Wykres żelazo cementyt 2,11% stale i składniki strukturalne:

-ciekły roztwór węgla w żelazie0-0,8% ferryt Fe roztwór stały węgla w żelazie krystalizujący w układzie reularnym przestrzennie centralnym; do 770stC rerryt jest ferromagnetyczny,a powyżej paramagnetyczny(nie jest magnetyczny);770stC temp Kiri-0,8% perlit- mieszanina cutektoidalna ferrytu i cementytu, powstaje z rozkładu austemitu w 727stC -przy zawartościach węgla 0 a 0,8 są stale podeutektoidalne mieszaniny ferrytu i perlitu -0,8-2,11%- stale nadeutektoidalne- mieszaniny perlitu i cementytu -austenit-roztwór stały węgla w żelazie krystlaizujący w układzie regularnym ściennie centrowanym i trwały powyżej 727stC i jest paramagnetyczny (jeśli stali nie można namagnetyzować to jest to struktura austenitu)1538stC-temp topnienia czystego żelaza -2,11-4,3- żeliwa białe, gdzie węgiel występuje w postaci cementytu *powyżej temp przemiany elektroidalnej tworzy się asustenit+ledeburyt+cementyt wtórny*poniżej perlit+cementyt+ledeburyt przemiennySKŁADNIKI STRUKTURALNE: Cementyt-zw.Żelaza z węglem, występuje cementyt pierwotny, wtórny i trzeciorzędowyLedeburyt-euteltyczna mieszanka austenitu i cementytu tworzy się przy krzepnięciu z cieczy o zawartości 4,3% węgla w temp 1150stC występuje w postaci ledeburytu przemienionego i pierwotnegoAusenit- Perlit- 4,3-6,67%-żeliwa szare, gdzie węgiel występuje w postaci grafitu 4,3%- ledeburyt przemienny poniżej temp przemiany autektoidalnej (730stC) 4,3%ledeburyt powyżej temp. 4,3-6,67% poniżej ledeburyt przemienny +cementyt 4,3-6,67% powyżej ledeburyt +cementyt pierwotny 6,67% cementyt SKŁADNIKI STRUKTURALNE:Ledeburyt, cementyt 1230stC-temp przy której zaczyna krystalizować się ciecz.

Likuridus- linia (powierzchnia) na której zaczyna się przemiana cieczy w ciało stałe Solidus- na niej kończy się przemiana cieczy w ciało stałe Eulektyka- mieszanina 2 lub więcej faz o określonym składzie która wydziale się z roztworów ciekłych lub stopów w określonej temp Przemiana eutektoidalna- Zachodzi w temp. 727ºC odwrócona przemiana fazowa której przy chłodzeniu z fazy stałej o składzie eutektoidalnym wydziela się mieszanian 2 faz stałych NA WYKRESIE polega na zmianie austenitu w 2 inne fazy stałe (ferryt alfa, cementyt) Austenit (0,8%), ferryt alfa(0,02%), cementyt(stała wartość) (6,67%) Przemiana eutektyczna- zachodzi w temp 1148stC odwracalna przemiana fazowa w wyniku której przy chłodzeniu 2 cieczy o składzie eutektycznym wydziela się mieszanina 2 faz stałych NA WYKRESIE polega na przemianie cieczy w 2 fazy stałe austenity i cementyt (L(4,3%) austenit (2,06%)+cementyt (6,67%) Przemiana perytektyczna-zachodzi w temp 1495stC odwracalna przemiana fazowa w wyniku której przy chłodzeniu 2 cieczy i fazy stałej o składzie pertyktycznym wydziela się nowa faza stała NA WYKRESIE polega na L(0,53%)+delta(0,1%)- >gamma(0,16%)) żelazo ma 3 odmiany alotropowe (od najniższych temp) Alfa(BCC),gamma(FCC), delta(BCC) Układ- stop metaliczny w którym badamy przemiany zachodzące przy nagrzewaniu lub chłodzeniu Faza-jednorodna część układu w jednakowych własnościach fizycznych i jednakowym sładzie chemicznym Stopy metali składają się ze składników: w ogóle się nie rozpuszczają, częściowo lub całkowicie po stopieniu tworzą jedną fazę(ciekły roztwór metaliczny) Stopy żelazo-węgiel: -żelazo czyste zawiera (0,007%domieszek)-żelazo elektrolityczne (0,02%domieszek)-żelazo karbonylkowe( 0,03%domieszek)-fearmco-(0,1-0,2%domieszek) Stopy o budowie Fe i Fe3C *Żelazo techniczne(0.008%C),*staliwo(0,008-2,1%C),*surówka biała(>2.11%),*surówka szara(>4,30%). Surówki białe- z uwagi na dużą zawartość cementytu są bardzo twarte kruche i nieskrobalne Żeliwa-białe0,4%węgla, szare >4,3% węgla /Szare dzielimy na: zwykłe,modyfikowane,ciągliwe Żeliwo szare wykorzystuje się np: (tłoki, tuleje, bloki cylindrowe, panewki) Żeliwo ciągliwe- otrzymuje się przez grafityzujące wyżarzanie odlewów, wykazuje ono dobrą wytrzymałość, plastyczność Żeliwa zachowują swoje właściwości do temp 400stC

PROCES WYTWARZANIA STALI:-wytwarzanie surówki z rudy żelaza

-wytapianie stali w procesach stalowniczych i wykonywanie wyrobów hutniczych (walcowanie, kucie) Składniki do wytwarzania żelaza:ruda magnetutu (72%Fe),hemotyt(70%Fe), syderyt(48%) Ciągłe odlewanie stali->krystalizacja> wykonywanie gotowych elementów(kątowniki, pręty) Stal- plastycznie i cieplnie obrabialny stop żelaza z węglanu i z innych pierwiastków otrzymywany w procesach stalowniczych ze stanu ciekłego. Graniczna zawartość węgla w stali 2,11% Staliwo- jest stopem żelaza z węglem w stanie lotnym jest to stal do odlewania przeznaczone na odlewy o dużych obciążeniach dynamicznych. Węgla powyżej 2,11% (skurcz staliwa 2%,temp odlewania 1600-1700stC,odlewa się w formy suche) Plastyczność mniejsza niż stali , wytrzymałość porównywalna ze stalą. Staliwo o wyższych parametrach L500-650-stosowane na elementy obciążone(koła wagonów) L650-staliwo wysokowęglowe używa się na bardziej obciążone elementy (koła zębate) Wszystkie gatunki staliwa są spawalne.

Wpływ składników chemicznych na wł. Stali Mangan- podwyższa wytrzymałość, korzystnie wpływa na zgrzewanie,Krzem- polepsza wytrzymałość, poprawia zgrzewalność Fosfor-podwyższa wytrzymałość i twardość, gwałtownie obniża plastyczność ,kruchość na zimno Siarka-na gorąco siarczki powodują pęknięcia i naderwania, kruchość na gorąco(>800stC)Wodór- powoduje kruchość stali,Azot- tworzy twarde i kruche azotki.Klasyfikacja stali:1.konstrukcyjne:

-zwykłej jakości(zawartość P i S 0.05%)konstrukcje spawalne,-wyższej(P i S 0,04%)obrabianie cieplne -najwyższej(P i S 0,03%)2.stale narzędziowe(płytkokartujące, głębokokartujące) 3. stale o szczególnych właściwościach (magnetycznie miękkie,łatwo obrabialne mechanicznie)

Stale stopowe-stale węglowe które mogę pracować w tem od -40 do +300stC w środowiskach które nie oddziałują szkodliwie na te stale.Rodzaje stali: niskostopowe o podwyższonej wytryzmałości, do nawęglania, do ulepszania cieplnego, do azotowania, sprężynowe, na łożyska tarcze Hartowanie- nagrzewanie stali do temp 800-900stC i gwałtownym chłodzeniu(w wodzie,oleju)Po hartowaniu otrzymujemy strukturę twardą i wytrzymałą ale występuję wysoki stan napreżen sciskających co może spowodować pęknięciaHartowanie i odpuszczanie- ulepszanie cieplne- umożliwa uzyskiwanie wysokiej wytrzymałości przy dluzszej ciągłości .

Stale odporne na korozje: trudnordzewiejące(z dodatkiem Cu, Ni , Al.), nierdzewiejące (niska zawartość węgla,)kwasoodporne(poddaje się je obrócbe cieplnej 1000-1150stC hartowanie powoduje ze stal jest najbardziej odporna na korozje)Stale i stopy narzędziowe- służą do obróbki skrawaniem, przeróbki plastycznej , produkcji przyrządów. Stale i stopy o szcz. Właściwościach magnetycznych- żelaco, stale niskowęglowe, stale krzemowe struktura tych materiałów powinna być gruboziarnista Zawartość C,S,P powinna być jak najmniejsza) Na magnesy trwałe stosujemy: Stale węglowe(1-1,5%C), stale stopowe (1%C,W,Cr,Co) Stopy o dużym oporze elektrycznym- Ni i Cr zwane nichomanami i inne stale CuAl Węgliki spiekane- węgliki metali które wtapie się w osnowę Ni lub Co spieka się je w temp 1500-2000stC twardość 88-90HRC(bardzo wysoka) Cermetale- są to spieki wysokotopliwych i twardych węglików. Cechują się dużą twardością i kruchością w temp otoczenia i mają wysoką wytrzymałośc w podwyższonych temp.(np.do wiertnictwa, górnictwa) Stopy- skłądaja się z kilku pierwiastków, mają wiązanie metaliczne. Cechy metali: dobre przewodzenie cieplne i elektryczne, dodatni współczynnik rezystywnośc) Plastyczność-zdolność do trwałych odkształceń pod wpływem obciążeń zewnętrznych.Polimery-(tworzywa sztuczne,plastiki) są materiałami organicznymi złożonymi ze związków węgla np. MER. Charakteryzują się małą gęstością, izolacyjnymi właściwościami cieplnymi, słabo odbijają światło.Kompozyty-materiały kompozytowe są połączeniem 2 lub więcej odrębnych faz składników, składają się one z osnowy. Osnowa utrzymuje włókna ,drobne cząstki i przenosi na nie obciążenie.

Materiały ceramiczne- m. nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wiązaniach międzyatomowych zaliczamy do nich(ceram.inż, cem. Szklaną, cermetale)Defekty-odstępstwa od doskonałego rozmieszczenia atomów w przestrzeni. Defekty wpływają na : wytrzymałość, twardość, plastyczność, podatność na obróbke Rodzaje wakansów: brak atomu w miejscu jonu dodatniego/ujemnego, defekt preukla(dodatkowy atom obcy rozpychający), efekt sztokiego(para wakansów w miejscu dodatniego i ujemnego ),pustki(brak kilku atomów) Dyskolacje- defekt liniowy np.: krawędziowe, śrubowe(błąd ułożenia siatek w kształcie śrubowym),mieszane *Idealne struktury są w długie i cienkie zwane Wiskery. Mają one zbliżoną wytrzymałość do wytrzymałości teoretycznej *Wprowadzając dodatkowe defekty struktuty do danej granicy zwiększamy wytrzymałość *Izotropia i anizotropia właściwości mechanicznych.Metale bezpostaciowe- szkło, tworzywa sztuczne we wszystkich warunkach mają właściwości izotropowe. Materiały konstrukcyjne powinny odnaczać się właściwościami izotropowymi, czemu sprzyja drobnoziarnista struktura. Histereza cieplna- różnica między temp topnienia i krzepnięciaChłodzenie wolne- w tem poniżej temp krzepnięcia mamy spadek a potem wzrost tem cieczy do tem krzepnięcia(powstają większe ziarna) Chłodzenie szybkie- szybciej następuje krystalizacja ziarna będą małe i mają większą wytrzymałośćKrzepnięcie zachodzi wtedy gdy : zmniejszenie energii swobodnej związanekj z przejściem ciekłego w stan stały będzie ono większe niż wzrost energii związanej z powstaniem powierzchni rozdziału.Czynniki wpływające na przebieg krystalizacji: maksymalna temp nagrzania ciekłego metalu przed odlewaniem i czas wygrzewania w tej tmp by ujednorodnić temp w całej obj metalu),właściwa temp. Odlewania, sposób odlewania, szybkość chłodzenia. Krystalizacja pierwotna- ciecz wlewana jest do wlewnicy i polega na utworzeniu zarodków nowych ziarn i wzroście przez migrację Rekrystalizacja wtórna - zachodzi ona w temperaturze znacznie wyższej od temperatury rekrystalizacji w materiałach w których uprzednio zakończone zostały procesy rekrystalizacji pierwotnej.-Odkształcenia: a) sprezyste- po zadaniu siły obciążajacej materiał zmienia kształt potem po zdjęciu powraca do stanu poczatkowego; nieduza siła- odkształcenia liniowe, duża-nieliniowe; w przekroju poprzecznym sa naprezenia styczne- Moduł KirhoffA, w połużnym- Younga; wartość proporcjonalna okreslana modułem Younga to naprezenie do odkształcenia w zakresie prawa Hooka- okreslaja naprezenia podluzne (sigma przez suma= E= tgalfa), b) plastyczne-  nie powraca do stanu pocztakowego; zachodzi na drodze poślizgu(przemieszczanie sie siatki po płaszczyznach łatwego poslizgu, usytuowane pod katem 45 stopni; im wiecej płaszczyzn poślizgu tym materiał bardziej plastyczny; w strukturze a1 i a2 metale latwiej sie odkształcaja niź w a3; najczesniej w układzie heksagonalnym wystepuje ) i  bliźniakowania (wystepuje zwykle w materiałach a1 i a3. polega na tym ze czesc kryształków przybiera położenie będące zwierciedlanym odbiciem pozostałych czesci kryształu) Umocnienie materialu - zjawisko zwiekszania oporu na zimno i zagęszczenia dyslokacji. wzrasta wytrzymałosć doraźna i twardość a zmniejsza sie plastycznosć przewężenie i udarność. po zgniocie maleje przewodnictwo elektryczne i magnetyczneMakropękniecie- jeśli naprezenia wywolane siłami zew. przekrocza wytrzymałośc metalu nastepuje oddzielenie czesci kryształów; rozdzielenie całkowite to dekohezja- zlom.Rodzaje zlomów-*Kruchy powstaje bez uprzednego odkszatłcenia plastycznego. rozdzielenie kryształóW nastepuje przez oderwanie. płaszczyzna oderwania jest prostopadła do kierunku naprężen *Poślizgowy- ścięcie w wyzniku naruszenia spójności kryształu w płacszczyznach poślizgu. poprzedzone jest wystapieniem odksztalcenia plastycznego. odporność na zniszczenie to wytrzymalość na ścinanie.

Rekrytsalizacja - materiał zgnieciony w temp otoczenia moze byc w stanie rownowagi przez długi okres czasu. kadm cyna itp moga zmieniac budowe w odkształconym ziarnie. w pozostałych nie ma rekrystalizacji- zmiany zgdniecionego ziarna. moze ona nastapić tylko pod działaniem okreslonej temp. wtedy sa zjawiska: zdrowienie i poligonizacja, rekrystalizacja pierwotna, rozrost ziarenzdrownienie- zmniejszenie gestości wakansów i dyslokacji przy podgrzaniu Fe do 300-400stC Poligonizacja przy wyzszych temp, dyslokacje ułozone w sposob nieuporzadkowany ulegaja spietrzeniu. Rekrystalizacja- przy podgrzaniu do temp rekrystalizacji nastepuje przywrócenie zgniecionemu materiałowi prawidlowej struktury krystalicznej i własciwosci mechanicznych Rekrystalizacja wtórna - rozrost ziaren przy dalszym ogrzewaniu Budowa stopów- 2 lub wiecej składników, główny to metal; skład chemiczny stopu w % wagowych lub atomowych; metoda otrzymywania stopów jest stapianie ze soba poszczególnych stopów lub spiekanie dyfuzja w stanie stałym Stopy maja budowę krystaliczna, struktura zależy od oddziaływania składu  w krystalizacji. jeśli brak jest oddziaływania to po zakrzepnięciu mamy mieszaninę ziaren Ai B.  jeśli składniki wchodzą ze sobą w eakcje chemiczne to powstają kryształy zw chem i faz międzymetalicznych a jeśli stapiane metale rozpuszczają sie tworzą kryształy roztworów stałych

Roztwory stałe ciagle- gdy metale rozpuszczaja sie w sobie nieograniczenie, jesli ograniczenie- rostwory stałe graniczne