bochnami, łupami). Jednakże ze względu na niewielki jednorazowy rozmiar wytopu (z dymarki uzyskiwano zaledwie kilka kilogramów żelaza) dlatego stop ten był bardzo drogi. Wytworzenie wyrobów o większych gabarytach wymagało łączenia wytopów z kilku lub więcej dymarek (w drodze zgrzewania)
Pierwszymi posiadaczami wiedzy na temat technik odlewania żelaza byli Chińczycy. W początkach trzeciego stulecia przed naszą erą żelazo w Chinach było już materiałem powszechnie stosowanym do produkcji większości narzędzi i ostrzy broni.
W Europie na przełomie XII i XIII w. dymarka przekształciła się w stały piec hutniczy z otworem spustowym dla żużla i sztucznym ciągiem powietrza w którym produkowano surówkę
Zwiększenie wydajności produkcji żelaza nastąpiło w wieku XII w efekcie wprowadzenia ogniska fryszerskiego będącego następstwem mechanizacji dmuchu. Proces fryszerski polegał na świeżeniu surówki, czyli oczyszczaniu jej z domieszek poprzez ich utlenienie. Wydajność jednej fryszerki wynosiła zwykle ok. 500 kg żelaza zgrzewnego na dobę.
Jednak dopiero w roku 1783, prowadzono nowy rodzaj produkcji żelaza kujnego (stali), wytwarzanego w tzw. piecu pudlarskim. Produkt świeżenia w piecu pudlarskim podobnie jak we fryszerce znajdował się w stanie stałym. Zastosowanie tego rodzaju urządzeń pozwoliło jednak znacząco zwiększyć ilość wytwarzanej stali, która dochodziła do 2 ton stopu na dobę w jednym piecu.
Rozwinięciem tego sposobu przeróbki surówki jest piec Martenowski (1865 r.)
Dopiero wprowadzenie procesu Martenowskiego (1865 r.) pozwoliło produkować stale jakościowe w większych ilościach oraz rozwiązało problem gromadzących się odpadów produkcyjnych i złomu stalowego.
Bessemer podjął się próby wytworzenia żeliwa o większej wytrzymałości Kierując się niezwykłą intuicją już po trzech tygodniach odkrył, że przedmuchiwana powietrzem surówka (świeżenie) nie stygnie, a wręcz przeciwnie ulega podgrzaniu, w trakcie którego dochodzi do usunięcia nadmiaru węgla (podobnie jak w procesie pudlarskim). Występujący wzrost temperatury stopu umożliwiał jego swobodne odlewanie do form (na wyroby gotowe – staliwo, lub półwyroby poddawane dalszej obróbce plastycznej – stal)
W czasie wojny krymskiej (1853-1856) wybitny wynalazca Henry Bessemer (1813-1898) skupił swą uwagę na broni. Wynalazł on pocisk cylindryczny, który po wystrzeleniu wprawiany był w ruch obrotowy, przez co był znacznie celniejszy od stosowanych do tej pory pocisków w kształcie kul. Skutecznie zainteresował swym wynalazkiem samego cesarza Francuzów Napoleona III (1808-1873), ale okazało się, że stosowane wówczas armaty żeliwne są zbyt słabe do miotania pocisków nowego typu.
Obecnie procesy konwertorowe, w których surówka świeżona jest powietrzem nie są stosowane. Powodem jest niska jakość stali, wynikająca ze zwiększonej zawartości azotu (podstawowy składnik powietrza). Z tego też względu zaczęto stosować różne metody zmniejszenia zawartości azotu w dmuchu, które polegały na wzbogacaniu go w tlen lub dodawaniu pary wodnej, względnie dwutlenku węgla. Powyższe tendencje polepszania procesów konwertorowych doprowadziły w roku 1949 do wprowadzenia konwertora tlenowego LD.
Stal z konwertora tlenowego ma dobre właściwości mechaniczne dobrze się spawa, odznacza się znaczną udarnością i może być stosowana do głębokiego tłoczenia. Proces tlenowy nadaje się do wytapiania stali do ulepszania cieplnego, stali prądnicowej i transformatorowej oraz niskostopowej. Znalazł on zastosowanie na całym świecie do produkcji stali węglowych
Wynalezienie stali zlewnej, czyli staliwa (stop żelaza z węglem w postaci lanej, nie poddany obróbce plastycznej; w odmianach użytkowych zawartość węgla nie przekracza 1,5%, suma typowych domieszek również nie przekracza 1%; Właściwości mechaniczne staliwa są nieco niższe niż własności stali o takim samym składzie po obróbce plastycznej)
Rozpowszechnienie staliwa w latach 1855 - 1865 spowodowało zahamowanie na pewien czas rozwoju metalurgii żeliwa.
ŻELIWO
Początkowo surówkę z wielkich pieców wykorzystywano do wytwarzania różnych wyrobów metodą odlewania. W roku 1772 wynaleziono we Francji żeliwo ciągliwe białe. Jego wynalazca opracował również do jego wytapiania małe, przenośne piece szybowe, uważane za pierwowzór żeliwiaka (wykorzystywane także do wyżarzania odlewów i jako pierwsze piece komorowe). W 1826 r. w USA, w wyniku prób nad uruchomieniem produkcji odlewów z żeliwa ciągliwego białego, zostaje wynalezione żeliwo ciągliwe czarne. Opatentowanie w roku 1922 w USA metody otrzymywania żeliwa modyfikowanego, przyczyniło się do bardzo szerokiego rozpowszechnienia jego zastosowania w budowie maszyn W 1947 r. wynaleziono w Anglii żeliwo sferoidalne, które podobnie jak perlityczne żeliwo ciągliwe charakteryzuje się zarówno wysokimi właściwościami plastycznymi, jak i wytrzymałościowymi Żeliwo otrzymuje się przez przetapianie surówki z dodatkami złomu stalowego lub żeliwnego w piecach zwanych żeliwniakami. Żeliwo charakteryzuje się niewielkim (1,0% do 2,0%) skurczem odlewniczym, łatwością wypełniania form, a po zastygnięciu obrabialnością.
Żeliwo to stop odlewniczy żelaza z węglem, krzemem, manganem, fosforem, siarką i innymi składnikami zawierającymi od 2% do
5,6% węgla (w postaci cementytu lub grafitu).
Klasyfikacja żeliw
Schemat struktur żeliw I – białego, IIa – połowicznego, II – szarego perlitycznego, IIb – szarego ferrytyczno–perlitycznego, III – szarego ferrytycznego, IV – sferoidalnego, V – ciągliwego wg: L. Dobrzański
Żeliwo białe jest żeliwem niezawierającym grafitu, w którym cały węgiel występuje w postaci związanej. Przełom tego żeliwa jest biały –stąd ta nazwa. Strukturę żeliwa białego stanowi ledeburyt przemieniony
Własności żeliwa białego (stosowane najwcześniej)
Zalety: dobra szczelność i odporność na wysokie ciśnienie bardzo duża twardość duża odporność na ścieranie odporność na działanie czynników korozyjnych możliwość przetworzenia na żeliwo ciągliwe
Wady: niskie własności mechaniczne niska udarność (kruchość) ograniczona możliwość wykonywania odlewów o większej grubości ścianki
Żeliwo ciągliwe otrzymuje się z żeliwa białego w wyniku wyżarzania grafityzującego. Żeliwo to charakteryzuje się dobrymi własnościami zarówno wytrzymałościowymi jak i plastycznymi. W zależności od parametrów procesu technologicznego żeliwo ciągliwe dzielimy na: żeliwo ciągliwe białe (odwęglone) żeliwo ciągliwe czarne (nieodwęglone)
Własności żeliwa ciągliwego
Wady: niskie własności mechaniczne mała odporność na ścieranie ograniczona możliwość wykonywania odlewów o większej grubości ścianki
Zalety: dobra szczelność i odporność na wysokie ciśnienie bardzo dobra skrawalność odporność na działanie czynników korozyjnych nadaje się do spawania
Własności żeliwa szarego
Zalety: dobra obrabialność doba lejność dobra skrawalność duża zdolność tłumienia drgań duża stałość wymiarów bardzo dobre własności odlewnicze niski koszt wytwarzania
Wady: stosunkowo niewielka wytrzymałość niewielka plastyczność mała odporność na ścieranie mała odporność na korozję w ośrodkach chemicznych
Żeliwo modyfikowane Modyfikowanie jest podstawowym zabiegiem w procesie wytwarzania żeliwa szarego. W skład tego zabiegu wchodzą: • dobór i przygotowanie żeliwa wyjściowego oraz modyfikatorów • wprowadzenie modyfikatorów do ciekłego żeliwa wyjściowego • odlewanie żeliwa modyfikowanego kontrola procesu modyfikacji
Żeliwa szare Żeliwem szarym nazywa się żeliwo, w którym część węgla występuje pod postacią wolną, czyli grafitu, przy czym ilość węgla w pozostałej strukturze nie przekracza ilości węgla w perlicie.
Modyfikacja
W tym celu bezpośrednio przed odlaniem, do kąpieli metalowej o temperaturze ok. 1400°C, w rynnie spustowej lub kadzi, dodaje się ok. 0,1÷0,5% sproszkowanego modyfikatora, najczęściej żelazo–krzemu, wapnio–krzemu lub aluminium.
W wyniku tego żeliwo krzepnie jako szare, a węgiel wydziela się w postaci bardzo licznych, drobnych płatków grafitu, równomiernie rozmieszczonych w osnowie. Najkorzystniejsze własności ma żeliwo modyfikowane o osnowie perlitycznej. Jego wytrzymałość na rozciąganie Rm może wynosić 300÷400 MPa, stąd modyfikację stosuje się często do żeliw szarych o podwyższonej wytrzymałości. Żeliwo modyfikowane, podobnie jak żeliwo szare zwykłe, wykazuje bardzo niskie własności plastyczne.
Wydzielenia grafitu
Grafit powoduje zmniejszenie własności wytrzymałościowych żeliwa i zmianę niektórych innych własności, a szczególnie: działa jako karb wewnętrzny, stanowiąc nieciągłości w metalu, zmniejsza skurcz odlewniczy, polepsza skrawalność, zwiększa własności ślizgowe, sprzyja tłumieniu drgań, powoduje zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej. wg: L. Dobrzański
Zalety: bardzo dobre własności wytrzymałościowe bardzo dobre własności plastyczne dobra lejność(lepsza niż żeliwa szarego) wysoka udarność dość duża wytrzymałość zmęczeniowa dobra szczelność duża odporność na wysokie ciśnienia
Wady: duża skłonność do powstawania naprężeń własnych i jam skurczowych w odlewach mała przewodność cieplna duży koszt produkcji
Własności żeliwa sferoidalnego
W zależności od struktury osnowy żeliwo sferoidalne może być ferrytyczne, ferrytyczno–perlityczne lub perlityczne.
Wykres Maurera
Wpływ zawartości węgla i krzemu na strukturę żeliw (odlewy piaskowe o grubości ścianek około 30 mm)
Żeliwo szare modyfikowane
Żeliwo sferoidalne
Żeliwo sferoidalne uzyskuje się je w wyniku modyfikowania podczas odlewania żeliwa o tendencji do krzepnięcia jako szare, lecz o bardzo małym stężeniu siarki i fosforu. Jako modyfikatorów używa się magnezu lub ceru. W wyniku tego zabiegu technologicznego grafit występuje w tych żeliwach w postaci kulistej.
Żeliwo ciągliwe
Żeliwo ciągliwe jest otrzymywane z żeliwa białego w wyniku wyżarzania grafityzującego. Podczas tej operacji cementyt ulega rozpadowi i wydziela się tzw. węgiel żarzenia (grafit żarzenia) w postaci kłaczkowatych skupień.
Warunki wytwarzania i struktura żeliw ciągliwych
Żeliwo ciągliwe jest otrzymywane z żeliwa białego w wyniku wyżarzania grafityzującego. Podczas tej operacji cementyt ulega rozpadowi i wydziela się tzw. Węgiel żarzenia (grafit żarzenia) w postaci kłaczkowatych skupień. Żeliwo ciągliwe charakteryzuje się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi i plastycznymi. Jest stosowane między innymi w przemysłach: górniczym, samochodowym, ciągnikowym, rolniczym, do wytwarzania licznych, drobnych elementów maszyn.
wg: L. Dobrzański
ZNAKOWANIE ŻELIW W-G EN
Znakowanie żeliw szarych
Orientacyjne zakresy twardości żeliw szarych dla różnych grubości ścianki odlewu (wg PN-92/H-83101)
Przykłady zastosowania
Blok silnika 350 EN-GJL-350 Tarcza hamulcowa 350 EN-GJL-350 Klamka wkładu kominkowego 100 EN-GJL-100 Ozdobna końcówka pręta 100 EN-GJL-100
stan odprężony
wg: L. Dobrzański
Przykłady zastosowania
stan odprężony
Blok silnika 350 EN-GJL-350 Tarcza hamulcowa 350 EN-GJL-350 Klamka wkładu kominkowego 100 EN-GJL-100 Ozdobna końcówka pręta 100 EN-GJL-100
stan odprężony
Znakowanie żeliw sferoidalnych
Gatunki i własności mechaniczne żeliw sferoidalnych PN-92/H-83123
Dźwignia wybieraka skrzyni biegów 450-10 EN-GJS-450-10 Drążek kierowniczy 450-10 EN-GJS450-10 Obudowa pompy 500-7 EN-GJS-500-7
stan odprężony
Przykłady zastosowania
Przykłady zastosowania
Dźwignia wybieraka skrzyni biegów 450-10 EN-GJS450-10 Drążek kierowniczy 450-10 EN-GJS450-10 Obudowa pompy 500-7 EN-GJS500-7 stan odprężony
Własności mechaniczne żeliw ciągliwych
Własności mechaniczne i twardość żeliw ciągliwych białych , żeliw ciągliwych czarnych i perlitycznych PN-92/H-83221
Przykłady zastosowania
Kolanko i trójnik hydrauliczny B 35-10 EN-GJMW-350-10
stan wyżarzony grafityzująco
wg: L. Dobrzański
Kolanko i trójnik hydrauliczny B 35-10 EN-GJMW-350-10
stan wyżarzony grafityzująco
Przykłady zastosowania
Porównanie struktury i orientacyjnych własności różnych
grup żeliw niestopowych
wg: L. Dobrzański
Porównanie struktury i orientacyjnych własności różnych
grup żeliw niestopowych
wg: L. Dobrzański
Staliwo
Przykłady zastosowania staliw
Staliwa węglowe
Staliwa
Przykłady zastosowania
Obsada muszki karabinka,L500 - 270-480W
stan znormalizowany
wg: L. Dobrzański
Właściwości mechaniczne
Składnikami strukturalnymi występującymi w staliwie niestopowym są ferryt i perlit. W zależności od sposobu i szybkości chłodzenia odlewu, w staliwie niestopowym w stanie surowym może wystąpić tzw. struktura globulityczna o okrągłych ziarnach lub struktura Widmannstättena. Struktura widmannstattenowska
charakteryzuje się iglastą budową ferrytu w osnowie perlitu i ma niekorzystny wpływ na własności mechaniczne staliwa.
Oznaczenie staliw stopowych rozpoczyna się od litery G (według PN-EN) lub L (według dotychczasowych norm PN), a następujący po nich znak jest zgodny z systemem oznaczania odpowiedniej grupy stali
Przykłady zastosowania
Korbowód L15GM- G15MoMn4 Szkielet pistoletu L40H- G41Cr4 Nożyk do mielenia L30HMF G30CrMoV6-4
Staliwa stopowe
stan zahartowany i odpuszczony
wg: L. Dobrzański
Przykłady zastosowania staliw
Obsada muszki karabinka L500 - 270-480W
stan znormalizowany
Korbowód L15GM- G15MoMn4 Szkielet pistoletu L40H- G41Cr4 Nożyk do mielenia L30HMF G30CrMoV6-4
stan zahartowany i odpuszczony
Staliwo Hadfielda
Orientacyjny skład chemiczny staliw manganowych,
austenitycznych, odpornych na ścieranie
wg: L. Dobrzański
Struktury żeliw w zależności od C i Si
Wykres strukturalny dla żeliw (według N.G. Girszowicza) P – perlit, C – cementyt, G – grafit, Ce – równoważnik węgla; I – żeliwo białe, IIa – żeliwo połowiczne, II – żeliwo szare perlityczne, IIb – żeliwo szare ferrytyczno–perlityczne, III – żeliwo szare ferrytyczne
wg: L. Dobrzański