Skutki przegrzania stali. 1. gruboziarnistość. 2. struktura Widmannstättena - w chłodzonej z wysokiej temp stali tworzy się iglasty ferryt (stal podeutektoidalna) lub cementyt ( stal nadeutektoidalna). 3. przepalenie stali - utlenienie po granicy ziaren. Martenzyt - jest to przesycony roztwór stały międzywęzłowy węgla w Fe α. Przemiana martenzytyczna jest bezdyfuzyjna polega na przemianie alotropowej Fe γ → Fe α. Przemiana martenzytyczna jest nieodwracalna. Martenzyt jest: - twardy, - odporny na ścieranie, - wytrzymały ale kruchy. Bezpośrednio po harttowaniu powstaje martenzyt tetragonalny którego komórkę elementarną jest prostopadłościan. Martenzyt jest strukturą iglastą. Igły tworzą pakiety. Igły się nie rozrastają. Ich wielkość jest uwarunkowana wielkościa ziarna austenitu w chaili początku chłodzenia. Przemiana martenzytyczna nie zachodzi do końca z dwóch powodów: 1. temp Mf jest ujemna, 2. martenzyt ma największa a austenit najmniejszą objętość właściwą. V5 - struktura perlityczno - martenzytyczna, V6 - przemiana bainityczna. Przystanek temp - 450 - bainit górny (struktura ziarnista i właściwości zbliżone do perlitu) - 200 - bainit dolny ( o budowie iglastej i właściwościach zbliżonych do martenzytu.
WPŁYW SKŁADU CHEMICZNEGO NA POSTAĆ WYKRESU IZOTERMICZNYCH PRZEMIAN PRZECHŁODZENIA AUSTENITU. Przy zwiększeniu zawartości węgla i składników stopowych ( z wyjątkiem kobaltu i aluminium) krzywe C przesuwają się w prawo skutkiem czego możne być hartowanie się stali nawet na powietrzu. Jeśli węgla jest poniżej 0,35% to krzywe C przesuwają się tak silnie w lewo że konwencjonalne ośrodki chłodzące dają szybkość chłodzenia niedostatecznie by stal zahartować. TECHNOLOGIA OBRÓBKI CIEPLNEJ. Obejmuje 3 rodzaje zabiegów cieplnych: - wyżarzanie, - hartowanie, - odpuszczanie. Normalizacja ma na celu uzyskanie drobnoziarnistej i jednorodnej pod względem ziarna struktury. Wyżarzanie sferoidyzujące (zmiękczające) ma na celu uzyskanie perlitu z cementytem kulkowym. Wyżarzanie rekrystalizujące usuwa skutki zgniotu na ziarnie. NAPRĘŻENIA HARTOWNICZE. 1. naprężenia strukturalne - spowodowane deformacją sieci w wyniku przesycenia jej węglem, 2. naprężeniem cieplne spowodowane różną szybkością odprowadzenia ciepła z powierzchni i rdzenia przedmiotu. Hartowanie stopniowe - zmniejszenie naprężeń cieplnych. Hartowanie izotermiczne - ograniczenie naprężeń strukturalnych i cieplnych. Hartowanie powierzchniowe realizuje się głównie trzema metodami : - płomieniową (głębokość hartowania od 3 do 5 mm), - indukcyjna , (1 do 3 mm), - hartowanie laserowe.
ODPUSZCZANIE - jest to wygrzewanej stali zahartowanej. Obróbka podcezowa czyli wymrażanie - likwidacje austenitu szczątkowego poprzez schłodzenie stali bezpośrednio po hartowaniu do temp Mf. OBRÓBKA CIEPLNO - CHEMICZNA. Trzy zjawiska podstawowe: - 1. dysocjacja - rozpad jakiegoś związku z wytworzeniem atomu in statu nasiendi 2. adsorbcja - gromadzenie się pierwiastka na powierzchni przedmiotu,3. dyfuzja - wnikanie atomów w głąb materiału. Do dyfuzji potrzebne są: - różnice stężenia atomów, - odpowiednia temp, - odpowiedni czas. NAWĘGLANIE - gazowe. Nawęglaniu poddaje się stale do 0,2% C. Po procesie nasycenia warstwy wierzchniej węgiel przedmiot poddaje się hartowaniu i niskiemu odpuszczaniu. W warstwie wierzchniej uzyskuje się strukturę martenzyt + węglik. AZOTOWANIE. Do 100h. Azotowanie podwyższa: - twardość, - odporność na ścieranie3, - odporność na korozję - odporność na działanie temp. Struktura warstwy azotowanej jest to azotoferryt + azotki. Azotowanie odbywa się w temp 500 - 600ºC, węgloazotowanie 800 - 840ºC.
STALE STOPOWE: 1. stale konstrukcyjne: - niskostopowe o podwyższonej wytrzymałości, - stal do ulepszanie cieplnego, - stal do nawęglania, - stal do azotowania, - stale sprężynowe, - stale łożyskowe. 2. stele narzędziowe: - stale do pracy na zimno, - stale do pracy na gorąco, - stale szybkotnące. 3. stale o specjalnych właściwościach: - stale odporne na korozję, - stale żaroodporne i żarowytrzymałe, - stale odporne na ścieranie, - stale o specjalnych właściwościach fizycznych np. magnetycznych, cieplnych. Symbole pierwiastków stopowych dla stali konstrukcyjnych i specjalnych: krzem - S, mangan - G, chrom - H, nikiel - N, wolfram - W, kobalt - K, tytan - T, molibden - M, wanad - F, aluminium - J. Dla stali narzędziowych: : krzem - S, mangan - M, chrom - C, nikiel - N, wolfram - W, kobalt - K, tytan - T, molibden - L, wanad - V, aluminium - J. Oznaczenia. Na początku stali: 0 → ≤ 0,1 %C, 00 → ≤ 0,03 %C, Ł - stal łożyskowa, N - stal narzędziowa do pracy na zimno, W - stal narzędziowa do pracy na gorąco, S - stal szybkotnąca. Na końcu znaku: A - wyższa jakość. Dodatki stopowe powodują modyfikacje układu Fe - Fe3C w ten sposób, że wszystkie punkty charakterystyczne przesuwają się w lewo. Np. jeśli stal zawiera 1,5 %C i 5%Cr to struktura jest ledeburytyczna. STRUKTURY STALI STOPOWYCH: 1. struktura ferrytyczna, 2. ferrytyczno - perlityczna, 3. perlityczna, 4. ferrytyczno - austenityczna, 5. - austenityczna. WYDZIELENIA: 1 węgliki: M3C, M6C, M7C3, M23C6, M - pierwiastki węglikotwórcze. 2. azotki MN , M2N (ε), M4N (γ'). Pierwiastki ferrytotwórcze Cr, Mo, N. Przykład: 50 H21 G9 N4 : - 0,5% C , - 21% Cr, - 9% Mn , - 4% N. 18HGT : - 0,18% C, - ≤ 1,5% Cr, - ≤ 1,5% Mn , - ≤ 1,5% Tr.