Jak już wspomniano, stopy żelaza z węglem dzielą się na stale i żeliwa. Z kolei stale dzieli się na grupy według ich składu chemicznego i przeznaczenia, a żeliwa - według stanu węgla w nich.
W zależności od składu chemicznego stale dzielą się na stale węglowe i stopowe.
stale węglowe- są to stopy żelaza z węglem, a zawartość tego ostatniego nie przekracza 2,14%. Jednak w stali węglowej produkcja przemysłowa zawsze są zanieczyszczenia wielu pierwiastków. Obecność niektórych zanieczyszczeń wynika ze specyfiki produkcji stali; na przykład podczas odtleniania (patrz § 239) do stali wprowadzane są niewielkie ilości manganu lub krzemu, które częściowo przechodzą do żużla w postaci tlenków, a częściowo pozostają w stali. Obecność innych zanieczyszczeń wynika z faktu, że są one zawarte w pierwotnej rudzie iw niewielkich ilościach przechodzą do żeliwa, a następnie do stali. Trudno całkowicie się ich pozbyć. W konsekwencji, na przykład, stale węglowe zazwyczaj zawierają 0,05-0,1% fosforu i siarki.
Właściwości mechaniczne wolno chłodzonej stali węglowej w dużym stopniu zależą od zawartości węgla. Powoli chłodzona stal składa się z ferrytu i cementytu, przy czym ilość cementytu jest proporcjonalna do zawartości węgla. Twardość cementytu jest znacznie wyższa niż twardość ferrytu. Dlatego wraz ze wzrostem zawartości węgla w stali wzrasta jej twardość. Ponadto cząstki cementytu utrudniają ruch dyslokacji w fazie głównej – w ferrycie. Z tego powodu zwiększenie ilości węgla zmniejsza ciągliwość stali.
Stal węglowa ma bardzo szerokie zastosowanie. W zależności od przeznaczenia stosuje się stal o niskiej lub wyższej zawartości węgla, bez obróbki cieplnej (w postaci „surowej” – po walcowaniu) lub z hartowaniem i odpuszczaniem.
Stale stopowe. Pierwiastki specjalnie wprowadzone do stali w określonych stężeniach w celu zmiany jej właściwości nazywane są pierwiastki stopowe, a stal zawierająca takie pierwiastki nazywa się stal stopowa. Do najważniejszych pierwiastków stopowych należą chrom, nikiel, mangan, krzem, wanad, molibden.
Różne pierwiastki stopowe w różny sposób zmieniają strukturę i właściwości stali. W ten sposób niektóre pierwiastki tworzą stałe roztwory w y-żelazie, które są stabilne w szerokim zakresie temperatur. Na przykład stałe roztwory manganu lub niklu w y-żelazie ze znaczną zawartością tych pierwiastków są stabilne od temperatury pokojowej do temperatury topnienia. Dlatego nazywa się stopy żelaza z podobnymi metalami stale austenityczne lub stopy austenityczne.
Wpływ pierwiastków stopowych na właściwości stali wynika również z faktu, że niektóre z nich tworzą węgliki z węglem, które mogą być proste, np. Mn 3 C, Cr 7 C 3, jak również złożone (podwójne), dla przykład (Fe, Cr) 3 C. Obecność węglików, zwłaszcza w postaci rozproszonych wtrąceń w strukturze stali, w niektórych przypadkach ma silny wpływ na jej właściwości mechaniczne i fizykochemiczne.
Zgodnie z przeznaczeniem stale dzieli się na stale konstrukcyjne, narzędziowe i stale o specjalnych właściwościach. Stale konstrukcyjne służą do produkcji części maszyn, konstrukcji i konstrukcji. Jako stale konstrukcyjne można stosować zarówno stale węglowe, jak i stopowe. Stale konstrukcyjne mają wysoką wytrzymałość i ciągliwość. Jednocześnie muszą dobrze nadawać się do obróbki ciśnieniowej, cięcia i dobrego spawania. Głównymi pierwiastkami stopowymi stali konstrukcyjnych są chrom (około 1%), nikiel (1-4%) i mangan (1-1,5%).
Stale narzędziowe- Są to stale węglowe i stopowe o dużej twardości, wytrzymałości i odporności na zużycie. Służą do produkcji narzędzi tnących i pomiarowych, stempli. Wymaganą twardość zapewnia zawarty w tych stalach węgiel (w ilości od 0,8 do 1,3%). Głównym składnikiem stopowym stali narzędziowych jest chrom; czasami wprowadzają również wolfram i wanad. Specjalną grupą stali narzędziowych jest stal szybkotnąca, która zachowuje właściwości skrawające przy dużych prędkościach skrawania, gdy temperatura części roboczej frezu wzrasta do 600-700 °C. Głównymi pierwiastkami stopowymi tej stali są chrom i wolfram.
Stal o specjalnych właściwościach. Ta grupa obejmuje stale nierdzewne, żaroodporne, żaroodporne, magnetyczne i niektóre inne. Stale nierdzewne są odporne na korozję w atmosferze, roztwory wilgoci i kwasów, żaroodporne - w środowiskach korozyjnych w wysokich temperaturach. Stale żaroodporne utrzymują wysoki poziom właściwości mechaniczne po podgrzaniu do znacznych temperatur, co jest ważne przy produkcji łopatek turbin gazowych, części silników odrzutowych i wyrzutni rakiet. Najważniejszymi pierwiastkami stopowymi stali żaroodpornych są chrom (15-20%), nikiel (8-15%), wolfram. Stale żaroodporne należą do stopów austenitycznych.
Stale magnetyczne wykorzystywane są do produkcji magnesów trwałych oraz rdzeni urządzeń magnetycznych pracujących w polach zmiennych. W przypadku magnesów trwałych stosuje się stale wysokowęglowe ze stopami chromu lub wolframu. Są dobrze namagnesowane i długo zachowują szczątkową indukcję. Rdzenie urządzeń magnetycznych wykonane są z niskowęglowych (poniżej 0,005% C) stopów żelaza z krzemem. Stale te łatwo się przemagnesowują i charakteryzują się niskimi stratami elektrycznymi.
Do oznaczania gatunków stali stopowych stosuje się system alfanumeryczny. Każdy pierwiastek stopowy jest oznaczony literą: H - nikiel, X - chrom, G - mangan itp. Pierwsze cyfry w oznaczeniu pokazują zawartość węgla w stali (w setnych częściach procenta). Cyfra następująca po literze wskazuje zawartość tego pierwiastka (jeśli jego zawartość wynosi około 1% lub mniej, liczba nie jest umieszczana). Na przykład stal o składzie 0,10-0,15% węgla i 1,3-1,7% manganu jest oznaczona jako 12G2. Gatunek X18H9 oznacza stal zawierającą 18% chromu i 9% niklu. Oprócz tego systemu czasami używane są niestandardowe oznaczenia.
Żeliwo różni się od stali swoimi właściwościami. W bardzo niewielkim stopniu poddaje się odkształceniom plastycznym (w normalnych warunkach nie może być kuty), ale ma dobre właściwości odlewnicze. Żeliwo stało się tańsze.
Jak już wspomniano, podczas krystalizacji ciekłego żelaza, a także podczas rozkładu austenitu, węgiel zawarty w tych fazach uwalniany jest zwykle w postaci cementytu. Jednak w rozważanych warunkach cementyt jest termodynamicznie niestabilny. Jej powstawanie wynika jedynie z faktu, że jądra jego krystalizacji powstają znacznie łatwiej i wymagają mniej zmian dyfuzyjnych niż jądra grafitu. Dlatego w warunkach bardzo powolnego chłodzenia ciekłego żelaza węgiel może krystalizować nie w postaci cementytu, ale w postaci grafitu. Tworzenie się grafitu jest znacznie ułatwione także w obecności małych cząstek zanieczyszczeń (zwłaszcza grafitowych) w stopionym żelazie.
Tak więc, w zależności od warunków krystalizacji, żeliwo może zawierać węgiel w postaci cementytu, grafitu lub ich mieszaniny. Kształt powstałego grafitu również może być inny.
Żeliwo białe zawiera cały węgiel w postaci cementytu. Posiada wysoką twardość, kruchość i dlatego ma ograniczone zastosowanie. Zasadniczo jest wytapiany w celu redystrybucji do stali.
W żeliwo szare węgiel zawarty jest głównie w postaci płyt grafitowych. Żeliwo szare charakteryzuje się wysokimi właściwościami odlewniczymi (niska temperatura krystalizacji, płynność w stanie ciekłym, niski skurcz) i służy jako główny materiał odlewniczy. Jest szeroko stosowany w inżynierii mechanicznej do odlewania ram maszyn i mechanizmów, tłoków i cylindrów. Oprócz węgla, żeliwo szare zawsze zawiera inne pierwiastki. Najważniejsze z nich to krzem i mangan. W większości gatunków żeliwa szarego zawartość węgla zawiera się w przedziale 2,4-3,8%, krzemu 1-4%, a manganu do 1,4%.
Ciągliwy metal otrzymany przez dodanie do ciekłego żelaza pewnych pierwiastków, w szczególności magnezu, pod wpływem którego grafit krystalizuje w kulisty kształt. Grafit sferyczny poprawia właściwości mechaniczne żeliwa. Żeliwo sferoidalne wykorzystuje się do produkcji wałów korbowych, głowic cylindrów, części walcarek, walców, pomp i zaworów.
żeliwo uzyskany przez przedłużone ogrzewanie odlewów wykonanych z żeliwa białego. Służy do produkcji części pracujących pod obciążeniem wstrząsowym i wibracyjnym (na przykład skrzynie korbowe, tylna oś samochodu). Ciągliwość i wytrzymałość żeliwa sferoidalnego wynika z faktu, że węgiel jest w nim w postaci płatkowego grafitu.
Element grupy VIII układu okresowego D. I. Mendelejewa. Jest podobny do niklu i kobaltu, zewnętrzne orbitale atomów tych pierwiastków różnią się tylko dodatkiem jednego d-elektron - 3d 6 s 2 (Fe), 3d 7 s 2 (Ni), 3d 8 s 2 (Co).
Był znany ludzkości co najmniej sześć tysiącleci pne. np. najpierw w postaci meteorytów, zwykle zawierających 90% Fe; 8,5% Ni i 0,5% Co. W skorupie ziemskiej zapasy tych metali odpowiadają w przybliżeniu stosunkowi 2 10 3 ; 2 10 2:1
Nauczyli się węszyć z rud nie później niż 15 wiekówpne tj. w 1500 r. jego światowa produkcja osiągnęła 50 tys. ton, wobecnie jest to blisko 500 mln ton.
Czyste żelazo jest srebrzystobiałym, ciągliwym i ciągliwym metalem, po stopieniu zwiększa swoją objętość o 4,4%.
W 1868 r. K. Chernov odkrył alotropię żelaza, określił temperatury przemian, nazwał je punktami krytycznymi ( Ryż., a) i stwierdzili, że sposób obróbki na gorąco i warunki późniejszego chłodzenia determinują strukturę i właściwości stopów żelaza. Trudno przecenić znaczenie pracy D.K. Chernova. W 1900 roku, podczas otwarcia Światowej Wystawy Przemysłowej w Paryżu, Paul Montgolfier oświadczył: „Uważam za swój obowiązek otwarcie i publicznie oświadczyć w obecności tak wielu koneserów i specjalistów, że nasze fabryki i cała hutnictwo zawdzięczają swój obecny rozwój i sukces w dużej mierze dzięki pracy i badaniom rosyjskiego inżyniera Czernowa.
Ryż. System żelazo-węgiel:
a- krytyczne punkty żelaza; b - diagram stanu
Modyfikacja litego żelaza α, β i δ różnią się przedziałami temperatur stabilnego istnienia, α- i β-żelazo mają sieć przestrzenną o wyśrodkowanym sześcianie, a γ-żelazo - sieć sześcianową o wyśrodkowanych ścianach. Poniżej temperatury 768 ° C żelazo ma właściwości ferromagnetyczne. Powyżej tej temperatury traci je. Dlatego modyfikacje а i.р różnią się tylko magnetycznością.
Z węglem żelazo tworzy węglik (cementyt) Fe3C. Z Pokrycie punktów krytycznych przez Czernowa stanowiło podstawę diagramu
stany żelaza - ( Ryż.,b), który charakteryzuje przemiany fazowe i strukturalne w stopach żelazo-węgiel ze zmianą temperatury. Stopem o zawartości 6,66% C jest węglik żelaza Fe 3 C. Punkt mi na schemacie odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w stałym żelazie. żelazo o zawartości węgla do 2% nazywane jest stalą, ponad 2% - żeliwem. Zawartość węgla w dużej mierze determinuje właściwości stali. Z odprowadzonym Wzrost węgla zwiększa twardość i wytrzymałość stali przy jednoczesnym spadku ciągliwości.
Na właściwości stali znacząco wpływają inne pierwiastki, które często wchodzą w jej skład: krzem itp. Tak więc zawarty w każdej stali od 0,2 do 1,0% i ponad 1% w stalach manganowych, zwiększa zdolność hartowania stali, zwiększa jego twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, obniża właściwości plastyczne- względna kompresja, wydłużenie i lepkość. jest zawarty w zwykłych gatunkach stali w ilości nie większej niż 0,4%, a w stalach krzemowych - powyżej 0,5%. zwiększa zdolność stali do hartowania i zwiększa jej wytrzymałość na rozciąganie.
Niektóre inne są specjalnym dodatkiemmi. Wprowadza się je do stali, aby nadać jej specjalne właściwości. Dodatki zawierające stal nazywa się stalą stopową.
Szkodliwe zanieczyszczenia w stali to rozpuszczone gazy. powoduje kruchość stali w stanie gorącym (czerwona kruchość), niejednorodność składu wlewka, pogarsza właściwości mechaniczne i plastyczne. Dlatego zawartość siarki nie powinna przekraczać 0,02-0,05%.
Zwiększa kruchość stali w stanie zimnym (kruchość na zimno) i zmniejsza udarność. Maksymalna zawartość fosforu nie powinna przekraczać 0,02-0,03%.
Celowo stal dzieli się na trzy główne klasy: konstrukcyjne (sprężyna, kocioł, łożysko kulkowe itp.), stosowane w inżynierii mechanicznej; instrumentalny, używany do produkcji narzędzi; stal o specjalnych właściwościach - stal nierdzewna, kwasoodporna, żaroodporna, żaroodporna, stal o specjalnych właściwościach magnetycznych itp.
Zawartość żelaza w skorupie ziemskiej zajmuje czwarte miejsce (4,7%). Przewaga żelaza, wysokie stężenie w dużych złożach, różne wysokie właściwości fizyczne i techniczne stopów żelaza sprawiły, że jest to najszerzej stosowany metal. Żeliwo jest twarde, kruche i trudne w obróbce. Dlatego nie zawsze może być stosowany bezpośrednio, ale służy jako surowiec do otrzymywania stali różnych gatunków oraz do produkcji żeliwa. Tak więc nowoczesna produkcja stali odbywa się w dwóch etapach: pozyskiwanie surowego metalu - żeliwa i rafinowanie go na stal.
Artykuł na temat żelaza
Ściśle mówiąc, jedynym przedstawicielem właściwych metali żelaznych jest żelazo, ale do tej klasy metali zaliczamy również tzw. stopy żelaza: żeliwo, stal, żelazostopy.
Żelazo to ciągliwy, błyszczący szarobiały metal zdolny do rozpuszczania węgla i innych pierwiastków, co stwarza warunki do otrzymywania na jego bazie stopów. Żelazo jest łatwo kute w stanie zimnym i nagrzanym, nadaje się do różnych metod obróbki mechanicznej (walcowanie, tłoczenie, cięcie itp.). To najbardziej dostępny i tani metal.
W stanie stałym ma kilka krystalicznych modyfikacji, które mogą się zmieniać po podgrzaniu lub schłodzeniu. Zmienioną strukturę sieci krystalicznej, nabytą przez metal w niższej temperaturze, zwykle oznacza się literą α (α-żelazo), w wyższej temperaturze literą β (β-żelazo), przy dalszym wzroście temperatura - literą γ (γ-żelazo). Tak więc po podgrzaniu powyżej 723 ° C żelazo α przechodzi w żelazo γ. Ta najważniejsza przemiana jest szeroko stosowana w obróbce cieplnej. Towarzyszy temu przegrupowanie sieci z rozpadem istniejących kryształów i powstawaniem nowych. Jednocześnie gwałtownie wzrasta zdolność żelaza do rozpuszczania węgla i poprawiają się właściwości mechaniczne jego stopów.
Żelazo tworzy stopy z wieloma metalami i niemetalami. Stopy żelazo-węgiel mają najbardziej zróżnicowane właściwości, co związane jest z ich strukturą. W skład konstrukcyjnych stopów żelazowo-węglowych wchodzą: ferryt, austenit, cementyt, perlit, ledeburyt.
Ferryt
Ferryt to stały roztwór węgla (do 0,02%) w żelazie. Ponieważ α-żelazo rozpuszcza węgiel w temperaturze pokojowej tylko w tysięcznych częściach procenta, właściwości ferrytu są zbliżone do właściwości czystego żelaza. Ma małą wytrzymałość i twardość, ale jest bardzo plastyczny. Ta struktura dominuje w cienkiej blasze i stali niskowęglowej.
austenit
Austenit to stały roztwór węgla (do 2%) i pierwiastków stopowych w żelazie α. Jego twardość jest 2-2,5 razy większa niż ferrytu, przy wysokiej ciągliwości. Struktura ta jest uzyskiwana poprzez obróbkę cieplną i chemiczno-termiczną.
Cementyt
Cementyt to związek chemiczny żelaza i węgla (6,67%), bardzo kruchy, zbliżony twardością do diamentu.
Perłowiec
Perlit to mechaniczna mieszanina ferrytu z cementytem, powstająca podczas rozkładu austenitu, o zawartości 0,8% węgla. Najczęstszy składnik konstrukcyjny stali i żeliw.
ledeburyt
Ledeburyt jest jednym z głównych składników konstrukcyjnych stopów żelazo-węgiel. W momencie powstania składa się z cementytu i austenitu, a po schłodzeniu z cementytu i perlitu. Zawiera 4,3% węgla, charakteryzuje się dużą twardością i kruchością.
Żeliwo
Żeliwo to stop żelaza z węglem (2-4,3%), zawierający trwałe zanieczyszczenia krzemu (do 4,5%), manganu (1,5%), fosforu (do 1,5%) i siarki (0,08%) oraz w w niektórych przypadkach pierwiastki stopowe (zwykle metale, takie jak nikiel, chrom, miedź, aluminium), zawarte w stopach w celu nadania tym ostatnim wymaganych właściwości.
Rozróżnij surówkę (zwykle białą), używaną do przerobu na stal i odlewnię (szarą), używaną do produkcji odlewów. Udział surówki w całkowitej objętości wytopionego żelaza wynosi około 80%.
Aby poprawić właściwości, żeliwo szare jest modyfikowane lub stapiane. Różnorodne żeliwa stopowe to żeliwa specjalne, które obejmują żeliwa przeciwcierne, żaroodporne, odporne na zużycie itp. Żeliwo ciągliwe, które zajmuje pozycję pośrednią między żeliwem a stalą, ma wyższe właściwości mechaniczne i mniejszą kruchość niż żeliwo szare.
Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza
Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.
Wysłany dnia http://www.allbest.ru/
Wstęp
3. Stale konstrukcyjne
4. Stale narzędziowe
Wniosek
Bibliografia
żeliwo ze stopu stali, metal,
Wstęp
Ponieważ technicznie czyste metale są stosunkowo rzadko stosowane w inżynierii mechanicznej ze względu na niedostateczne właściwości wytrzymałościowe, jako materiały konstrukcyjne stosuje się głównie stopy. Stop to substancja składająca się z dwóch lub więcej składników otrzymanych przez zmieszanie tych składników w postaci płynnej. Komponentami mogą być metale i niemetale. Oprócz głównych składników stop może zawierać zanieczyszczenia, które mogą być użyteczne, poprawiając właściwości użytkowe stopu lub szkodliwe, pogarszając te właściwości. Zanieczyszczenia są również dzielone na te przypadkowo wpadające do stopu podczas jego przygotowania i specjalnie dodawane w celu nadania stopowi pożądanych właściwości.
Po stwardnieniu stopu składniki tworzą roztwór stały, związek chemiczny lub mieszankę mechaniczną. W roztworze stałym jeden ze składników (podstawa) zwykle zachowuje swoją sieć krystaliczną, podczas gdy drugi, w postaci pojedynczych atomów, jest rozprowadzony wewnątrz tej sieci. W związku chemicznym składniki wchodzą w: oddziaływanie chemiczne z utworzeniem nowej sieci krystalicznej. W mieszaninie mechanicznej składniki są całkowicie nierozpuszczalne i każdy zachowuje swoją własną sieć krystaliczną, a stop składa się z mieszaniny kryształów tych składników.
Stopy zawsze mają określoną podstawę, na której dzielą się na grupy, na przykład stopy na bazie żelaza nazywane są czarnymi, są to stale i żeliwa, a stopy na bazie aluminium, magnezu, tytanu i berylu mają niską gęstość i są nazywane lekkie stopy metali nieżelaznych, stopy na bazie miedzi, ołowiu, cyny i wielu innych - ciężkie stopy metali nieżelaznych, stopy na bazie cynku, kadmu, cyny, ołowiu, bizmutu - niskotopliwe stopy metali nieżelaznych, stopy na bazie molibden, niob, cyrkon, wolfram, wanad i szereg innych metali - ogniotrwałe stopy metali nieżelaznych.
1. Stopy na bazie żelaza. Informacje ogólne
Najczęściej spotykane w przemyśle stopy na bazie żelaza z dodatkiem węgla, zwane stopami żelazowo-węglowymi dzielącymi stale i żeliwa. Gdy zawartość węgla jest mniejsza niż 2,14%, stopami są stale, więcej - żeliwa. Stale i żeliwa to najważniejsze stopy metali nowoczesnej technologii. Ich wielkość produkcji przewyższa produkcję wszystkich innych metali łącznie ponad 10-krotnie.
Zgodnie z przeznaczeniem stal dzieli się na następujące grupy:
1) Stale konstrukcyjne (stale maszynowe przeznaczone są do produkcji różnych części maszyn i mechanizmów, a stale konstrukcyjne przeznaczone są na konstrukcje i konstrukcje).
2) Stale narzędziowe (mają wysoką twardość, wytrzymałość i odporność na zużycie i są używane do produkcji różnych narzędzi).
3) Stale i stopy ze specjalnymi właściwości fizyczne(stali i stopów, dla których głównym wymaganiem jest zapewnienie określonego poziomu właściwości fizycznych. Właściwości mechaniczne tych stali i stopów często nie mają pierwszorzędnego znaczenia. Wiele z tych stopów cechuje precyzja pod względem wysokiej dokładności chemicznej skład i technologia produkcji).
W procesach otrzymywania metali żelaznych szczególnie ważne miejsce zajmuje żeliwo, które jest podstawowym produktem wytapiania rud w wielkich piecach. Zgodnie z przeznaczeniem żelazka wielkopiecowe dzielą się na:
1) Surówka, czyli przetwarzanie na stal.
2) Żeliwo - do produkcji odlewów kształtowych.
3) Żeliwa specjalne lub żelazostopy wielkopiecowe.
Żeliwo różni się od stali: składem - wyższa zawartość węgla i zanieczyszczeń; pod względem właściwości technologicznych - wyższe właściwości odlewnicze, niska podatność na odkształcenia plastyczne, prawie nigdy nie stosowany w konstrukcjach spawanych.
W zależności od stanu węgla w żeliwie występują:
Żeliwo białe (węgiel w stanie związanym w postaci cementytu, w pęknięciu ma biały kolor i metaliczny połysk);
Żeliwo szare (całość lub większość węgla w stanie wolnym w postaci grafitu, a w stanie związanym nie więcej niż 0,8% węgla, ze względu na dużą ilość grafitu jego pęknięcie jest szare);
Połowa (część węgla jest w stanie wolnym w postaci grafitu, ale nie więcej niż 2% węgla w postaci cementytu, mało wykorzystywanego w technologii).
2. Stal. Informacje ogólne
Jedną z najważniejszych cech klasyfikacyjnych stali jest ich skład chemiczny, ponieważ w celu uzyskania pożądanych właściwości wprowadza się do nich dodatkowe składniki stopowe.
Tak więc, zgodnie ze składem chemicznym, stal dzieli się na:
1) Stale węglowe:
niskowęglowy o zawartości 0,09 - 0,2% węgla,
średni węgiel z 0,2 - 0,45% węgla,
wysoka zawartość węgla z ponad 0,5% węgla;
2) Stale stopowe:
niskostopowy, zawierający do 2,5% pierwiastki stopowe,
średniostopowy, zawierający pierwiastki stopowe 2,5 - 10%,
wysokostopowy, zawierający więcej niż 10% pierwiastków stopowych.
Stopowanie rozumiane jest jako dodatek innych metali do metalu podstawowego w celu poprawy jego właściwości.
Właściwości stali zależą od ilości węgla i zanieczyszczeń wchodzących w interakcje z żelazem i węglem.
Wraz ze wzrostem zawartości węgla w konstrukcji stalowej spada ciągliwość oraz wzrasta wytrzymałość i twardość. Wytrzymałość wzrasta do około 1% zawartości węgla, potem zaczyna spadać. Wraz ze wzrostem zawartości węgla wzrasta również próg kruchości na zimno (w tym przypadku maleje udarność), zmniejsza się opór elektryczny, siła przymusu, przepuszczalność magnetyczna i gęstość indukcji magnetycznej. Węgiel wpływa również na właściwości technologiczne. Wzrost zawartości węgla pogarsza właściwości odlewnicze stali (stosowane są stale o zawartości węgla do 0,4%), urabialność ciśnieniową i skrawaniem oraz spawalność. Należy wziąć pod uwagę, że stale o niskiej zawartości węgla są również słabo obrabiane.
W stalach zawsze znajdują się zanieczyszczenia, które dzielą się na 4 grupy:
1) Zanieczyszczenia trwałe: krzem, mangan, siarka, fosfor. Mangan i krzem wprowadzane są w procesie wytopu stali w celu odtleniania, są zanieczyszczeniami technologicznymi. Mangan zwiększa wytrzymałość bez zmniejszania ciągliwości i znacznie zmniejsza czerwoną kruchość stali spowodowaną wpływem siarki. Krzem, odgazowując metal, zwiększa gęstość wlewka. Krzem zwiększa wytrzymałość stali, zwłaszcza granicę plastyczności, ale występuje nieznaczny spadek ciągliwości, co zmniejsza zdolność stali do ciągnienia. Fosfor zniekształca sieć plastyczną, zwiększa wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności, ale zmniejsza plastyczność i lepkość oraz powoduje kruchość na zimno. Siarka jest szkodliwym zanieczyszczeniem, które wnika do stali z żeliwa, powoduje czerwoną kruchość (zwiększoną kruchość w wysokich temperaturach), obniża właściwości mechaniczne, zwłaszcza udarność i ciągliwość, a także wytrzymałość, pogarsza spawalność i odporność na korozję. Zawartość fosforu i siarki w stali jest niepożądanie wyższa niż 0,03%.
2) Ukryte zanieczyszczenia - gazy (azot, tlen, wodór) - dostają się do stali podczas wytapiania. Zanieczyszczenia śródmiąższowe (azot i tlen) zwiększają próg kruchości na zimno i zmniejszają odporność na pękanie kruche. Wtrącenia niemetaliczne (tlenki, azotki), będące koncentratorami naprężeń, mogą znacznie obniżyć granicę wytrzymałości i lepkość. Rozpuszczony w stali wodór jest bardzo szkodliwy, co znacznie zwiększa kruchość stali. Prowadzi to do powstawania kłaczków w półwyrobach walcowanych i odkuwkach. Stada - cienkie pęknięcia o owalnym lub zaokrąglonym kształcie, mające wygląd plamek w zerwaniu - srebrne płatki. Metal z kłaczkami nie może być stosowany w przemyśle, podczas spawania tworzą się zimne pęknięcia w metalu osadzanym i podstawowym. Podciśnienie służy do usuwania ukrytych zanieczyszczeń.
3) Specjalne zanieczyszczenia są specjalnie wprowadzane do stali w celu uzyskania pożądanych właściwości. Zanieczyszczenia nazywane są pierwiastkami stopowymi, a stale nazywane są stalami stopowymi. Mangan i krzem można również uznać za pierwiastki stopowe, jeśli ich zawartość jest odpowiednio większa niż 1,0 i 0,8%. Fosfor i siarka są niezwykle rzadkie, ale nadal są stosowane jako pierwiastki stopowe w niektórych stalach specjalnych.
4) Zanieczyszczenia losowe.
Chrom jest głównym pierwiastkiem stopowym. Zwiększa hartowność, przyczynia się do uzyskania wysokiej i jednolitej twardości stali.
Bor i mangan zwiększają hartowność, a także zwiększają próg kruchości na zimno.
Tytan jest wprowadzany do mielenia ziarna w stali chromowo-manganowej.
Wprowadzenie molibdenu zwiększa hartowność, obniża próg kruchości na zimno, zwiększa wytrzymałość statyczną, dynamiczną i zmęczeniową stali, eliminuje tendencję do wewnętrznego utleniania. Ponadto zmniejsza skłonność do kruchości odpuszczania stali zawierających nikiel.
Wanad uszlachetnia ziarno oraz zwiększa wytrzymałość i twardość.
Nikiel zwiększa wytrzymałość i hartowność, obniża próg kruchości na zimno, ale jednocześnie zwiększa skłonność do kruchości odpuszczania (tę wadę kompensuje molibden). Stale chromowo-niklowe mają najlepszy zestaw właściwości. Jednak nikiel jest metalem rzadkim i zastosowanie takich stali jest ograniczone. Znaczną ilość niklu można zastąpić miedzią, nie prowadzi to do spadku lepkości.
Podczas stapiania stali chromowo-manganowych z krzemem otrzymuje się stale - chromansil (20KhGS, 30KhGSA). Stale mają dobrą kombinację wytrzymałości i ciągliwości, są dobrze spawane, tłoczone i obrabiane. Krzem zwiększa udarność i odporność termiczną. Dodatek ołowiu, wapnia poprawia obrabialność.
Wszystkie materiały konstrukcyjne są oznaczone, czyli posiadają markę (rodzaj etykiety), często odzwierciedlającą obecność w ich składzie najważniejszych pierwiastków chemicznych.
Przyjęto alfanumeryczne oznaczenie stali. W zależności od rodzaju oznaczenia stal dzieli się również na kilka grup:
1) Stale węglowe zwykła jakość(GOST 380)
St jest indeksem tej grupy stali.
Cyfry od 0 do 6 - warunkowy numer gatunku stali. Wraz ze wzrostem numeru gatunku wzrasta wytrzymałość i maleje ciągliwość.
W ramach gwarancji dostawy wyróżnia się 3 grupy stali: A, B i C. A - gwarantowane są właściwości mechaniczne, w oznaczeniu nie jest wskazany indeks grupy A. B - gwarantowany skład chemiczny. B - gwarantowane są zarówno właściwości mechaniczne, jak i skład chemiczny.
Wskaźniki kp, ps i cn wskazują stopień odtleniania stali: kp - gotowanie, ps - pół-spokojne, cn - spokojne.
2) Dostarczamy wysokiej jakości stale węglowe z gwarantowanymi właściwościami mechanicznymi i składem chemicznym (grupa B). Stopień odtleniania jest w większości spokojny.
Konstrukcyjne stale węglowe wysokiej jakości oznaczane są 2-cyfrową liczbą wskazującą średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta. Stopień odkwaszenia jest wskazany, jeśli różni się od spokojnego.
Stal 08kp, stal 10ps, stal 45.
Wysokogatunkowe stale narzędziowe węglowe są oznaczane literą U (węglowa stal narzędziowa) oraz liczbą wskazującą zawartość węgla w dziesiątych częściach procenta.
stal U8, stal U13.
Wysokogatunkowe stale narzędziowe są oznaczane podobnie jak wysokogatunkowe stale narzędziowe węglowe, tylko na końcu znaku umieszcza się literę A, wskazującą na stal wysokiej jakości.
Stal U10A.
3) Stale stopowe wysokiej jakości i wysokiej jakości.
Pierwiastki stopowe symbolizują litery alfabetu rosyjskiego: X - chrom, H - nikiel, M - molibden, B - wolfram, K - kobalt, T - tytan, A - azot (wskazane w środku marki), G - mangan, D - miedź, F - wanad, C - krzem, P - fosfor, P - bor, B - niob, C - cyrkon, Yu - aluminium.
Stale konstrukcyjne stopowe (stal 15Kh25N19VS2). Na początku stempla wskazana jest dwucyfrowa liczba, wskazująca zawartość węgla w setnych częściach procenta. Pierwiastki stopowe wymieniono poniżej. Liczba następująca symbol element, pokazuje jego zawartość w procentach. Jeśli liczba się nie zgadza, zawartość pierwiastka nie przekracza 1,5%. Określony gatunek stali zawiera 0,15% węgla, 35% chromu, 19% niklu, do 1,5% wolframu, do 2% krzemu. W celu oznaczenia wysokiej jakości stali stopowych symbol A jest wskazany na końcu gatunku.
Stale narzędziowe stopowe (stal 9XC, stal HVG). Na początku marki wskazany jest jednocyfrowy numer, pokazujący zawartość węgla w dziesiątych częściach procenta. Gdy zawartość węgla jest większa niż 1%, liczba nie jest wskazana. Poniżej wymieniono pierwiastki stopowe wraz z ich zawartością. Niektóre stale mają niestandardowe oznaczenia.
4) Szybkotnące stale narzędziowe (stal P18).
P to indeks tej grupy stali. Zawartość węgla wynosi ponad 1%. Liczba pokazuje zawartość głównego pierwiastka stopowego - wolframu. Tutaj - 18%. Jeżeli stale zawierają pierwiastek stopowy, ich zawartość jest wskazywana po oznaczeniu odpowiedniego pierwiastka.
5) Stale na łożyska kulkowe (stal ShKh6, stal ShKh15GS).
W – indeks tej grupy stali, X – wskazuje na obecność chromu w stali. Kolejna liczba pokazuje zawartość chromu w dziesiątych częściach procenta, we wskazanych stalach odpowiednio 0,6% i 1,5%. Wskazano również pierwiastki stopowe zawarte w stali. Zawartość węgla wynosi ponad 1%.
3. Stale konstrukcyjne
Na stale konstrukcyjne stosowane do produkcji różnych części maszyn nakładane są następujące wymagania:
Połączenie wysokiej wytrzymałości i wystarczającej lepkości;
Dobre właściwości technologiczne;
Rentowność;
Brak niedoboru.
Detale nowoczesnych maszyn i konstrukcji pracują w warunkach dużych obciążeń dynamicznych, wysokich koncentracji naprężeń i niskich temperatur. Wszystko to przyczynia się do kruchego pękania i zmniejsza niezawodność maszyn. Stale konstrukcyjne muszą mieć wysoką granicę plastyczności, która jest główną cechą przy obliczaniu części maszyn i konstrukcji, w połączeniu z wysoką ciągliwością, odpornością na kruche pękanie i niskim progiem kruchości na zimno. Trwałość produktu zależy od jego odporności na zmęczenie, zużycie i korozję. Wszystko to decyduje o wytrzymałości konstrukcyjnej stali. Wysoką wytrzymałość konstrukcyjną stali uzyskuje się poprzez racjonalny dobór składu chemicznego, trybów obróbki cieplnej, metod utwardzania powierzchni oraz poprawę jakości metalurgicznej. Węgiel odgrywa decydującą rolę w składzie stali konstrukcyjnych. Zwiększa wytrzymałość stali, ale zmniejsza ciągliwość i wiązkość oraz zwiększa próg kruchości na zimno. Dlatego jego zawartość jest regulowana i rzadko przekracza 0,6%.
Pierwiastki stopowe wpływają na wytrzymałość konstrukcji. Wzrost wytrzymałości strukturalnej podczas tworzenia stopu wiąże się z wysoką hartownością, spadkiem krytycznej szybkości utwardzania i rozdrobnieniem ziarna. Zastosowanie utwardzającej obróbki cieplnej poprawia kompleks właściwości mechanicznych. Jakość metalurgiczna wpływa również na wytrzymałość konstrukcji. Czysta stal o tych samych właściwościach wytrzymałościowych ma zwiększoną niezawodność. Stale konstrukcyjne do budowy maszyn przeznaczone są do produkcji różnych części maszyn i mechanizmów. Są klasyfikowane:
Według składu chemicznego (węgiel i stop);
Przez przetwarzanie (cementowane, ulepszone);
Po uzgodnieniu (sprężyna, łożysko kulkowe).
Stale węglowe różnią się jakością (zwykłe stale jakościowe i wysokogatunkowe stale węglowe), zawartością węgla.
Do produkcji zwykłych wyrobów walcowanych na gorąco używa się stali zwykłej jakości: belek, kanałów, kątowników, prętów, a także blach, rur i odkuwek. Dostarczane stale są szeroko stosowane w budownictwie do konstrukcji spawanych, nitowanych i skręcanych. Zwykłe stale jakościowe często mają specjalistyczne przeznaczenie (budownictwo mostowe i stoczniowe, inżynieria rolnicza i inne) i występują w specjalnych specyfikacje. Właściwości mechaniczne stali zwykłej jakości można znacznie zwiększyć, a próg kruchości na zimno jest obniżony przez hartowanie w wodzie z ogrzewania walcowego.
Wysokiej jakości stale węglowe są wytapiane w bardziej rygorystycznych warunkach dotyczących składu wsadu oraz przebiegu topienia i odlewania. Podlegają wyższym wymaganiom pod względem składu chemicznego i struktury.
Stale niskowęglowe (zawartość węgla poniżej 0,25%) mają niską wytrzymałość i wysoką ciągliwość. Te stale bez obróbki cieplnej stosowane są na lekko obciążone części - podkładki, uszczelki itp. Cienki arkusz stali niskowęglowej walcowanej na zimno służy do tłoczenia wyrobów na zimno. Wysokogatunkowe stale niskowęglowe są również stosowane do krytycznych konstrukcji spawanych, a także do części maszyn utwardzonych przez nawęglanie.
Stale średniowęglowe (0,3 - 0,5% węgla) są stosowane po normalizacji, ulepszaniu cieplnym i hartowaniu powierzchniowym do szerokiej gamy części we wszystkich gałęziach inżynierii. Stale te w stanie znormalizowanym, w porównaniu ze stalami niskowęglowymi, mają wyższą wytrzymałość przy mniejszej ciągliwości. Po ulepszaniu cieplnym obserwuje się najlepszą kombinację właściwości mechanicznych. W stanie wyżarzonym stale są dobrze obrabiane przez cięcie. Hartowność jest niska, dlatego powinny być stosowane do produkcji małych części lub większych, które nie wymagają hartowności skrośnej. Po utwardzeniu powierzchni mają wysoką twardość powierzchni i odporność na zużycie.
Stale wysokowęglowe (0,6 - 0,8% węgla) mają zwiększoną wytrzymałość, odporność na zużycie i właściwości elastyczne; stosuje się je po obróbce cieplnej na części pracujące w warunkach tarcia w obecności wysokich statycznych obciążeń wibracyjnych. Z tych części wykonane są sprężyny i sprężyny, wrzeciona, podkładki zabezpieczające, rolki toczne itp. Zaletami wysokiej jakości stali węglowych są niskie koszty i łatwość produkcji. Jednak ze względu na niską hartowność stale te nie zapewniają wymaganego zestawu właściwości mechanicznych w częściach o przekroju większym niż 20 mm.
Stale stopowe są szeroko stosowane w inżynierii ciągnikowej i rolniczej, w przemyśle motoryzacyjnym, w inżynierii ciężkiej i transportowej oraz w mniejszym stopniu w budowie obrabiarek, narzędzi i innych gałęziach przemysłu. Stale te są szeroko stosowane w ciężkich konstrukcjach metalowych. Im wyższe stopienie stali i mniejsze wymiary półfabrykatu, tym wyższy koszt stali. Cena stali kalibrowanej i szlifowanej jest wyższa. Najbardziej rozpowszechnione w budownictwie są stale niskostopowe (ze względu na dobrą spawalność, czyli właściwości złącza spawanego i przyległych do niego obszarów - strefy wpływu ciepła, są zbliżone do właściwości metalu podstawowego), oraz stopiony w inżynierii mechanicznej. Stale wysokostopowe z reguły mają specjalne przeznaczenie (odporne na korozję, żaroodporne, niemagnetyczne).
Stale nawęglane stosowane są do produkcji części narażonych na zużycie oraz na obciążenia zmienne i udarowe. Części muszą łączyć wysoką wytrzymałość powierzchni i twardość z wystarczającą udarnością rdzenia. Nawęglanie prowadzi się na stalach niskowęglowych o zawartości węgla do 0,25%. W przypadku części, które pracują z dużymi obciążeniami, stosuje się stale o wysokiej zawartości węgla (do 0,35%). Wraz ze wzrostem zawartości węgla wzrasta wytrzymałość rdzenia i maleje wytrzymałość. Detale poddawane są cyjanizacji i węgloazotowaniu. Stale węglowe do nawęglania stosowane są do produkcji części małogabarytowych pracujących w warunkach zużycia przy niskich obciążeniach (tuleje, rolki, osie, kołki). Twardość na powierzchni wynosi 60-64 HRC, rdzeń pozostaje miękki. Stale stopowe nawęglane stosuje się do produkcji części, w których oprócz dużej twardości powierzchniowej konieczne jest posiadanie wystarczająco mocnego rdzenia (sprzęgła krzywkowe, tłoki, sworznie, tuleje). Tryby obróbki cieplnej i właściwości stali zatwierdzonych przez GOST 4543-71 są charakterystyczne tylko dla próbek (gdy stal jest akceptowana) i nie mogą być stosowane w odniesieniu do produktów. Właściwości stali (części) są determinowane przez końcową obróbkę cieplną i chemiczno-termiczną przyjętą w danym zakładzie.
Wiele części maszyn pracujących w trudnych warunkach stresowych (pod działaniem różnych obciążeń, w tym zmiennych i dynamicznych), takich jak wały korbowe, osie, korbowody, korbowody, krytyczne części turbin i maszyn sprężarkowych, wykonanych jest ze stali średniowęglowych i poddanych do termomodernizacji. Takie stale dobrze znoszą obciążenia udarowe. Ważna jest odporność na kruche pękanie. Ulepszone stale węglowe są tanie, są używane do produkcji części, które podlegają niskim naprężeniom oraz części, które wymagają zwiększonej wytrzymałości. Ale ulepszanie cieplne tych stali zapewnia wysoki kompleks właściwości mechanicznych tylko w częściach o małych przekrojach, ponieważ stale mają niską hartowność. Stale z tej grupy mogą być również stosowane w stanie znormalizowanym. Ulepszone stale stopowe są używane do większych i bardziej obciążonych krytycznych części. Stale mają lepszy zestaw właściwości mechanicznych: wyższą wytrzymałość przy zachowaniu wystarczającej wiązkości i ciągliwości, niższy próg kruchości na zimno.
Stale wysokowytrzymałe to takie, których wytrzymałość na rozciąganie przekracza 1500 MPa, co osiąga się poprzez dobór składu chemicznego oraz optymalną obróbkę cieplną. Ten poziom wytrzymałości można osiągnąć w stalach stopowych średniowęglowych poprzez odpowiednią obróbkę cieplną, stale maraging i stale trip lub tnp. Wysoką wytrzymałość konstrukcyjną produktu uzyskuje się tylko wtedy, gdy jest wykonany z materiału o dużej wytrzymałości i wysokiej odporności na kruche pękanie. Wymagania te w dużej mierze spełniają bezwęglowe (mniej niż 0,03%) stale maraging, utwardzane przez hartowanie, a następnie starzenie. Stale maraging są używane w przemysł lotniczy, technika rakietowa, przemysł stoczniowy, oprzyrządowanie do elementów elastycznych, w technologii kriogenicznej. Stale maraging są lepsze pod względem wytrzymałości konstrukcyjnej i możliwości produkcyjnych niż stale stopowe o średniej zawartości węgla. Charakteryzują się niską wrażliwością na karb, wysoką odpornością na kruche pękanie oraz niskim progiem kruchości na zimno o wytrzymałości około 2000 MPa. Jednak stały się one dość drogie. Metastabilne wysokowytrzymałe stale austenityczne nazywane są stalami TRIP (TRIP od pierwszych liter - Transformation Induced Plasticity) lub stalami TNP (transformation duced plastyczność). Cechą charakterystyczną tej grupy stali jest wysoka wartość odporności na pękanie i granicy wytrzymałości. Przy tej samej lub zbliżonej wytrzymałości stale PNP są bardziej ciągliwe, a przy równej ciągliwości mają wyższą granicę plastyczności niż stale maraging lub wysokowytrzymałe stale stopowe. Szerokie zastosowanie stali PNP jest utrudnione ze względu na ich wysoką zawartość stopową, konieczność użycia mocnego sprzętu do odkształcania w stosunkowo niskich temperaturach, trudność spawania, anizotropię właściwości odkształconego metalu itp. Stale te są używane do produkcji części wysoko obciążonych, drutów, kabli, elementów złącznych itp.
Sprężyny, sprężyny i inne elastyczne elementy podczas pracy podlegają wielokrotnym zmiennym obciążeniom. Cechą pracy jest to, że przy znacznych obciążeniach statycznych i udarowych części powinny doznawać jedynie sprężystego odkształcenia, odkształcenie szczątkowe jest niedozwolone. Główne wymagania dla stali sprężynowych to zapewnienie wysokich wartości granic sprężystości, wytrzymałości, a także niezbędnej ciągliwości i odporności na kruche pękanie, odporności na relaksację naprężeń. Właściwości sprężyste i wytrzymałościowe stali sprężynowych uzyskuje się poprzez hartowanie izotermiczne. Stale sprężynowe są stopowane z pierwiastkami zwiększającymi granicę sprężystości - krzemem, manganem, chromem, wolframem, wanadem, borem. W celu zwiększenia wytrzymałości zmęczeniowej odwęglanie podczas nagrzewania do hartowania nie jest dozwolone i jest wymagane wysoka jakość powierzchnie. Oprócz stali sprężynowych ogólnego przeznaczenia, w inżynierii mechanicznej szeroko stosowane są stale sprężynowe i stopy specjalnego przeznaczenia. Oprócz wysokich właściwości mechanicznych i odporności na relaksację naprężeń muszą mieć wysoką odporność na korozję, niemagnetyczność, odporność na ciepło i inne specjalne właściwości. Stale te obejmują wysokostopowe stale martenzytyczne (stale wysokochromowe odporne na korozję), maraging, austenityczne (odporne na korozję, niemagnetyczne, żaroodporne) itp.
Stale na łożyska kulkowe są poddawane wysokim, zmiennym obciążeniom. Główne wymagania to wysoka wytrzymałość i odporność na zużycie, wysoka wytrzymałość, brak koncentratorów naprężeń, wtrącenia niemetaliczne, puste przestrzenie, segregacje. Stale łożyskowe charakteryzują się wysoką zawartością węgla (około 1%) oraz obecnością chromu, poddane ścisłej kontroli metalurgicznej na obecność porowatości, wtrąceń niemetalicznych, siatki karbidowej, segregacji karbidowej.
Obrabialność jest jednym z ważnych charakterystyka technologiczna stać się. Dobra obrabialność zwiększa wydajność pracy i zmniejsza zużycie narzędzi, co jest szczególnie ważne przy produkcji masowej (budowa samochodów i ciągników, inżynieria rolnicza, budowa obrabiarek itp.).
Dlatego w przemyśle szeroko stosowane są tak zwane stale automatowe, które umożliwiają wykonywanie skrawania z dużymi prędkościami, zwiększają żywotność narzędzi i uzyskują wysoką jakość obrabianej powierzchni. Znacząca anizotropia udarności w stalach o podwyższonej skrawalności nie pozwala na ich rekomendowanie na części pracujące w złożonym stanie naprężeń, a także ze znaczną koncentracją naprężeń.
Korozja to niszczenie metali pod wpływem środowisko. W tym przypadku metale są często pokryte produktami korozji (rdzą). W wyniku wpływów środowiska właściwości mechaniczne metali gwałtownie się pogarszają, czasami nawet przy braku widocznych zmian. wygląd zewnętrzny powierzchnie. Występuje korozja chemiczna występująca, gdy metal jest narażony na działanie gazów (korozja gazowa) i nieelektrolitów (olej i jego pochodne) oraz korozja elektrochemiczna spowodowana działaniem elektrolitów: kwasów, zasad i soli. Korozja elektrochemiczna obejmuje również korozję atmosferyczną i glebową. Stal odporna na korozję gazową w wysokich temperaturach (powyżej 550ºC) nazywana jest odporną na osadzanie się kamienia (żaroodporną). Stale odporne na korozję elektrochemiczną, chemiczną (atmosferyczną, glebową, zasadową, kwasową, solną), międzykrystaliczną i inne rodzaje korozji nazywane są odpornymi na korozję (nierdzewnymi). Zwiększenie odporności stali na korozję uzyskuje się poprzez wprowadzenie do niej pierwiastków tworzących na powierzchni filmy ochronne, które są mocno związane z metalem podstawowym i zapobiegają kontaktowi stali z agresywnym środowiskiem zewnętrznym, a także zwiększają potencjał elektrochemiczny stali w różnych agresywnych środowiskach. Odporność na zgorzelinę zależy od składu stali, a nie od jej struktury. Składy stali odpornych na korozję elektrochemiczną ustalane są w zależności od środowiska, dla którego są przeznaczone. Na części urządzeń chemicznych (obudowy aparatów, dna, kołnierze, dysze itp.) pracujących w środowisku korozyjnym zastosowano stale dwuwarstwowe, składające się z warstwy bazowej - stali niskostopowej lub węglowej i odpornej na korozję warstwa elewacyjna o grubości 1-6 mm ze stali odpornych na korozję, odpornych na korozję lub stopów niklu.
Niskie temperatury (sztuczne zimno) są szeroko stosowane w przemyśle, technice rakietowej i kosmicznej oraz w życiu codziennym. Temperatury poniżej temperatury wrzenia tlenu (-183ºC) nazywane są kriogenicznymi. Do pracy w tych temperaturach wymagane są specjalne stale kriogeniczne i stopy o niskim progu kruchości na zimno. Stale kriogeniczne muszą mieć wystarczającą wytrzymałość w normalnej temperaturze, połączoną z wysoką odpornością na kruche pękanie w niskich temperaturach. Od tych stali wymaga się często wysokiej odporności na korozję. Jako kriogeniczne stosuje się niskowęglowe stale niklowe oraz stale austenityczne, które nie są podatne na kruchość na zimno.
Stale i stopy żaroodporne to takie, które mogą przez pewien czas pracować pod naprężeniem w wysokich temperaturach, a jednocześnie mają wystarczającą odporność na ciepło. Stale i stopy żaroodporne są wykorzystywane do produkcji wielu części kotłów, turbin gazowych, silników odrzutowych, rakiet itp. pracujących w wysokich temperaturach. Stale żaroodporne ze względu na ich stosunkowo niski koszt (w porównaniu z kosztem innych stopów żaroodpornych) znajdują szerokie zastosowanie w technologii wysokotemperaturowej. Temperatura pracy stali żaroodpornych wynosi 500-750ºС. Im bardziej złożony skład stali, tym wyższe stopowanie roztworu stałego, a im więcej faz wzmacniających, tym wyższa ich odporność cieplna. Stale żaroodporne na bazie niklu są często nazywane nimonikami. Stopy te znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach techniki (silniki lotnicze, stacjonarne turbiny gazowe, budowa aparatury chemicznej itp.). Stopy przeznaczone są do produkcji łopatek wirników, tarcz turbin, pierścieni, elementów złącznych o długiej żywotności, łopatek dysz i innych części turbin gazowych pracujących w temperaturach do 850ºC.
4. Stale narzędziowe
Stale narzędziowe nazywane są stalami węglowymi i stopowymi, które mają wysoką twardość, wytrzymałość i odporność na zużycie i są wykorzystywane do produkcji różnych narzędzi. Jedną z głównych cech stali narzędziowych jest odporność na ciepło (lub czerwona twardość), czyli zdolność do utrzymania wysokiej twardości po podgrzaniu.
Wszystkie stale narzędziowe dzielą się na 3 grupy: nie żaroodporne (stale węglowe i stopowe zawierające do 3-4% pierwiastków stopowych), półżaroodporne do 400-500ºС (zawierające ponad 0,6-0,7% węgla i 4 -18% chromu ) i żaroodporne do 550-650ºС (stale wysokostopowe zawierające chrom, wolfram, wanad, molibden, kobalt, ledeburyt), te ostatnie nazywane są szybkobieżnymi. Inne ważna cecha stale narzędziowe to hartowność. Wysokostopowe stale żaroodporne i półżaroodporne mają wysoką hartowność. Stale narzędziowe, które nie mają żaroodporności dzielą się na stale o niskiej hartowności (węglowe) i wysokiej hartowności (stopowe).
Stale na narzędzia skrawające po odpowiedniej obróbce cieplnej powinny mieć wysoką twardość w krawędzi skrawającej, znacznie przewyższającą twardość obrabianego materiału; wysoka odporność na ścieranie niezbędna do zachowania rozmiaru i kształtu krawędzi skrawającej podczas skrawania; wystarczająca wytrzymałość przy pewnej udarności, aby zapobiec pękaniu narzędzia podczas pracy i odporność na ciepło, gdy cięcie odbywa się ze zwiększoną prędkością, ponieważ krawędzie tnące można podgrzać do temperatury 500-900ºC.
Stale narzędziowe węglowe będą zawierać 0,65-1,35% węgla. Ze względu na niską stabilność austenitu przechłodzonego mają niską hartowność, dlatego stale te są stosowane na małe narzędzia.
Stale narzędziowe stopowe zawierają 0,9-1,4% węgla i podobnie jak stale węglowe nie są odporne na ciepło i nadają się tylko do cięcia materiałów o niskiej wytrzymałości przy niskich prędkościach. Stosuje się je do narzędzi, które nie są narażone na działanie ciepła przekraczającego 200-250ºC. Stale stopowe mają wyższą hartowność. Stale o wysokiej hartowności charakteryzują się wysoką odpornością cieplną, dobrymi właściwościami skrawania i stosunkowo niewielkimi odkształceniami podczas hartowania. O wysokiej twardości i odporności na zużycie decyduje głównie wysoka zawartość węgla. Całkowita zawartość pierwiastków stopowych wynosi do 5%. Stale te są używane do produkcji narzędzi udarowych i tnących.
Stale szybkotnące zawdzięczają swoją nazwę ich właściwościom. Ze względu na ich wysoką odporność na ciepło, narzędzia z nich wykonane mogą pracować z wystarczającą ilością wysokie prędkości ciąć. Stale zawierają 0,7-1,5% węgla, do 18% głównego pierwiastka stopowego - wolframu, do 5% chromu i molibdenu, do 10% kobaltu, co zwiększa odporność na ciepło. Głównymi widłami narzędzi skrawających ze stali szybkotnącej są przecinaki, wiertła, przecinaki, przeciągacze, gwintowniki maszynowe oraz noże do cięcia papieru. Często tylko część robocza narzędzia wykonana jest ze stali szybkotnącej.
Stale na narzędzia pomiarowe (płytki, sprawdziany, szablony) muszą charakteryzować się wysoką twardością i odpornością na ścieranie, długo utrzymywać stabilność wymiarową i być dobrze oszlifowane. Stałość wymiarów zapewnia minimalny współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej oraz minimalizacja przekształceń strukturalnych w czasie. Do produkcji przyrządów pomiarowych stosuje się: stale narzędziowe wysokowęglowe, stopowe i węglowe po odpowiedniej obróbce cieplnej; stale niskowęglowe po nawęglaniu; nitroal po azotowaniu dla wysokiej twardości.
Narzędzia do obróbki plastycznej metali (wykrojniki, stemple, matryce) wykonane są ze stali matrycowych. Rozróżnij stal na stemple odkształcające się na zimno i na gorąco.
Matryce do formowania na zimno działają pod wysokimi zmienne obciążenia, ulegają uszkodzeniu z powodu kruchego pękania, zmęczenia niskocyklowego oraz zmian kształtu i rozmiaru na skutek zgniatania (odkształcenia plastycznego) i zużycia. Dlatego stale używane do produkcji matryc, które plastycznie odkształcają metal w normalnych temperaturach, muszą mieć wysoką twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość w połączeniu z wystarczającą ciągliwością. W procesie deformacji z dużą prędkością matryce nagrzewają się do 200-350ºC, dlatego stale tej klasy muszą być również żaroodporne. W przypadku małych matryc (do 25 mm) stosuje się węglowe stale narzędziowe, w przypadku większych wyrobów stosuje się stale stopowe o lepszej hartowności. Jeśli narzędzie matrycowe podlega obciążeniom udarowym, stosuje się stale o wyższej wytrzymałości. Osiąga się to poprzez zmniejszenie zawartości węgla, wprowadzenie pierwiastków stopowych i odpowiednią obróbkę cieplną. Dość często do produkcji matryc do formowania na zimno używa się stali szybkotnących.
Matryce do odkształceń na gorąco pracują w ciężkich warunkach obciążenia i zawodzą (pękają) w wyniku odkształcenia plastycznego (zapadania się), pękania kruche, tworzenia sieci pęknięć (pęknięć) i zużycia powierzchni roboczej. Dlatego stale stosowane na matryce odkształcające metal w stanie gorącym muszą mieć wysokie właściwości mechaniczne (wytrzymałość i wiązkość) w podwyższonych temperaturach oraz mieć odporność na zużycie, odporność na zgorzelinę i żaroodporność, czyli zdolność do wytrzymywania wielokrotnego nagrzewania i chłodzenia bez powstawanie gorących pęknięć. Ponadto stale muszą mieć wysoką hartowność, aby zapewnić wysoką wytrzymałość na całym przekroju narzędzia oraz przewodność cieplną dla lepszego odprowadzania ciepła z powierzchni roboczych stempla. Do produkcji matryc młotkowych stosuje się stale chromowo-niklowe średniowęglowe.
Matryce do prasowania na gorąco pracują w trudniejszych warunkach, gdzie nagrzewanie powierzchni podczas odkształcania wynosi do 600-700º C. Do ich produkcji wykorzystywane są stale o podwyższonej odporności cieplnej. Materiały użyte do narzędzi są stopy twarde, które składają się z twardych węglików i fazy spoiwa. Wytwarzane są metodą metalurgii proszków.
5. Stale i stopy o specjalnych właściwościach fizycznych
Stale i stopy o specjalnych właściwościach fizycznych dzielą się na następujące grupy:
v Stale magnetyczne i stopy:
Ш Do produkcji magnesów trwałych stosuje się stale i stopy magnetycznie twarde. W tym celu stosuje się stale wysokowęglowe o zawartości węgla 1%, stopowe z chromem lub chromem i kobaltem.
Ш Do produkcji obwodów magnetycznych prądu stałego i przemiennego stosuje się stale magnetycznie miękkie (stal elektrotechniczna). Przeznaczone są do produkcji tworników i biegunów maszyn prądu stałego, wirników i stojanów silników asynchronicznych, do obwodów magnetycznych dużych maszyn elektrycznych, transformatorów mocy, urządzeń, urządzeń itp. Jako magnetycznie miękki materiał szeroko stosowane są niskowęglowe stopy żelazo-krzem (0,05-0,005% węgla, 0,8-4,8% krzemu).
Ш Stale paramagnetyczne (niemagnetyczne) są stosowane w elektrotechnice, budowie przyrządów, przemyśle stoczniowym i specjalnych obszarach technologii. Wadą tych stali jest niska granica plastyczności, co utrudnia ich stosowanie na mocno obciążone części maszyn.
v Szkła metaliczne (stopy amorficzne) – zakres jest w przybliżeniu taki sam jak w przypadku stali magnetycznie miękkich.
v Stale i stopy o wysokiej oporności elektrycznej na elementy grzejne.
v Stopy o określonym współczynniku temperaturowym rozszerzalności liniowej - są szeroko stosowane w inżynierii mechanicznej i produkcji przyrządów. Najczęściej spotykane stopy żelazowo-niklowe (inwary).
v Stopy z efektem pamięci kształtu. Przy naprężeniu powyżej granicy sprężystości po usunięciu obciążenia metal nie odtwarza swoich pierwotnych wymiarów i kształtu. Stosunkowo niedawno odkryte stopy z efektem „pamięci kształtu”. Stopy te po odkształceniu plastycznym przywracają swój pierwotny kształt geometryczny albo w wyniku nagrzewania (efekt „pamięci kształtu”), albo bezpośrednio po odciążeniu (superelastyczność). Najpopularniejszymi stopami zawierającymi żelazo są stopy żelazowo-niklowe.
Żeliwo szare jest szeroko stosowane w budowie maszyn, ponieważ jest łatwe w obróbce i ma dobre właściwości. W zależności od wytrzymałości żeliwo szare dzieli się na 10 gatunków. Biorąc pod uwagę niską odporność odlewów z żeliwa szarego na obciążenia rozciągające i udarowe, materiał ten powinien być stosowany na części poddawane obciążeniom ściskającym i zginającym. W budowie obrabiarek są to podstawowe elementy karoserii, wsporniki, koła zębate, prowadnice; w motoryzacji - bloki cylindrów, pierścienie tłokowe, wałki rozrządu, tarcze sprzęgła.
Żeliwa sferoidalne otrzymuje się z żeliwa szarego przez zaszczepienie magnezem lub cerem. W porównaniu z żeliwem szarym właściwości mechaniczne są poprawione. Z żeliwa o dużej wytrzymałości wykonuje się odlewy cienkościenne (pierścienie tłokowe), młoty kuźnicze, łoża i ramy pras i walcarek, formy, uchwyty narzędziowe i płyty czołowe.
Żeliwo sferoidalne uzyskuje się przez wyżarzanie żeliwa białego. Pod względem właściwości mechanicznych i technologicznych żeliwo ciągliwe zajmuje pozycję pośrednią pomiędzy żeliwem szarym a stalą. Wadą żeliwa sferoidalnego w porównaniu do żeliwa sferoidalnego jest ograniczenie grubości ścianki odlewu i konieczność wyżarzania. Odlewy z żeliwa sferoidalnego są stosowane do części pracujących pod wpływem obciążeń udarowych i wibracyjnych.
Z żeliwa ferrytycznego wykonuje się obudowy przekładni, piasty, haki, wsporniki, zaciski, sprzęgła, kołnierze.
Z żeliwa perlitycznego, charakteryzującego się dużą wytrzymałością i dostateczną ciągliwością, wykonuje się widły wałów Cardana, ogniwa i rolki łańcuchów przenośnikowych oraz szczęki hamulcowe.
Żeliwa chłodzące to odlewy, których powierzchnia składa się z żeliwa białego, a wnętrze z żeliwa szarego lub sferoidalnego. Charakteryzują się dużą twardością powierzchni i bardzo wysoką odpornością na zużycie. Stosowany do produkcji wałów tocznych, kół wagonowych z bielonymi felgami, kul do młynów kulowych.
Do produkcji części pracujących w warunkach zużycia ściernego stosuje się żeliwo białe stopowe z chromem, chromem i manganem, chromem i niklem. Odlewy żeliwne charakteryzują się dużą twardością i odpornością na zużycie.
Wniosek
Zbadaliśmy główne cechy i właściwości prawdopodobnie najczęściej używanego obecnie materiału w branży. Od czasów starożytnych ludzie używali żelaza i jego stopów do tworzenia narzędzi, biżuterii, broni i artykułów gospodarstwa domowego. Obecnie w przemyśle stosuje się ponad 10 000 stopów żelaza. Ani jeden metal nie jest zdolny do takich przemian jak żelazo, a tylko żelazo szeroko wykorzystuje swoje właściwości w stopowaniu i obróbce cieplnej. Zakres właściwości jej stopów jest niezwykle szeroki: od czystego żelaza miękkiego jak ołów do stali narzędziowej twardej jak diament, od dynama i blachy transformatorowej o specjalnych właściwościach magnetycznych po niemagnetyczne stopy żelaza, od odpornych na zużycie stali specjalnych po korozję -stale odporne i nierdzewne. Stopowanie i obróbka cieplna przy użyciu ciśnienia i promieniowania mogą wytwarzać materiały żelazne o niesamowitych właściwościach. I to bynajmniej nie koniec, a dopiero początek wspaniałej ścieżki rozwoju metalurgii żelaza. Naukowcy nieustannie zajmują się pozyskiwaniem nowych danych, które przyczyniają się do doskonalenia i tworzenia nowych metod produkcji i przetwarzania materiałów na bazie żelaza.
Bibliografia
1. Beckert M. Żelazo. Fakty i legendy. Przetłumaczył z języka niemieckiego GG Kefer. Moskwa: Metalurgia, 1984. 232 s.
2. Lakhtin Yu.M., Leontieva V.P. Materiałoznawstwo: Podręcznik. Wyd. 6, LLC Publishing House Alliance, 2011. 528 s.
3. Checheta I.A. Procesy technologiczne w inżynierii mechanicznej. Początkowe parametry i definicje: instruktaż/ IA Czecheta. - Woroneż: VPO „Woroneski Państwowy Uniwersytet Techniczny”, 2012. 200 s.
Hostowane na Allbest.ru
...Podobne dokumenty
Klasyfikacja, oznakowanie i zakres stali. Stopy o specjalnych właściwościach fizycznych: precyzyjne, magnetyczne, austenityczne. Skład chemiczny stali elektrotechnicznych. Kauczuki naturalne i syntetyczne. Właściwości kauczuków do celów specjalnych.
test, dodano 1.10.2013
Istota odkształcenia plastycznego metali i wpływ na nie składu chemicznego, struktury, temperatury nagrzewania, szybkości i stopnia odkształcenia. Oznaczanie stali stopowych, ich skład. Stopy odlewnicze na bazie aluminium: ich znakowanie i właściwości.
test, dodany 19.11.2010
Właściwości eksploatacyjne metali. Klasyfikacja materiały metalowe. Metale żelazne i nieżelazne, ich stopy. Stale na narzędzia tnące i pomiarowe. Stale i stopy o specjalnych właściwościach. Stopy aluminium i miedzi. Stopy z „efektem pamięci”.
praca semestralna, dodana 19.03.2013
Przegląd składu prostych stali konstrukcyjnych. Otrzymywanie żeliwa i stali stopowych. Cechy charakterystyczne stopów miedzi z niklem. Wykorzystanie brązów aluminiowych, srebra niklowego, miedzioniklu w gospodarce narodowej. Własności mechaniczne stopów miedzi z cynkiem.
prezentacja, dodana 04.06.2014
Klasyfikacja metali: techniczne, rzadkie. Właściwości fizyczne i chemiczne: magnetyczne, ziem rzadkich, szlachetne itp. Właściwości materiałów konstrukcyjnych. Struktura i właściwości stali, stopów. Klasyfikacja stali konstrukcyjnych. Stale węglowe.
streszczenie, dodane 19.11.2007
Klasyfikacja stali. stal ze specjalnym właściwości chemiczne. Znakowanie stali i zastosowań. Stale martenzytyczne i martenzytyczno-ferrytyczne. Materiały polimerowe na osnowie termoplastycznych, ich właściwości. Przykłady materiałów. Cechy konstrukcyjne.
test, dodano 24.07.2012
Klasyfikacja stali węglowych według przeznaczenia i jakości. Kierunki badań przemian w stopach układu żelazo-cementyt i stalach o różnym składzie w stanie równowagi. Oznaczanie zawartości węgla w badanych stalach i ich gatunkach.
praca laboratoryjna, dodano 17.11.2013
Tworzenie struktury i metody badania właściwości metali; diagram stanu „żelazo-cementyt”. Stopy żelazo-węgiel; obróbka cieplna metali i stopów. Stopy stosowane w przemyśle; wybór stopu na bazie metali nieżelaznych.
test, dodano 13.01.2010
Cel i cechy działania stali narzędziowych i stopów, środki zapewniające ich odporność na zużycie. Wymagania dla stali na narzędzia pomiarowe. Własności stali węglowych i matrycowych do deformacji w różnych stanach.
test, dodany 20.08.2009
Własności mechaniczne stali. Podstawowe właściwości mechaniczne oznaczane dla stali niskowęglowych. Obciążenia statyczne i dynamiczne. Wpływ azotu, tlenu i wodoru. pierwiastki stopowe i zanieczyszczenia. Stale i stopy konstrukcyjne.
Stopy żelaza są najszerzej stosowane w przemyśle. Główne - stal i żeliwo - to stopy żelaza z węglem. Aby uzyskać pożądane właściwości, do stali i żeliwa wprowadza się pierwiastki stopowe. Poniżej omówiono strukturę i przemiany fazowe w stopach żelazo-węgiel, a także fazy w stopach żelaza z pierwiastkami stopowymi.
KOMPONENTY I FAZY W UKŁADIE ŻELAZO-WĘGIEL
Żelazo to szarawy metal. Liczba atomowa 26, masa atomowa 55,85, promień atomowy 0,127 nm. Obecnie dostępne czyste żelazo zawiera 99,999% Fe, gatunki techniczne 99,8-99,9 % Fe. Temperatura topnienia żelaza wynosi 1539°C. Żelazo ma dwie modyfikacje polimorficzne a i u. Modyfikacja żelazka występuje w temperaturach poniżej 910 ° C i powyżej 1392 ° C (ryc. 82). W zakresie temperatur 1392-1539 ° C żelazo a jest często określane jako żelazo b.
Sieć krystaliczna żelaza żelazowego jest sześcianem skupionym wokół ciała z okresem sieciowym 0,28606 nm. Do temperatury 768 °C żelazko żelazne jest magnetyczne (ferromagnetyczne). Temperatura 768 ° C, odpowiadająca przemianie magnetycznej, tj. przejściu ze stanu ferromagnetycznego do stanu paramagnetycznego, nazywana jest punktem Curie i oznaczana A. g.
Gęstość żelazka wynosi 7,68 g/cm3.
Ryż. 82. Krzywa chłodzenia czystego żelaza (a) i schemat mikrostruktury ferrytu a-Fe (b) oraz austenitu y-Fe (c), X 150
y-żelazko istnieje w temperaturze 910-
1392 °С; jest paramagnetyczny.
Sieć krystaliczna y-iron jest sześcienna zorientowana na twarz (a =
0,3645 nm w 910°C).
Krytyczny punkt przekształcenia a^=ty(pnc. 821 w 910 C C oznacza się odpowiednio, Ak 3(przy ogrzewaniu) i Ag b(przy chłodzeniu). Krytyczny punkt przejścia y ^ a w 1392 ° C oznacza Ac x(przy ogrzewaniu) i Ag 4(przy chłodzeniu).
Węgiel jest pierwiastkiem niemetalicznym okresu II grupy IV układ okresowy, liczba atomowa 6, gęstość 2,5 g/cm 8 , temperatura topnienia 3500 C, promień atomowy 0,077 nm. Węgiel jest polimorficzny. W normalnych warunkach istnieje jako modyfikacja grafitu, ale może również istnieć jako metastabilna modyfikacja diamentu.
Węgiel jest rozpuszczalny w żelazie w stanie ciekłym i stałym, a także może występować w postaci związku chemicznego – cementytu, a także w stopach wysokowęglowych oraz w postaci grafitu.
W układzie Fe-C wyróżnia się następujące fazy: ciekły stop, roztwory stałe - ferryt i austenit, jak również cementyt i grafit.
Ferryt(F) - stały roztwór węgla i innych zanieczyszczeń w żelazku. Wyróżnij niskotemperaturowy a-ferryt o rozpuszczalności węgla do 0,02 % oraz wysokotemperaturowy 6-ferryt o granicznej rozpuszczalności węgla 0,1%. Atom węgla znajduje się w sieci ferrytowej w centrum lica sześcianu, gdzie umieszczona jest kula o promieniu 0,29 promienia atomowego żelaza, a także w wakatach, na dyslokacjach itp. Pod mikroskopem ferryt jest wykrywany w postaci jednorodnych wielościennych ziaren (patrz ryc. 82, b).
Ferryt (przy 0,06 % C) ma w przybliżeniu następujące właściwości mechaniczne: a n = 250 MPa, a oa = 120 MPa, b 50 %, f^ 80%, 80-90 HB.
austenit(A) - stały roztwór węgla i innych zanieczyszczeń w y-żelazie. Graniczna rozpuszczalność węgla w y-żelazie wynosi 2,14%. Atom węgla w sieci y-żelaza znajduje się w centrum komórki elementarnej (patrz rys. 29b), w której może zmieścić się kula o promieniu 0,41# (# to promień atomowy żelaza) oraz w wadliwe regiony kryształu.
Różne objętości sfer elementarnych w sieciach bcc i fcc determinowały znacznie wyższą rozpuszczalność węgla w y-żelazie w porównaniu do rozpuszczalności w y-żelazie. Austenit ma wysoką ciągliwość, niską granicę plastyczności i wytrzymałość. Mikrostruktura austenitu to ziarna wielościenne (ryc. 82, w).
Cementyt(C) to związek chemiczny żelaza z węglem – węglik żelaza Fe 3 G. Cementyt zawiera 6,67% C. Cementyt ma złożoną rombową siatkę z gęstym upakowaniem atomów. Temperatura topnienia cementytu nie została dokładnie określona ze względu na możliwość jego rozkładu. Do temperatury 210 b C, oznaczone 0 , cementyt jest ferromagnetyczny. Cechami charakterystycznymi cementytu są wysoka twardość 1000 HV oraz bardzo niska ciągliwość. Cementyt to faza metastabilna. W warunkach równowagi grafit powstaje w stopach o wysokiej zawartości węgla.
Grafit ma sześciokątną warstwę (patrz Rys. 88, a) sieci krystalicznej. Odległości międzyatomowe w sieci są niewielkie i wynoszą 0,142 nm, odległość między płaszczyznami wynosi 0,340 nm. Grafit jest miękki, ma niską wytrzymałość i przewodność elektryczną.
W stopach Fe-G występują dwie fazy wysokowęglowe: metastabilna – cementyt i stabilna – grafit. Dlatego rozróżnia się dwa diagramy stanów - metastabilny Fe-Fe 3 G i stabilny Fe-G (grafit).
- Oznaczenia Ac i Ag pochodzą od początkowych liter francuskich słów: A - arreter - stop (platforma na krzywej chłodzenia), c - choffage-ogrzewanie ig - refroidissnwnt - chłodzenie.
