Streszczenie Materiały techniczne i ich właściwości
Materiały techniczne i ich właściwości: Przewodnik dla studentów
Wprowadzenie
Ten materiał edukacyjny podsumowuje podstawowe informacje o żeliwach i stalach do samodzielnej nauki. Skupia się na definicjach, klasyfikacji, właściwościach i zastosowaniach poszczególnych typów żeliw i stali, wraz z praktycznymi przykładami. Materiał jest przeznaczony dla uczniów, którzy studiują materiały poza ogólnym tematem „Materiały techniczne" (temat ten jest omówiony gdzie indziej).
Definicja: Stal to stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami o zawartości węgla do $2{,}14%$. Żeliwo to stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami o zawartości węgla większej niż $2{,}14%$.
Podstawowy podział materiałów metalowych
Krótki podział materiałów metalowych ze względu na rodzaj i gęstość:
| Grupa | Charakterystyka | Typowa gęstość | Przykłady |
|---|---|---|---|
| Stopy żelaza | Stale, żeliwa | zmienna | elementy konstrukcyjne, odlewy |
| Metale nieżelazne ciężkie | metale poza Fe o gęstości powyżej $5,\mathrm{kg/dm^3}$ | > $5,\mathrm{kg/dm^3}$ | Cr, Co, W, Pb, Cu, Zn |
| Metale nieżelazne lekkie | metale poza Fe o gęstości do $5,\mathrm{kg/dm^3}$ | < $5,\mathrm{kg/dm^3}$ | Al, Mg, Ti, Be, Li |
Czy wiesz, że miedź i jej stopy, aluminium i jego stopy oraz stale odlewnicze należą do najczęściej stosowanych materiałów metalowych w praktyce?
Stale odlewnicze
Czym są stale odlewnicze
- Są to stopy żelaza, węgla i innych pierwiastków, używane do produkcji odlewów.
- Dzielą się ze względu na stopień stopowania na stale odlewnicze węglowe oraz stale odlewnicze stopowe.
Definicja: Stal odlewnicza węglowa to stal bez znaczącego stopowania, której właściwości zależą głównie od zawartości węgla i pierwiastków towarzyszących.
Oznaczanie stali (przykład systemu)
- Format: 42 XX XX
- „42” oznacza klasę norm dla hutnictwa.
- Drugie dwucyfrowe oznaczenie określa rodzaj stali ze względu na stopień stopowania:
- 26 = stale odlewnicze węglowe
- 27 = stale nisko- i średniostopowe odlewane do form piaskowych
- 28 = inne metody, np. materiały na magnesy trwałe
- 29 = stale odlewnicze wysokostopowe
- Trzecie dwucyfrowe oznaczenie:
- w przypadku stali stopowych wskazuje grupy pierwiastków stopowych
- w przypadku stali węglowych 00–29 = odlewanie innymi metodami niż do form piaskowych
- 30–99 = przybliżona granica wytrzymałości na rozciąganie w $10,\mathrm{N\cdot mm^{-2}}$ (np. 30 ≈ $300,\mathrm{N\cdot mm^{-2}}$)
Praktyczny przykład: kod 42 27 50 oznaczałby stal odlewniczą klasy 42, nisko-/średniostopową, o przybliżonej granicy wytrzymałości na rozciąganie $500,\mathrm{N\cdot mm^{-2}}$.
Żeliwa — właściwości i rodzaje
Ogólne właściwości żeliw
- Zawierają więcej węgla niż stal (powyżej $2{,}14%$) oraz znaczne ilości domieszek, zwłaszcza Si, Mn, P, S.
- Zwiększa się ilość fazy eutektycznej podczas krzepnięcia.
Definicja: Żeliwo to stop żelaza z węglem i innymi dodatkami, w którym węgiel często wydziela się w postaci grafitu lub węglików w strukturze eutektycznej.
Grafit i jego rola
- Grafit to krystaliczna forma węgla, układ heksagonalny, dobra przewodność cieplna, miękki.
- Kształt wydzielonego grafitu decyduje o rodzaju żeliwa.
Tabela najczęstszych rodzajów żeliw według kształtu grafitu:
| Rodzaj żeliwa | Kształt grafitu | Dawna nazwa | Właściwości | Zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| Żeliwo z grafitem płatkowym | płatki/łuski | żeliwo szare | dobra zdolność tłumienia drgań, łatwa obrabialność | pokrywy, słupy, piece, tłoki |
| Żeliwo z grafitem kulkowym | kulki | żeliwo sferoidalne | wyższa ciągliwość i udarność | części maszyn, zawory, konstrukcje |
| Żeliwo z grafitem wermikularnym | kształt wermikularny | żeliwo wermikularne | właściwości pośrednie między żeliwem szarym a sferoidalnym | przemysł motoryzacyjny |
| Żeliwo ciągliwe | płatki grafitu po wyżarzaniu ujednorodniającym | żeliwo ciągliwe (GJM) | połączenie twardości i większej udarności po obróbce cieplnej | części wymagające wyższ |
Zarejestruj się po pełne podsumowanieMasz już konto? Zaloguj się
Żeliwa i stale - przegląd
Klíčové pojmy: Stal zawiera węgiel do $2{,}14\%$, a żeliwo powyżej $2{,}14\%$., Metale nieżelazne dzielimy na lekkie (o gęstości < $5\,\mathrm{kg/dm^3}$) i ciężkie (> $5\,\mathrm{kg/dm^3}$)., Oznaczenie stali 42 XX XX: 42 = klasa norm, rodzaj stopowania, trzecia dwucyfrowa liczba = grupy pierwiastków lub granica wytrzymałości., Grafit to forma węgla; jego kształt decyduje o rodzaju żeliwa i jego właściwościach., Żeliwo szare = grafit płatkowy; dobre tłumienie drgań, zastosowanie np. pokrywy i tłoki., Żeliwo sferoidalne = grafit sferoidalny; wyższa ciągliwość, zastosowanie do części maszyn., Żeliwo wermikularne = pośrednie między szarym a sferoidalnym; stosowane w przemyśle motoryzacyjnym., Żeliwo ciągliwe powstaje przez wyżarzanie żeliwa białego; zwiększa wytrzymałość i ciągliwość., Przez modyfikowanie (dodając Mg) przekształcamy grafit płatkowy w sferoidalny., Kształt grafitu zasadniczo wpływa na właściwości mechaniczne żeliwa.