Stale konstrukcyjne
Ogólne wymagania stawiane stalom konstrukcyjnym
- łatwa spawalność CEV=<0,45
- wysoka ciągliwość (odporność na kruche pękanie)
- jak najwyższa wytrzymałość
- jak najniższa cena
Uzasadnienie zawartości węgla w stalach konstrukcyjnych,
- zawartość węgla nie większa niż ok. 0,5% - odporność na obciążenia i dobra ciągliwość
Sposoby podwyższania wytrzymałości stali konstrukcyjnych
- umacnianie roztworowe i normalizowanie
- umacnianie wydzieleniowe
- umocnienie wynikające z ulepszania cieplnego
- umocnienie wynikające ze struktury bainistycznej
- dodatek pierwiastków Cr, Mn, Si, Ni, Mo – polepszenie hartowności
- Cr, V, Mo, W zwiększają twardość i odporność na ścieranie
- obróbka cieplna, regulowane walcowanie
Stale konstrukcyjne trudnordzewiejące (typu CORTEN) – wyjaśnienie zjawiska, zastosowanie
- zwiększona odporność na warunki atmosferyczne – stal tworzy ochronną powłokę na swojej powierzchni pod wpływem pogody
- zastosowanie: rzeźby zewnętrzne, mosty, transport morski
Stale maszynowe
Ogólne wymagania stawiane stalom maszynowym
- wysoka wytrzymałość, wysoka ciągliwość, odpowiednia hartowność, dobra skrawalność
Uzasadnienie zawartości węgla oraz główna rola dodatków stopowych
- średnia zawartość węgla (0,25-0,5%) ze względu na ciągliwość
- dodatki stopowe: zapewniają głównie hartowność, niektóre polepszają również ciągliwość
- Ni (ciągliwość, wytrzymałość, hartowność)
- V, Ti (hamowanie rozrostu ziaren – ciągliwość i wytrzymałość)
- Mo, Cr (opóźnianie przemian odpuszczania więc wyższa temperatura i wyższa ciągliwość
- regulowana zawartość S dla odpowiedniej skrawalności
Uzasadnienie najczęściej stosowanej obróbki cieplnej
- hartowanie i wysokie odpuszczanie – optymalne skojarzenie wytrzymałości i ciągliwości
Kryteria doboru stali maszynowych
- hartowność (decyduje o własnościach przedmiotu oraz cenie)
- wytrzymałość (głównie zawartość C, temp. Odpuszczania, ziarno, dodatki itd.)
- ciągliwość (odporność na pękanie) - %C, ziarno, Ni, domieszki itd.
Stale odporne na korozję elektrochemiczną (nierdzewne i kwasoodporne)
Główny dodatek stopowy – przyczyny konieczności jego stosowania w dużych ilościach
- Cr (jedyny konieczny dodatek) , min 10,5% - tworzy warstwę pasywną
Nikiel jako dodatek stopowy – przyczyny jego stosowania mimo bardzo wysokiej ceny
- w przypadku dodania więcej niż 8% Ni do stali zawierających co najmniej 18% Cr stale wykazują strukturę austenitu – wyższe własności mechaniczne, większa odporność na korozję i mniejsza skłonność do rozrostu ziarn
Możliwe do uzyskania struktury w tej grupie stali (podstawa klasyfikacji) – zalety i wady
- ferrytyczne, martenzytyczne, austenityczne (umacniane wydzieleniowo), ferrytyczno-austenityczne (ponad dwa razy większa granica plastyczności niż austenitycznych, dobra odporność na pęknie naprężeniowo-korozyjne, korozję wżerową), austenityczno-martenzytyczne, austenityczne bez niklu
Korozja międzykrystaliczna w tej grupie stali – przyczyny i konsekwencje
- przerwanie warstwy pasywnej tlenku Cr