 Metale nieżelazne i ich stopy Materiały konstrukcyjne- stal Wykonała: Marta Królikowska Kl. IIb 

 Spis tresci: 1)Rodzaje metali nieżelaznych 2)Metale szlachetne 3)Obróbka cieplno- chemiczna 4)Schemat obróbki cieplnej 5)Podstawowe operacje metali i ich stopów 6)Narzędzia do obróbki metali 7)Stop żelaza z węglem 8)Rodzaje rud żelaza 9)Schemat wielkiego pieca 10)Ze względu na przeznaczenie rozróżnia się stale 11)Procentowa zawartość węgla w różnych wyrobach ze stali  12)Obróbka cieplno-chemiczna

Rodzaje metali nieżelaznych: ~ Miedź ~ Aluminium ~ Nikiel ~ Ołów ~ Cyna ~ Magnez ~ Molibden Strona główna ->

Miedź Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresoego. Nzwa pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności odkryto ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum. Stopy miedzi: - mosiądz~ stop miedzi z cynkiem. - brąz~ stop miedzi z cyną. Miedź rodzima  Strona główna ->

Aluminium Aluminium- to pierwiastek chemiczny, metal z bloku p układu okresowego. Jedynym izotopem stabilnym jest 27Al. Aluminium jest trzecim, najpowszechniej występującym pierwiastkiem na powierzchni Ziemi. Od niego wywodzi się dawna nazwa pierwszej warstwy globu - SiAl. Stopy aluminium: - duraluminium~ stop aluminium z miedzią, magnezem, manganem, krzemem. - silumin~ stop aluminium z krzemem. Aluminium  Strona główna ->

Nikiel Nikiel- (Ni, łac. niccolum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Posiada 29 izotopów z przedziału mas 50-78, z których 5 (58, 60, 61, 62, 64) jest trwałych. Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok. 80 ppm w postaci minerałów garnieryt i pentlandyt. Dzieli się na tlenowe, siarczkowe i arsenkowe, zależnie od składu mineralogicznego rudy niklu. Nikiel używany jest często do produkcji oprawek okularów, co może sprawić problemy alergikom. Osoby uczulone na nikiel, które noszą okulary z niklowymi oprawkami, narażone są na zaczerwienienia zabarwiane metalem w miejscu styczności oprawek ze skórą. W dodatku pewnemu zniszczeniu ulegają też oprawki (widoczne są wgłębienia, jakby po wypaleniu kwasem). Nikiel  Strona główna ->

Ołów Ołów- (łac. plumbum) – pierwiastek chemiczny, metal z bloku p w układzie okresowym. Ołów występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,6 ppm. Najważniejszymi minerałami ołowiu są: - galena PbS - anglezyt PbSO4 - ceruzyt PbCO3 - piromorfit Pb5(PO4)3Cl - mimetezyt Pb5(AsO4)3Cl  Strona główna ->

Cyna Cyna- (Sn, łac. stannum) - pierwiastek chemiczny, metal z bloku p w układzie okresowym. Cyna tworzy odmiany alotropowe. W warunkach normalnych występuje w odmianie β (beta) zwanej cyną białą, trwałej powyżej 13,2°C. Odmiana ta na ma sieć krystaliczną układzie tetragonalnym, o gęstości 7,3 g/cm3. W temperaturach niższych przechodzi w odmianę regularną α (alfa) o gęstości 5,85 g/cm3. Zmiana gęstości jest równoznaczna ze zmianą objętości, co powoduje, że cyna rozpada się, tworząc szary proszek zwany cyną szarą. Zjawisko to nazywane jest zarazą cynową. Czysta cyna biała jest ciągliwa i kowalna, odporna na korozję. Taśma cynowa  Strona główna ->

Magnez Magnez- (Mg, łac. magnesium) to pierwiastek chemiczny, metal alkaliczny z drugiej grupy głównej. Izotopy stabilne magnezu to 24Mg, 25Mg oraz 26Mg. Magnez po raz pierwszy został uznany za pierwiastek przez Josepha Blacka, zaś wyodrębniony w formie czystej w 1808 roku przez Humphry'a Davy'ego. Magnez  Strona główna ->

Molibden Molibden- (Mo, łac. molybdenum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa znaczy "podobny do ołowiu" i pochodzi od greckiego określenia ołowiu Molibden  Strona główna ->

Metale szlachetne Metale szlachetne - zwyczajowa nazwa metali odpornych chemicznie, do których zalicza się platynowce (ruten, rod, pallad, osm, iryd i platynę) oraz srebro i złoto. Określa się je także jako metale, które w szeregu napięciowym przyjmują wartości dodatnie. Do metali szlachetnych zaliczana jest także miedź, jednak jest ona określana jako metal "półszlachetny" z powodu większej reaktywności niż inne metale "szlachetne". Niska reaktywność chemiczna pozwala metalom szlachetnym występować w przyrodzie w postaci rodzimej. Strona główna ->

Obróbka cieplno- chemiczna Obróbka cieplno-chemiczna stopów żelaza - zabieg dokonywany na stopach żelaza z węglem takich jak stal, staliwo lub żeliwo, w którym pod wpływem ciepła i chemicznego oddziaływania otoczenia oraz innych działań modyfikuje się niektóre własności fizyczne i chemiczne tych stopów. Podstawowymi rodzajami obróbki cieplno-chemicznej są: ~ nawęglanie ~ azotowanie ~ węgloazotowanie (cyjanowanie) ~ chromowanie ~ aluminiowanie ~ borowanie ~ siarkowanie Strona główna ->

Schemat obróbki cieplnej Strona główna ->

Podstawowe operacje metali i ich stopów ~ Obróbka skrawaniem ~ Obróbka plastyczna Strona główna ->

Wyróżniamy obróbkę skrawaniem: Obróbka skrawaniem Obróbka skrawaniem – proces fizyczny polegający na nałożeniu noża i stałym nacisku na materiał, który chcemy obrobić narzędzia (pojedynczym lub wieloma) pewnej objętości (naddatku) materiału, w celu uzyskania żądanych wymiarów i kształtów lub/oraz wymaganych właściwości powierzchni obrobionych. Wyróżniamy obróbkę skrawaniem: obróbka cięciem – tę obróbkę stosuje się powszechnie w warsztatach stolarskich, obróbkę starcia – polega ona na starciu niepotrzebnej nam części materiału, obróbkę emisyjno-termiczna – przeprowadza się ją w wyniku zwiększenia temperatury.  Strona główna ->

Obróbka plastyczna Obróbka plastyczna - metoda obróbki metali polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności, mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu. Zawsze uzyskuje się poprawę własności mechanicznych. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco, na półgorąco lub na zimno (klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystalizacji odkuwki). Technologia obróbki plastycznej była już znana 3000 lat przed naszą erą. Obecnie jest uważana za jedną z ważniejszych technologii obróbki metali. Statystyczny samochód składa się w 90% z elementów wykonanych tą technologią. Karoseria jest tłoczona, natomiast podwozie (wałki, zawieszenie itd.) oraz elementy silnika (korbowody, wały korbowe, tłoki itd.) to odkuwki.  Strona główna ->

Narzędzia do obróbki metali Narzędzia- do obróbki metali stosujemy narzędzia ręczne i maszyny: ~ ręczne np. pilniki, wiertarki, imadła, piłki, nożyce. ~ maszyny np. tokarki, strugarki, wiertarki, szlifierki Tokarka Wiertarki Strona główna ->

Stop żelaza z węglem Stal Żeliwo Stop żelaza z węglem – stopy, w których węgiel rozpuszczany jest w żelazie. Węgiel może występować w nich w postaci węgla czystego – grafitu lub węglika żelaza Fe3C zwanego cementytem. Stopy zawierające poniżej 2,11% (wg. norm polskich zaś europejskich 1,75%) węgla to stale lub staliwa, a powyżej tej zawartości to żeliwa. ~ surówka- produkt końcowy procesu wielkopiecowego, zawiera ponad 4,5% węgla ~ stal- jest to stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami o zawartości węgla do 2% ~ żeliwo- stop żelaza z węglemi innymi pierwiastkami o zawartości węgla od 2% do 4,5% Stal Żeliwo Strona główna ->

Rodzaje rud żelaza: ~ Magnetyt ~ Hematyt ~ Limonit ~ Syderyt Strona główna ->

 Magnetyt Magnetyt Magnetyt Magnetyt - minerał z gromady tlenków, zaliczany do grupy spineli (żelazowych). Należy do minerałów bardzo pospolitych i wyjątkowo szeroko rozpowszechnionych. Kamień magnetis był już znany starożytnym Grekom. Nazwa pochodzi od dawnego greckiego miasta Magnesia (obecnie Manissa) - dziś na terenie Turcji. Magnetyt Magnetyt  Strona główna ->

 Hematyt Hematyt -błyszcz żelaza Figurka niedźwiedzia wykonana Hematyt- nazwa pochodzi od gr. haema (haima) = krew oraz haimatites = krwisty; nawiązując do czerwonej barwy tego minerału po jego sproszkowaniu. Jest minerałem bardzo pospolitym. Hematyt -błyszcz żelaza Figurka niedźwiedzia wykonana z hematytu Hematyt  Strona główna ->

 Limonit Limonit - ruda darniowa Limonit (żelaziak brunatny) - bardzo drobnoziarnista lub skrytokrystaliczna mieszanina minerałów (tlenków i wodorotlenków żelaza) – kiedyś była uważana za odrębny minerał. Według dzisiejszych podziałów jest to rodzaj skały. Substancja bardzo pospolita, rozpowszechniona i spotykana w miejscach występowania goethytu. Limonit - ruda darniowa  Strona główna ->

 Syderyt Syderyt Syderyt Syderyt – minerał z gromady węglanów. Należy do minerałów bardzo pospolitych i szeroko rozpowszechnionych. Nazwa pochodzi od gr.sídēros = żelazo, nawiązując do składu chemicznego tego minerału, którego głównym składnikiem jest właśnie ten pierwiastek. Syderyt  Syderyt Strona główna ->

Schemat wielkiego pieca Strona główna ->

Ze względu na przeznaczenie rozróżnia się stale: ~ Stal konstrukcyjna – stal używana do budowy konstrukcji stalowych i części urządzeń i maszyn o typowym przeznaczeniu. Gdy konstrukcja lub element urządzenia pracuje w trudnych lub ekstremalnych warunkach atmosferycznych, wytężeniowych lub cieplnych, stosuje się stale specjalne. Stal konstrukcyjna ~ Stal narzędziowa – stal do produkcji narzędzi, elementów przyrządów pomiarowych oraz odpowiedzialnych uchwytów. Stale narzędziowe charakteryzują się wysoką twardością, odpornością na ścieranie, niewielką odkształcalnością i niewrażliwością na przegrzanie. Stal narzędziowa ~ Stal specjalna – stal przeznaczona do specjalnych zastosowań. Stale specjalne zawierają dużą ilość dodatków stopowych, wymagają bardzo skomplikowanej obróbki cieplnej oraz wysokiego reżimu obróbki i montażu. Ze względu na wysoką cenę nie są stosowane powszechnie. Stal narzędziowa Strona główna ->

Procentowa zawartość węgla w różnych wyrobach ze stali Strona główna ->

Obróbka cieplno-chemiczna Obróbka cieplno-chemiczna- Polega na nasycaniu borem powierzchniowej warstwy przedmiotów. Jej skutkiem jest zwiększenie odporności na działanie kwasu solnego i innych kwasów, nadanie właściwości antykorozyjnych, twardości (odporności na ścieranie), doprowadzanie do nierozpuszczalności w stopionych metalach (Cynk oraz Glin) oraz zwiększenie żaroodporności stali (do 800°C). Obróbkę tę stosuje się zazwyczaj wobec narzędzi nie poddawanych obciążeniom dynamicznym, gdyż nadaje ona większą odporność, niż procesy azotowania i nawęglania, ale jej wadą jest zwiększenie kruchości stali. Występuje kilka metod borowania: borowanie w ośrodkach stałych – w tym w proszkach i pastach borowanie w ośrodkach ciekłych – z pododmianą borowania elektrolitycznego borowanie w ośrodkach gazowych – w tym metody borowania jonowego Po borowaniu dopuszcza się dalszą obróbkę cieplną obiektów. Najczęściej jest to hartowanie z odpuszczaniem lub hartowanie izotermiczne przeprowadzane w środowiskach zapobiegających utlenieniu się naborkowanej warstwy. Strona główna ->