Cechy i właściwości metali

Cechy metali

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

Podział metali ze względu na temperaturę topnienia

Podział metali ze względu na gęstość

Własności mechaniczne metali

Właściwości mechaniczne Wytrzymałość. Udarność. Twardość.

Rodzaje odkształceń ścinanie rozciąganie ściskanie wyboczenie zginanie skręcanie

Młot Charpy’ego

Twardościomierz Brinella

Zasada pomiaru met. Brinella

Twardościomierz Rockwella

Zasada pomiaru met. Vickersa

Właściwości technologiczne

Próby badania plastyczności

Próby badania plastyczności

Próby badania plastyczności

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

Sieć płasko-centryczna

Sieć przestrzennie-centryczna

Sieć heksagonalna

Wpływ ciśnienia i temperatury na zmiany stanu skupienia

Powstawanie struktury komórkowej i dendrytycznej

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.

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

Narastanie kryształów komórkowych

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

Narastanie kryształów dendrytycznych

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

Różnica pomiędzy temperaturą krzepnięcia i temperaturą przechłodzenia nazywa się STOPNIEM PRZECHŁODZENIA

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.

Budowa stopów

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

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

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

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

Rodzaje stali.

Rodzaje stali.

Rodzaje stali.

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

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 %.

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.

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

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 %

Stopy miedzi. Ogólna charakterystyka miedzi. Stopy miedzi.

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

METODY BADANIA BUDOWY METALI I STOPÓW

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

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.

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

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

Badania mikroskopowe Badania te wykonuje się w celu określenia struktury metali i stopów pod powiększeniem 100-900krotnym. Za pomocą mikroskopu optycznego można określić strukturę metalu, wielkość ziarn,zawartość zanieczyszczeń oraz jakiej obróbce metal był poddawany.

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

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

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

Paliwa, oleje i smary

Paliwa

Właściwości paliw

Właściwości paliw ciężkich

Hartowanie Odpuszczanie Wyżarzanie Obróbka cieplna Hartowanie Odpuszczanie Wyżarzanie

Hartowanie                                                                   

Hartowanie Ogólna charakterystyka hartowania Rodzaje hartowania

Zakres temperatur wygrzewania podczas hartowania

Rodzaje hartowania

Rodzaje hartowania

Rodzaje hartowania z ogrzewaniem na wskroś

Wyżarzanie

Wyżarzanie Ogólna charakterystyka wyżarzania Rodzaje wyżarzania

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 )

Rodzaje wyżarzania

Zakres temperatur powrót

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

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

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

Wyżarzanie odprężające Temperatura wygrzewania ( 550 – 6500 C ) Cel zabiegu usunięcie lub zmniejszenie naprężeń własnych powstałych w materiale wskutek zgrubnej obróbki skrawaniem, odlewania, spawania lub obróbki plastycznej

Rodzaje odpuszczania

Zakres temperatur odpuszczania

Zakres temperatur powrót

Odpuszczanie niskie usunięcie naprężeń własnych bez spadku twardości Temperatura wygrzewania ( 150 - 250 C ) Cel zabiegu usunięcie naprężeń własnych bez spadku twardości

Temperatura wygrzewania Odpuszczanie średnie Temperatura wygrzewania ( 300 - 500 ) Cel zabiegu (zachowanie wysokiej wytrzymałości i sprężystości przy dostatecznie dużej ciągliwości )

Temperatura wygrzewania Odpuszczanie wysokie Temperatura wygrzewania ( 500 - 6500 C ) Cel zabiegu uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości przy zachowaniu dużej twardości i odporności na uderzenia wykres

Obróbka cieplno - chemiczna

Obróbka cieplno - chemiczna Nawęglanie

Nawęglanie Ogólna charakterystyka nawęglania Rodzaje nawęglania

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

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

Rodzaje nawęglania