Stal.docx

Stal

[edytuj]

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,11% co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki. Do pożądanych składników stopowych zalicza się głównie metale (chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie tlenków siarki, fosforu zwane są zanieczyszczeniami.

Stal otrzymuje się z surówki w procesie świeżenia – stary proces, w nowoczesnych instalacjach hutniczych dominują piece konwertorowe, łukowe, próżniowe, pozwalające na uzyskanie wysokiej jakości stali.

Stal dostarczana jest w postaci różnorodnych wyrobów hutniczych – wlewki, pręty okrągłe, kwadratowe, sześciokątne, rury okrągłe, profile zamknięte i otwarte (płaskowniki, kątowniki, ceowniki, teowniki, dwuteowniki), blachy.

Im większa zawartość węgla, a w konsekwencji udział twardego i kruchego cementytu, tym większa twardość stali, węgiel w stalach niskostopowych wpływa na twardość poprzez wpływ na hartowność stali, im większa zawartość węgla tym dłuższy czas jest potrzebny do przemiany perlitycznej – co w konsekwencji prowadzi do przemiany bainitycznej i martenzytycznej. W stalach stopowych wpływ węgla na twardość jest również spowodowany tendencją niektórych metali, głównie chromu, do tworzenia związków z węglem – głównie węglików o bardzo wysokiej twardości.

Kryteria i podział stali [edytuj]

Ze względów praktycznych klasyfikacji gatunków stali dokonuje się zgodnie z PN-EN 10020:1996 według składu chemicznego oraz wg ich zastosowania i własności mechanicznych lub fizycznych.

·         ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych):

o        stal węglowa (niestopowa)

§         niskowęglowa

§         średniowęglowa

§         wysokowęglowa

o        stal stopowa

§         niskostopowa

§         średniostopowa

§         wysokostopowa

·         ze względu na procentową zawartość węgla i strukturę wewnętrzną:

o        stal podeutektoidalna

o        stal eutektoidalna

o        stal nadeutektoidalna

·         ze względu na stopień czystości:

o        zwykłej jakości

o        wyższej jakości

o        najwyższej jakości

·         ze względu na zastosowanie:

o        stal konstrukcyjna

§         ogólnego przeznaczenia

§         niskostopowa

§         wyższej jakości

§         automatowa

§         łożyskowa

§         sprężynowa

§         do azotowania

§         do ulepszania cieplnego

o        stal narzędziowa:

§         węglowa

§         stopowa:

§         do pracy na zimno

§         do pracy na gorąco

§         szybkotnąca.

o        stal specjalna

§         nierdzewna

§         kwasoodporna

§         magnetyczna

§         odporna na zużycie

§         Stal Hadfielda

§         transformatorowa

§         zaworowa

§         żaroodporna

§         stal maraging

§         żarowytrzymała

·         stale historyczne:

o        stal damasceńska

Właściwości stali węglowej [edytuj]

Właściwości fizyczne [edytuj]

·         gęstość[1] ≈ 7,86 g/cm3

·         współczynnik liniowej rozszerzalności α = 12·10-6/K

·         współczynnik przewodzenia ciepła k = 58 W/(m·K)

·         współczynnik Poissona ν = 0,30

·         rezystywność (20°C, 0,37-0,42% węgla) = 171·10-9 Ω·m

Właściwości mechaniczne i technologiczne [edytuj]

Są to parametry charakteryzujące przydatność stali w gospodarce. Ich wielkość uzależniona jest od składu stopu i obróbki. Podane poniżej wartości są charakterystyczne dla stali stosowanych w budownictwie.

·         Granica sprężystości określa maksymalne naprężenia po ustąpieniu których materiał wraca do swoich pierwotnych wymiarów

·         Wytrzymałość na rozciąganie określana wielkością naprężenia wywołanego w przekroju próbki przez siłę powodującą jej zerwanie. Badane są także inne parametry określające naprężenia w próbkach stali, takie jak wytrzymałość na ściskanie, zginanie, ścinanie i skręcenie. Podczas badania próbki stali na zerwanie określane są także:

o        naprężenie rozrywające, czyli rzeczywista wartość naprężenia w miejscu przewężenia rozciąganej próbki bezpośrednio przed jej zerwaniem (jest to wartość siły powodującej zerwanie w odniesieniu do przekroju zerwanej próbki w jej najwęższym miejscu);

o        wydłużenie względne, czyli procentowy przyrost długości zerwanej próbki w stosunku do jej początkowej długości,

o        przewężenie względne, czyli procentowe zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego zerwanej próbki w miejscu zerwania do jej przekroju pierwotnego.

·         ...