LABORATORIUM NR 2

2.1. Na podstawie obserwacji mikroskopowej szlifu (wg PN-66/H-04505) oznaczyć mikrostrukturę stali i dokonać ocenę grubości płytek oraz procentowy udział perlitu i ferrytu.

2.2.Narysować układ żelazo - węgiel i dokonać opisu charakterystycznych linii i punktów w odniesieniu do odpowiednich przemian stali ze wzrostem temp. wytopu.

2.3.Przedstawić i krótko scharakteryzować kolejne etapy procesu hutniczego.

ZAD. 2.1.

Próbka 1: struktura ferrytyczna, zawartość perlitu - ok. 2 %

Próbka 2: struktura ferrytyczno - perlityczna, zawart. perlitu - ok. 50 %

ZAD. 2.2.

Stal i stopy żelaza występują w kilku odmianach, które zależą od ułożenia atomów żelaza w siatce krystalicznej. Najważniejszym składnikiem zmieniającym własności stali jest węgiel.

Składnikami struktur stopów żelaza są:

• ferryt - roztwór nasycony węgla w żelazie (C=0,006%),

• cementyt - węglik żelaza o największej zawartości węgla (C = 6,67 %)

• perlit - mieszanina eutektoidalna płytek ferrytu i cementytu

• ledeburyt - mieszanina eutektyczna perlitu i cementytu

• austenit - roztwór stały węgla w żelazie γ (C do 2%)-odmiana nietrwała,

• bainit - mieszanina cementytu w osnowie przesyconego żelaza α - odmiana nietrwała

LIQUIDUS - linia rozdzielająca fazę ciekłą od półciekłej,

SOLIDUS - oddziela fazę półciekłą od stałej

ZAD. 2.3.

1) Produkcja surówki.

a) materiał wyjściowy dla surówki to tzw. wsady:

• rudy żelaza - minerały (magnetyt, hematyt, limonit, syderyt -

25 -70% Fe),

• koks - dostarczenie ciepła, redukcja tlenków,

• topniki (wapień, magnezyt, dolomity itp.) - dla ułatwienia stopienia minerałów z rudą żelaza i oddzielenia zanieczyszczeń niemetalicznych od żelaza

b) proces wielkopiecowy - materiał układany jest warstwami.

• w dolnej części pieca wytwarza się CO₂ (spalanie koksu),

• CO₂ zostaje odtleniony na tlenek węgla przechodząc przez koks

CO₂ + C → 2CO

• tlenek węgla odtlenia rudy w temp. pow. 850 ⁰C; powstaje czyste żelazo:

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

- nawęglanie żelaza, rozpuszcza się w nim krzem, mangan, fosfor, siarka

2) Produkcja stali i żeliwa.

1. świeżenie - zmniejszenie ilości dodatków stopowych (węgiel, krzem, siarka, fosfor, mangan) przez bezpośrednie działanie powietrza lub tlenu na płynną surówkę. Wypalone dodatki tworzą warstwę żużla na powierzchni metalu.

2. dalsza obróbka - stal płynna wylewana jest z pieca do kadzi, następnie do wlewnic (form), gdzie krzepnie w postaci wlewki przed dalszą obróbką

3. obróbka cieplna :

-wyżarzanie (ujednoradniające, normalizujące, rekrystalizujące,

odprężające),

-hartowanie

-odpuszczanie

4. po obróbce otrzymuje się:

• stal - obróbka plastyczna, walcowanie, tłoczenie, przeciąganie

• żeliwo - przetopienie surówki ze złomem żeliwnym lub stalowym

• staliwo

---