Klasyfikacja stali - Notatki - Materiałoznastwo - Część 1, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology
mellow_99
mellow_9914 March 2013

Klasyfikacja stali - Notatki - Materiałoznastwo - Część 1, Notatki'z Materiałoznastwo. Warsaw University of Technology

PDF (176.6 KB)
5 strona
383Liczba odwiedzin
Opis
W notatkach omawiane zostają zagadnienia z materiałoznastwa: klasyfikacja stali.
20punkty
Punkty pobierania niezbędne do pobrania
tego dokumentu
Pobierz dokument
Podgląd3 strony / 5
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
materialoznawstwo-_skrypt cz2.pdf

96 JW

7. Klasyfikacja stali*

Klasyfikacji gatunków stali dokonuje si zgodnie z PN-EN 10020:1996 wed!ug sk!adu

chemicznego oraz wg ich zastosowania i w!asno"ci mechanicznych lub fizycznych.

Klasyfikacja stali wed ug sk adu chemicznego

- stale niestopowe (w glowe),

- stale stopowe.

Do stali niestopowych zalicza si te gatunki stali, w których zawarto"# pierwiastków jest

mniejsza od zawarto"ci granicznych podanych w tabl. 7.1.

Do stali stopowych zalicza si gatunki stali, w których zawarto"# przynajmniej jednego

pierwiastka jest równa lub wi ksza od zawarto"ci granicznej podanej w tabl. 7.1.

Tablica 7.1

Granica mi!dzy stalami niestopowymi i stopowymi (wg PN-EN 10020:1996)

Nazwa i symbol

chemiczny pierwiastka

Zawarto"# graniczna

(% wagowy)

Aluminium, Al 0,10

Bor, B 0,0008

Bizmut, Bi 0,10 Chrom, Cr* 0,30 Cyrkon, Zr* 0,05

Kobalt, Co 0,10 Krzem, Si 0,50 Lantanowce, ka$dy 0,05 Mangan, Mn 1.65**

Mied%, Cu* 0,40 Molibden, Mo* 0,08 Nikiel, Ni* 0,30 Niob, Nb* 0,06

O!ów.Pb 0,40 Selen, Se 0,10 Tellur, Te 0,10 Tytan, Ti* 0,05 Wanad, V* 0,10 Wolfram, W 0,10

Inne (ka$dy oprócz 0,05 fosforu, siarki i azotu),

* Je$eli te pierwiastki okre"la si dla stali w kombinacji dwu, trzech lub czterech, a ich zawarto"ci s&

mniejsze ni$ podane w tablicy, to przy kwalifikacji stali nale$y dodatkowo uwzgl dni# zawarto"#

graniczn& wynosz&c& 70% sumy poszczególnych zawarto"ci granicznych tych dwu, trzech lub

czterech pierwiastków

** Je$eli jest okre"lona tylko maksymalna zawarto"# manganu, jego graniczna zawarto"# wynosi

1,80% i nie stosuje si zasady 70%.

Klasyfikacja stali wed ug zastosowania i w asno"ci mechanicznych lub fizycznych

A. Klasy jako"ci stali niestopowych

stale niestopowe podstawowe,

stale niestopowe jako"ciowe,

stale niestopowe specjalne.

Stale niestopowe podstawowe

Stale podstawowe to gatunki stali o takich wymaganiach jako"ciowych, jakie mo$na

osi&gn&# w ogólnie stosowanym procesie stalowniczym, bez dodatkowych zabiegów

technologicznych.

* Oznaczanie stali wg PN-EN 10027-1 na stronie 146

docsity.com

97 JW

Wyroby z tych stali nie s& przeznaczone do obróbki cieplnej (z wyj&tkiem wy$arzania

odpr $aj&cego, zmi kczaj&cego i normalizowania).

Z wyj&tkiem manganu i krzemu (oraz granicznych zawarto"ciC, P, S), zawarto"# innych

pierwiastków stopowych nie jest wymagana.

Nie okre"la si dodatkowych wymaga' jako"ciowych dotycz&cych np. g! bokiego t!oczenia,

ci&gnienia, kszta!towania na zimno itp.

W!asno"ci w stanie walcowanym na gor&co lub wy$arzonym odpr $aj&ce, zmi kczaj&co albo

normalizowanym powinny odpowiada# nast puj&cym warto"ciom granicznym dla wyrobów o

grubo"ci do 16 mm:

minimalna wytrzyma!o"# na rozci&ganie (Rm) < 690 MPa,

minimalna granica plastyczno"ci (Re) < 360 MPa,

minimalne wyd!u$enie (A) .< 26%,

minimalna praca !amania w temp. 20°C na próbkach

wzd!u$nych ISO < 27 J,

minimalna "rednica trzpienia w próbie zginania

(e oznacza grubo"# próbki) >1 e

maksymalna zawarto"# w gla > 0,10%,

maksymalna zawarto"# fosforu > 0,045%,

maksymalna zawarto"# siarki > 0,045%.

Przyk!ady stali nale$&cych do tej klasy:

stale mi kkie niskow glowe na ta"my i blachy walcowane na gor&co lub na zimno

ogólnego zastosowania,

stale konstrukcyjne walcowane na gor&co ogólnego zastosowania,

stale do wyrobu walcówki do ci&gnienia (drutu).

Stale niestopowe jako"ciowe

Stale niestopowe jako"ciowe to gatunki stali, których w!asno"ci w stanie obrobionym cieplnie

w zasadzie si nie okre"la, nie okre"la si równie$ czysto"ci metalurgicznej wyra$onej stopniem

zanieczyszczenia wtr&ceniami niemetalicznymi.

Ze wzgl du na warunki stosowania wyrobów ze stali jako"ciowych, wymagania dotycz&ce np.

wra$liwo"ci na kruche p kanie, regulowanej wielko"ci ziarna czy podatno"ci na kszta!towanie,

s& wy$sze ni$ dla stali podstawowych, co wymusza wi ksz& staranno"# podczas produkcji.

Przyk!ady stali nale$&cych do tej klasy:

stale na wyroby p!askie do kszta!towania na zimno;

stale konstrukcyjne o zawarto"ci Pmax i Smax poni$ej 0,045%, np.:

stale o podwy$szonej wytrzyma!o"ci,

stale do budowy statków,

stale na wyroby ocynkowane ogniowo,

stale na butle gazowe,

stale na kot!y i zbiorniki ci"nieniowe;

stale z wymagan& podatno"ci& na odkszta!cenie plastyczne;

stale konstrukcyjne z wymagan& minimaln& zawarto"ci& Cu;

stale do zbrojenia betonu;

stale szynowe;

stale automatowe;

stale do ci&gnienia drutu;

stale do sp czania na zimno;

stale spr $ynowe;

stale z wymaganymi w!asno"ciami magnetycznymi lub elektrycznymi;

stale do produkcji blach cienkich, ocynowanych (na opakowania);

stale do produkcji elektrod otulonych lub drutu spawalniczego o zawarto"ci Pmax, i Smax

wi kszej ni$ 0,02%.

docsity.com

98 JW

Stale niestopowe specjalne

Stale niestopowe specjalne charakteryzuj& si wy$szym ni$ stale jako"ciowe stopniem

czysto"ci metalurgicznej, szczególnie w zakresie zawarto"ci wtr&ce' niemetalicznych. S& one

przewa$nie przeznaczone do ulepszania cieplnego lub hartowania powierzchniowego.

Dzi ki dok!adnemu doborowi sk!adu chemicznego oraz przestrzeganiu specjalnych warunków

produkcji stali i kontroli przebiegu procesów technologicznych uzyskuje si ró$norodne

w!asno"ci przetwórcze i u$ytkowe stali. Cz sto otrzymuje si równocze"nie i w zaw $onych

granicach np. wysok& wytrzyma!o"# lub hartowno"# z równocze"nie dobr& ci&gliwo"ci&,

podatno"ci& na kszta!towanie, spawanie itp.

Stale niestopowe specjalne spe!niaj& jeden lub wi cej z ni$ej wymienionych warunków:

a) okre"lona udarno"# w stanie ulepszonym cieplnie;

b) okre"lona hartowno"# lub twardo"# powierzchniowa w stanie hartowanym i odpuszczonym

lub utwardzonym powierzchniowo;

c) okre"lona ma!a zawarto"# wtr&ce' niemetalicznych;

d) okre"lona maksymalna zawarto"# fosforu i siarki (ka$dy z nich):

< 0,020% wed ug analizy wytopowej,

< 0,025% wed ug analizy chemicznej wyrobu (np. walcówka przeznaczona do

produkcji mocno obci!"onych spr#"yn, elektrod, drutu do zbrojenia opon

Przyk ady stali nale"!cych do tej klasy:

stale konstrukcyjne o okre$lonej minimalnej pracy amania próbek wzd u"nych ISO z

karbem V, wi#kszej ni" 27 J w temperaturze -50°C;

stale konstrukcyjne przeznaczone do produkcji reaktorów j!drowych, o ograniczonej

zawarto$ci nast#puj!cych pierwiastków: mied% < 0,10%, kobalt < 0,05%, wanad <

0,05%;

stale do ulepszania cieplnego;

stale do naw#glania;

stale utwardzalne wydzieleniowo o wymaganej zawarto$ci w#gla minimum 0,25% lub

wi#kszej (w analizie wytopowej) i strukturze ferrytyczno-perlitycznej: zawieraj!ce jeden

lub wi#cej mikrododatków stopowych, takich jak niob albo wanad, jednak ich zawarto$&

powinna by& ni"sza ni" warto$& graniczna dla stali stopowych; utwardzanie

wydzieleniowe uzyskuje si# zwykle przez kontrolowane ch odzenie z temperatury

przeróbki plastycznej na gor!co;

stale do spr#"ania betonu;

stale do ci!gnienia (drutu);

stale do sp#czania na zimno;

stale spr#"ynowe;

stale narz#dziowe;

stale o okre$lonej przewodno$ci elektrycznej wi#kszej ni" 9 Sm/mm;

stale do produkcji elektrod otulonych lub na drut spawalniczy o zawarto$ci Pmax i Smax

mniejszej ni" 0,02%.

B. Klasy jako ci stali stopowych - stale stopowe jako$ciowe,

- stale stopowe specjalne.

Stale stopowe jako ciowe Stale stopowe jako$ciowe maj! podobne zastosowanie jak stale niestopowe jako$ciowe, lecz

wymagane w asno$ci powoduj! konieczno$& zwi#kszenia w nich zawarto$ci pierwiastków

stopowych powy"ej warto$ci granicznych podanych w tabl. 7.1.

Stale te zwykle nie s! przeznaczone do ulepszania cieplnego lub utwardzania

powierzchniowego.

Do grupy stali stopowych jako$ciowych nale"!:

stale konstrukcyjne drobnoziarniste spawalne, w tym stale przeznaczone do produkcji

docsity.com

99 JW

zbiorników i ruroci!gów pracuj!cych pod ci$nieniem, spe niaj!ce nast#puj!ce warunki:

a) wymagana minimalna granica plastyczno$ci dotycz!ca wyrobów o grubo$ci do 16 mm -

poni"ej 380 N/mm,

b) zawarto$ci pierwiastków stopowych powinny by& ni"sze ni" warto$ci graniczne wed ug

tabl. 6.la,

c) wymagana praca amania próbek wzd u"nych ISO z karbem V w temperaturze -50°C - do

27 J;

stale elektrotechniczne zawieraj!ce jako pierwiastki stopowe tylko krzem lub krzem i

aluminium w celu uzyskania wymaganych w asno$ci w zakresie stratno$ci magnetycznej,

minimalnej warto$ci indukcji magnetycznej, polaryzacji lub przenikalno$ci magnetycznej;

stale stopowe przeznaczone do produkcji szyn i grodzic oraz kszta towników na obudowy

górnicze;

stale stopowe przeznaczone do produkcji wyrobów p askich walcowanych na gor!co lub na

zimno do dalszej trudniejszej przeróbki plastycznej na zimno (wy !czaj!c stale przeznaczone

do produkcji zbiorników ci$nieniowych lub rur), zawieraj!ce pierwiastki rozdrabniaj!ce

ziarno, takie jak B, Ti, Nb, V i/lub Zr, -albo „stale dwufazowe" (struktura wyrobów p askich

ze stali dwufazowych sk ada si# z ferrytu i 10 ! 35% martenzytu wysepkowego);

stale, w których mied% jest jedynym wymaganym pierwiastkiem stopowym.

Tablica 7.1a Stale stopowe drobnoziarniste spawalne. Granica sk!adu chemicznego mi"dzy stalami

stopowymi jako ciowymi i specjalnymi

Pierwiastek

Zawarto$& graniczna

(% wagowy)

Cr Chrom* 0,50

Cu Mied%* 0,50

La Lantanowce 0,06 Mn Mangan 1,80 Mo Molibden* 0,10 Nb Niob* 0,08 Ni Nikiel* 0,50 Ti Tytan* 0,12 V Wan* 0,12 Zr Cyrkon* 0,12

Inne nie wymienione patrz tablica 6.1 pierwiastki (ka"dy)

*Je"eli te pierwiastki wyst#puj! w stali w kombinacji dwu, trzech lub czterech, a ich zawarto$ci s!

mniejsze ni" podane w tablicy 7.1, to przy klasyfikacji stali nale"y dodatkowo uwzgl#dni& warto$&

graniczn!, która stanowi 70% sumy poszczególnych zawarto$ci granicznych tych dwu, trzech lub

czterech pierwiastków.

Stale stopowe specjalne

Stale stopowe specjalne dzi#ki precyzyjnie okre$lonemu sk adowi chemicznemu

odpowiednim warunkom wytwarzania i kontroli procesów produkcyjnych maj# ró"norodne

w asno$ci przetwórcze i u"ytkowe cz#sto uzupe niaj!ce si# i utrzymywane w zaw#"onych

granicach.

Ta klasa obejmuje nast#puj!ce grupy stali:

stale odporne na korozj#,

stale "aroodporne i "arowytrzyma e,

stale przeznaczone do produkcji o"ysk tocznych,

stale narz#dziowe,

stale maszynowe,

stale do naw#glania,

docsity.com

100 JW

specjalne stale konstrukcyjne (spawalne drobnoziarniste stale konstrukcyjne, stale

odporne na korozj# atmosferyczn!),

stale o specjalnych w asno$ciach fizycznych (niemagnetyczne, magnetyczne lub o

wymaganym wspó czynniku rozszerzalno$ci cieplnej).

Sk ad chemiczny stali stopowych specjalnych stanowi podstaw# ich podzia u na nast#puj!ce

g ówne kategorie:

l) stale odporne na korozj# o zawarto$ci w#gla < 1,20% i chromu > 10,50%, które pod

wzgl#dem zawarto$ci niklu dzieli si# na:

a)poni"ej 2,50% Ni,

b)nie mniej ni" 2,50% Ni;

2) stale szybkotn!ce zawieraj!ce (wraz z innymi sk adnikami lub bez nich):

- co najmniej dwa z trzech nast#puj!cych pierwiastków: Mo, W lub V !cznie nie mniej ni"

7% wagowych,

- 0,60% lub wi#cej w#gla,

- i 3 ! 6% wagowych chromu;

3) inne stale stopowe specjalne.

7.2. Stale niestopowe (w"glowe)

7. 2.1. Wp!yw w"gla na w!asno ci stali

W#giel bardzo silnie wp ywa na w asno$ci stali nawet przy nieznacznej zmianie jego

zawarto$ci i z tego wzgl#du jest bardzo wa"nym sk adnikiem stali.

Zwi#kszenie zawarto$ci w#gla powoduje, jak ju" poprzednio wspomniano, zmian# struktury

stali. Je"eli stal zawiera mniej ni" 0,8% C, to jej struktura sk ada si# ferrytu i perlitu. Struktura

stali zawieraj!cej 0,8% C sk ada si# tylko z perlitu, natomiast w stali o zawarto$ci powy"ej 0,8%

C oprócz perlitu wyst#puje równie" cementyt wtórny. Zmiana struktury stali spowodowana

ró"n! zawarto$ci! w#gla wi!"e si# $ci$le ze zmian! w asno$ci mechanicznych. Na rysunku 7.1

przedstawiono wp yw w#gla na w asno$ci mechaniczne stali walcowanej na gor!co.

7.1. Wp yw w#gla na w asno$ci mechaniczne stali

Jak wida& zwi#kszenie zawarto$ci w#gla zwi#ksza wytrzyma o$& na rozci!ganie Rm i zmniej-

sza plastyczno$& stali. Maksymaln! wytrzyma o$& osi!ga stal przy zawarto$ci ok. 0,85% w#gla.

Przy wi#kszej zawarto$ci w#gla wytrzyma o$& zmniejsza si# na skutek pojawiania si# coraz

wi#kszej ilo$ci cementu wtórnego, który wydziela si# na granicach ziarn.

Zwi#kszenie zawarto$ci w#gla, oprócz obni"enia w asno$ci plastycznych, pogarsza równie"

w asno$ci technologiczne stali w#glowej; szczególne znaczenie ma pogorszenie spawalno$ci.

docsity.com

komentarze (0)
Brak komentarzy
Bądź autorem pierwszego komentarza!
To jest jedynie podgląd.
Zobacz i pobierz cały dokument.
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome