Cechy i właściwości metali

Prezentacja na temat: "Cechy i właściwości metali"— Zapis prezentacji:

1 Cechy i właściwości metali

2 Cechy metali

3 Właściwości fizyczne metali
Temperatura topnienia; Gęstość; Ciepło właściwe; Rozszerzalność cieplna; Przewodność elektryczna; Przewodność cieplna; Właściwości magnetyczne;

4 Podział metali ze względu na temperaturę topnienia

5 Podział metali ze względu na gęstość

6 Własności mechaniczne
metali

7 Właściwości mechaniczne
Wytrzymałość. Udarność. Twardość.

8 Rodzaje odkształceń ścinanie rozciąganie ściskanie wyboczenie zginanie
skręcanie

9 Młot Charpy’ego

10 Twardościomierz Brinella

11 Zasada pomiaru met. Brinella

12 Twardościomierz Rockwella

13 Zasada pomiaru met. Vickersa

14 Właściwości technologiczne

15 Próby badania plastyczności

16 Próby badania plastyczności

17 Próby badania plastyczności

18 Budowa metali i stopów metali
Sieci krystaliczne metali Zmiany stanu skupienia Proces topnienia i krzepnięcia czystego metalu Stopy metali

19 Sieć płasko-centryczna

20 Sieć przestrzennie-centryczna

21 Sieć heksagonalna

22 Wpływ ciśnienia i temperatury na zmiany stanu skupienia

23 Powstawanie struktury komórkowej i dendrytycznej

24 Powstawanie struktury komórkowej
Proces krzepnięcia rozpoczyna się od pojawienia się małych kryształków zwanych zarodkami krystalizacji. Zarodki te rozrastając się obejmują stopniowo coraz większą objętość substancji.

25 W takim przypadku powstaje
Równomierne odprowadzanie ciepła powoduje że zarodki krystalizacji rozrastają się równomiernie we wszystkich kierunkach. W takim przypadku powstaje STRUKTURA KOMÓRKOWA

26 Narastanie kryształów komórkowych

27 Powstawanie struktury dendrytycznej
Nierównomierne odprowadzanie ciepła podczas procesu krzepnięcia substancji powoduje że zarodki krystalizacji rozrastają się nierównomiernie i rosną w jednych kierunkach szybciej a w innych wolniej. W takim przypadku powstaje STRUKTURA DENDRYTYCZNA

28 Narastanie kryształów
dendrytycznych

29 Stopień przechłodzenia
tk –temp. krzepnięcia tp - temp. przechłodzenia

30 Różnica pomiędzy temperaturą krzepnięcia i temperaturą przechłodzenia nazywa się STOPNIEM PRZECHŁODZENIA

31 Budowa stopów Stopami nazywa się substancje wieloskładnikowe wykazujące własności metaliczne i powstałe z fazy ciekłej. W stanie stałym stop przybiera postać krystaliczną. W stanie stałym mogą występować w stopach dwa rodzaje faz jednorodnych: roztwory stałe; fazy międzymetaliczne.

32 Budowa stopów

33 Roztwory stałe Roztwory stałe powstają wówczas, gdy w skład sieci strukturalnej wchodzą przynajmniej dwa rodzaje atomów. różnowęzłowe międzywęzłowe nadstruktura

34 Faza międzymetaliczna
Fazę międzymetaliczną cechuje odrębność struktury sieciowej w porównaniu z czystymi składnikami i określone pozycje atomów składników w węzłach sieci.

35 Stal i jej rodzaje. Ogólna charakterystyka stali. Rodzaje stali.
Oznaczanie gatunków stali.

36 Ogólna charakterystyka stali.
Stal jest to stop żelaza z węglem o zawartości węgla do dwóch procent.

37 Rodzaje stali.

38 Rodzaje stali.

39 Rodzaje stali.

40 Oznaczanie gatunków stali
MSt 1 St 2 S Stale węglowe konstrukcyjne zwykłej jakości Stale węglowe konstrukcyjne wyższej jakości 18 32 Stale węglowe narzędziowe N 7 N 8

41 Oznaczanie gatunków stali
Stale stopowe konstrukcyjne. Znak tych stali składa się z liczby oznaczającej zawartość węgla w setnych częściach procenta i kolejnych liter wraz z cyframi oznaczającymi dodatki stopowe. G – mangan S – krzem H – chrom N – nikiel M – molibden F – wanad I – aluminium T - tytan Przykład: 30H2G2M Stal stopowa konstrukcyjna o zawartości węgla 0,30 %, której głównymi dodatkami stopowymi są chrom w ilości 2 %, mangan 2 % i molibden o zawartości poniżej 1,5 %.

42 Oznaczanie gatunków stali
Stale stopowe narzędziowe do pracy na zimno. Znak tych stali składa się z litery N i kolejnych liter oznaczających dodatki stopowe. M – mangan S – krzem C – chrom W – wolfram V– wanad L – molibden P – grupa pierwiastków chrom – nikiel - wanad Przykład: NCWV Stal stopowa narzędziowa do pracy na zimno której głównymi dodatkami stopowymi są chrom, wolfram i wanad.

43 Oznaczanie gatunków stali
Stale stopowe narzędziowe do pracy na gorąco. Znak tych stali składa się z litery W i kolejnych liter oznaczających dodatki stopowe. M – mangan S – krzem C – chrom N – nikiel L – molibden W – wolfram B - bor Przykład: WCL Stal stopowa narzędziowa do pracy na gorąco której głównymi dodatkami stopowymi są chrom i molibden

44 Oznaczanie gatunków stali
Stale stopowe narzędziowe do szybkotnące. Znak tych stali składa się z litery S i litery oznaczającej głowny dodatek stopowy. M – mangan S – krzem C – chrom N – nikiel L – molibden W – wolfram B - bor Przykład: SW18 Stal stopowa narzędziowa do szybkotnąca której głównym dodatkiem stopowym jest wolfram w ilości ok. 18 %

45 Stopy miedzi. Ogólna charakterystyka miedzi. Stopy miedzi.

46 Ogólna charakterystyka miedzi.
Barwa czerwono-złota; Dobra przewodność cieplna i elektryczna;

47 METODY BADANIA BUDOWY METALI I STOPÓW

48 Własności metali i stopów zależą od ich budowy wewnętrznej
Własności metali i stopów zależą od ich budowy wewnętrznej. Nauka, która zajmuje się opisem budowy metali i stopów, nazywa się metalografią. Badania mające na celu określenie budowy dzielimy na: -makroskopowe -mikroskopowe -badania rentgenowskie strukturalne

49 Badania makroskopowe Badania te wykonuje się w celu wykrycia:
Badania makroskopowe polegają na obserwacji przedmiotu gołym, nieuzbrojonym okiem. Badania te wykonuje się w celu wykrycia: Wad materiału(pęcherze gazowe, pęknięcia itp.) Niejednorodności budowy spowodowanej obróbką plastyczną. Niejednorodności składu chemicznego, zwanej segregacją.

50 Albo określenia: Rozłożenia zanieczyszczeń w metalu. Sposobu wykonania przedmiotów Prawidłowości wykonania wykonania spoin i połączeń zgrzewanych

51 Próba Baumana Za pomocą tej próby można określić rozmieszczenie siarczków w stali.Kwas siarkowy, działając na siarczki żelaza i siarczki manganu zawarte w stali, powoduje reakcje FeS+H2SO4 = FeSO4+H2S MnS+H2SO4 = MnSO4+H2S Rozkład siarczków w nicie stalowym

52 Badania mikroskopowe Badania te wykonuje się w celu określenia struktury metali i stopów pod powiększeniem krotnym. Za pomocą mikroskopu optycznego można określić strukturę metalu, wielkość ziarn,zawartość zanieczyszczeń oraz jakiej obróbce metal był poddawany.

53 Defektoskopia Wewnętrzne wady metali wykrywa się metodami:
radiograficzną, magnetyczną, ultradźwiękową. Metoda radiograficzna – prześwietlenie przedmiotu promieniami X lub gamma. Źródłem promieni X jest lampa rentgenowska. 1-katoda,2-przesłona 3-anoda,4-strumień elektronów,5-promieniowanie

54 Zasada badań radiograficznych:
Wady uwidocznione są na kliszy w postaci plam.Na ich podstawie można wnioskować o wielkości i położeniu wady. 1- źródło promieniowania,2-badany przedmiot 3-stopień zaczernienia kliszy

55 Metoda ultradźwiękowa umożliwia wykrycie wad występujących w metalach w postaci pęcherzy, pęknięć itp. Polega na obserwowaniu (na oscyloskopie) zaburzeń fali ultradźwiękowej.

56 Paliwa, oleje i smary

57 Paliwa

58 Właściwości paliw

59 Właściwości paliw ciężkich

60 Hartowanie Odpuszczanie Wyżarzanie
Obróbka cieplna Hartowanie Odpuszczanie Wyżarzanie

61 Hartowanie                                                                   

62 Hartowanie Ogólna charakterystyka hartowania Rodzaje hartowania

63 Zakres temperatur wygrzewania podczas hartowania

64 Rodzaje hartowania

65 Rodzaje hartowania

66 Rodzaje hartowania z ogrzewaniem na wskroś

67 Wyżarzanie

68 Wyżarzanie Ogólna charakterystyka wyżarzania Rodzaje wyżarzania

69 Ogólna charakterystyka wyżarzania
Wyżarzanie jest zabiegiem cieplnym polegającym na nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury wygrzaniu w tej temperaturze a następnie bardzo wolnym chłodzeniu ( najczęściej wraz z piecem )

70 Rodzaje wyżarzania

71 Zakres temperatur powrót

72 Wyżarzanie ujednoradniające
Temperatura wygrzewania ( 1000 – 1250 ) Czas wygrzewania ( 12 – 15 h ) Cel zabiegu (usunięcie niejednorodności składu chemicznego powstałej podczas krzepnięcia stali)

73 Wyżarzanie normalizujące
Temperatura wygrzewania ( 500 C powyżej lini A 3) Cel zabiegu otrzymanie równomiernej drobnoziarnistej struktury wykres

74 Wyżarzanie zmiękczające
Temperatura wygrzewania ( w przybliżenie temp. lini A1 ) Cel zabiegu stosuje się do stali w których występują duże kryształy cementytu

75 Wyżarzanie odprężające
Temperatura wygrzewania ( 550 – C ) Cel zabiegu usunięcie lub zmniejszenie naprężeń własnych powstałych w materiale wskutek zgrubnej obróbki skrawaniem, odlewania, spawania lub obróbki plastycznej

76 Rodzaje odpuszczania

77 Zakres temperatur odpuszczania

78 Zakres temperatur powrót

79 Odpuszczanie niskie usunięcie naprężeń własnych bez spadku twardości
Temperatura wygrzewania ( C ) Cel zabiegu usunięcie naprężeń własnych bez spadku twardości

80 Temperatura wygrzewania
Odpuszczanie średnie Temperatura wygrzewania ( ) Cel zabiegu (zachowanie wysokiej wytrzymałości i sprężystości przy dostatecznie dużej ciągliwości )

81 Temperatura wygrzewania
Odpuszczanie wysokie Temperatura wygrzewania ( C ) Cel zabiegu uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości przy zachowaniu dużej twardości i odporności na uderzenia wykres

82 Obróbka cieplno - chemiczna

83 Obróbka cieplno - chemiczna
Nawęglanie

84 Nawęglanie Ogólna charakterystyka nawęglania Rodzaje nawęglania

85 Ogólna charakterystyka nawęglania
Nawęglanie polega na wprowadzeniu węgla do warstw powierzchniowych stali. Atomy węgla wprowadzone dzięki zjawisku dyfuzji zajmują w sieciach miejsce między węzłami utworzonymi z atomów żelaza

86 Ogólna charakterystyka nawęglania
Proces nawęglania polega na podgrzaniu stali do odpowiedniej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze w ośrodku wydzielającym węgiel

87 Rodzaje nawęglania