Alotropia, austenit, bainit, itp.

Alotropia, zjawisko występowania jednego pierwiastka w różnych postaciach w tym samym stanie skupienia ale różnej budowie sieci krystalograficznej.
Austenit, roztwór stały węgla w γ-żelazie, zawierający nie więcej niż 1,7% węgla. Występuje w zakresie temperatur 710-1535˚C. Składnik stopowy stali i stopowych żeliw. Jest paramagnetyczny, plastyczny, ma twardość ok. 200 HB.
Azotowanie, proces powierzchniowego nasycenia stali lub żeliwa azotem. Rozróżnia się azotowanie utwardzające(ma na celu podwyższenie twardości powierzchni), antykorozyjne(ma na celu powiększenie odporności na korozję)
Bajnit, Jest mieszaniną przesyconego węglem ferrytu i węgliku, jest twardszy niż martenzyt, ma mniejszą wytrzymałość ale również jest bardziej plastyczny. Struktura bajnitu zależy od temp przemiany austenitu. Rozróżnia się bajnit górny i dolny, struktura bajnitu górnego ma charakter pierwotny a dolnego iglasty. Twardość bajnitu górnego 45 HRC, a dolnego 55 HRC.
Brązy, Stopy miedzi z cyną (<20% Sn) zawierające domieszkę cynku i ołowiu, niekiedy także fosforu (0,5% P, brązy fosforowe), krzemu (<5% Si, brązy krzemowe), glinu (<12% Al, brązy aluminiowe), berylu (<5% Be, brązy berylowe), manganu (<12% Mn, brązy manganowe)
Cementyt – związek chem. Żelaza z węglem ,dzielimy na pierwotny i wtórny, pierwotny krystalizuje się w stopach zawierających 4,3%C na skutek zmniejszającej się ze spadkiem temp. rozpuszczalności węgla w ciekłym żelazie(linia CO).Wtórny cementyt wydziela się z austenitu na skutek zmniejszającej się ze spadkiem temp. rozpuszczalności węgla w żelazie y(linia FS). Istnieje także cementyt trzeciorzędny-wydziela się z ferrytu na skutek zmniejszającej się ze spadkiem temp. rozpuszczalności węgla w żelazie a (linia PQ)
Faza, jednorodna część układu o jednakowych właściwościach fizycznych, jednakowym składzie chemicznym oddzielona powierzchnią rozdziału od pozostałych części układu. Rodzaje faz: mieszaniny, związki chemiczne, fazy międzymetaliczne, roztwory stałe.
Faza międzymetaliczna, są to połączenia metali, lub niemetali z metalami mającymi metaliczny lub złożony charakter wiązań międzyatomowych.
Ferryt, roztwór stały węgla w żelazie α. Ferryt jest strukturą niemalże czystego żelaza (zawartość węgla do 0,03 %), powstaje w skutek rozpadu austenitu podczas studzenia stopu. Ferryt jest składnikiem strukturalnym stali i żeliw.
Grafit, odmiana alotropowa węgla krystalizująca w układzie heksagonalnym, wytrzymałość, twardość i plastyczność bardzo niska.
Grafityzacja, wydzielanie się grafitu w stopach żelazo-węgiel, korozja żeliwa szarego, w którym grafit pozostaje chemicznie niezmieniony, a składniki aktywne (ferryt, eutektyka fosforowa) ulegają korozji.
Hartowanie, obróbki cieplnej, której celem jest uzyskanie struktury o większej twardości, polegający na nagrzaniu stopu do temperatury stanu austenitycznego (powyżej linii GS układu żelazo-cementyt), wygrzewaniu w celu uzyskania jednakowej temperatury w całej masie materiału oraz dostatecznie szybkim chłodzeniu Podstawowe ośrodki chłodzące stosowane w hartowaniu to: woda i roztwory wodne, oleje, stopione sole (np. saletra sodowa, potasowa) lub metale (np. ołów) oraz sprężone powietrze.
Hartowność, zdolność do tworzenia struktury martenzytycznej podczas hartowania Określa przydatność stali do obróbki cieplnej. Wpływają na nią: Skład chemiczny stali(węgiel zwiększ)
Wielkość ziarna austenitu(im grubsze ziarno tym bardziej zahartowana), jednorodność ziarn austenitu( im bardziej jednorodny tym większa),
Kruchości na gorąco, Jest wywołane jest obecnością siarki w stali. Siarka łączy się z żelazem tworząc siarczek żelaza FeS, który po podgrzaniu stali do temp. ok. 850-890C tworzy z pozostałymi żelazami eutektykę Fe+FeS, która jest łatwo topliwa i znajduje się na granicach ziarn, podczas przeróbki plastycznej na gorąco topi się i stal pęka. Aby zapobiec temu zjawisku do stali dodaje się mangan, który łączy się z siarką w siarczki manganu, maja one wysoką temp. topnienia(2300˚C), ale jej wadą jest skłonność do odkształceń plastycznych.
Kruchości na zimo, Jest wywołane obecnością fosforu w stali. Fosfor rozpuszcza się w ferrycie, jego atomy są dużo większe od atomów żelaza, wchodzą w położenie międzywęzłowe sieci krystalicznej powodując zjawisko ekspansji sieci czyli bardzo umacniają strukturę. Ferryt który jest zwykle plastyczny i miękki staje się twardy i kruchy. Zjawisko kruchości na zimno jest bardzo niebezpieczne ponieważ może spowodować pękanie konstrukcji stalowych nawet przy temp. bliskich 0˚C.
Krystalizacja, Proces tworzenia się i wzrostu kryształu z cieczy przechłodzonej, roztworu przesyconego lub przesyconej pary (fazy gazowej).
Ledeburyt, stop eutektyczny, składnik strukturalny żeliw i surówek białych (surówka) o eutektyce złożonej z cementytu i austenitu. Ledeburyt wydziela się z ciekłego roztworu żelazo-węgiel (przy zawartości węgla powyżej 2,06%).
Martenzyt, przesycony roztwór stały węgla w żelazie α, o tetragonalnej sieci przestrzennej i charakterystycznej mikrostrukturze, przedstawiającej igiełki przecinające się pod kątem 60.
Mosiądze, Stopy miedzi z cynkiem (10-45%), zawierające często dodatki innych metali: ołowiu, glinu, żelaza, manganu
Nawęglanie, Zabieg obróbki cieplno-chemicznej polegający na nasyceniu powierzchni elementów metalowych węglem w celu uzyskania twardej i odpornej na ścieranie warstwy powierzchniowej przy zachowaniu ciągliwego rdzenia.
Obróbka cieplna, obróbka termiczna, zabieg lub połączenie zabiegów cieplnych, w wyniku których zmienia się w stanie stałym struktura stopów, a tym samym ich własności chemiczne, fizyczne i mechaniczne. Do obróbki cieplnej zalicza się m.in.: wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie, ulepszanie cieplne, przesycanie, stabilizowanie.
Obróbka podzerowa, polega na oziębieniu uprzednio zahartowanej stali do niskich temp.(poniżej 0˚C) w celu zmniejszenia austenitu szczątkowego. Powinna być prowadzona bezpośrednio o hartowaniu, aby uniknąć szkodliwej stabilizacji austenitu.
Odkształcenie przez bliźniakowanie.
Jest bardziej złożonym mechanizmem przemieszczenia atomów z obrotem szeregu atomów o pewien kat w kierunku przesunięcia. Bliźniaki powstają najczęściej wówczas, gdy z jakichś powodów przesunięcia atomów napotykają na przeszkody, powstaje wtedy uskok sieci krystalicznej symetryczne względem obu położonych wokół niego nieodkształconych części kryształu. Tego rodzaju odkształcenie zachodzi równie łatwo w układach regularnym, płasko centrowanym A1 i heksagonalnym A3.
Odkształcenie przez poślizg.
Polega na tym że pod wpływem sił zewnętrznych następuje przesunięcie względem siebie części kryształu wzdłuż określonych płaszczyzn krystalograficznych które noszą nazwę płaszczyzn łatwego poślizgu. Zarówno płaszczyzny jak i kierunki poślizgu opowiadają najgęstszemu rozmieszczeniu atomów w sieci każde przesunięcie stanowi całkowitą wielokrotność odległości międzyatomowych, w związku z czym rozmieszczenie atomów w pojedynczym krysztale pozostaje bez zmian.
Odkształcenie sprężyste.
Są to odkształcenia przemijające, które znikają po odciążeniu. W zakresie odkształceń sprężystych pod wpływem przyłożonego obciążenia następuje zmiana odstępów[pomiędzy atomami w sieci krystalicznej. W wyniku wzajemnego odkształcenia pomiędzy wysuniętymi ze swych położeń atomami powstają wewnątrz odkształconego materiału siły wewnętrzne, które dążą do przywrócenia stanu równowagi i pod wpływem tych sił element metalowy po odciążeniu powraca do pierwotnego kształtu.
Odkształcenie plastyczne.
Powstaje w wyniku nieodkształcalnych zbiorowych przemieszczeń atomów w sieci krystalicznej które zachodzą przy obciążeniu metalu powyżej tzw. granicy sprężystości. Odkształcenie plastyczne zachodzi głownie w drodze poślizgu oraz bliźniakowania.
Perlit - eutektoidalna mieszanina ferrytu i cementytu zawiera 0,8%C tworzy się w temp. 2730˚C.Pod mikroskopem ferryt i
cementyt mają jasne zabarwienie ale gdy są razem tworzą ciemne płytki, własności mechaniczne HB=220*260,RM=700*800Mpa
Plastyczność- Jest to zdolność materiału do odkształceń pod wpływem działania obciążenia
Przemiana eutektyczna, z cieczy powstaje mieszanina dwóch faz
Przemiana martenzytyczna, w metaloznawstwie izotermiczna przemiana austenitu w martenzyt zachodząca w wyniku gwałtownego chłodzenia nagrzanej do temperatury austenitu stali węglowej lub niskostopowej (hartowanie).
Przemiana perytektyczna, polega na tym ze w przypadku krzepnięcia kryształów następuje reagowanie cieczy z wydzielonymi kryształami w wyniku czego otrzymuje się nowy kryształ.
Reakcja monotektyczna, reakcja w czasie której jedna faza ciekła rozpada się na drugą fazę ciekłą oraz kryształy L—L+A
Składnik, substancje proste lub złożone z których w odpowiednich warunkach mogą powstać wszystkie fazy danego układu
Sprężystość- do zdolność do odzyskiwania pierwotnych wymiarów i kształtu po usunięciu obciążenia zewnętrznego powodującego odkształcenie.
Stal, Jest to stop żelaza z węglem o zawartości węgla do 2,11% i innymi pierwiastkami takimi jak mangan Mn i krzem Si, oraz domieszkami szkodliwymi jak fosfor P i siarka S lub dodatkami korzystnymi jak miedź. Stal jest stopem obrabialnym plastycznie
Stale narzędziowe.
Stosowane są na narzędzia np.: młotki, klucze, sprawdziany, uchwyty. Od tych stali wymagana jest duża twardość, odporność na ścieranie, zdolność do skrawania, pewnego zaporu ciągliwości, aby nie pękała krucho, stabilności wymiarów wytrzymałości zmęczeniowej, odporności na działanie wysokich temp. i zdolności hartowania się. Stale te mają więcej węgla od stali konstrukcyjnych, ponieważ wraz ze wzrostem jego zawartości rosną w/w właściwości. Dzielą się na: płytko hartujące się, głęboko hartujące się,
stale sprężynowe
Materiał na sprężyny powinien charakteryzować się następującymi własnościami: a)bardzo dobre własności sprężyste, a więc wysoka granica sprężystości, b) duża wartość stosunku Rs do Re i Rm, c) pewne minimum plastyczności aby w razie przekroczenia granicy sprężystości nie występowało kruche pękanie materiału, d) duża wytrzymałość na zmęczenie ważna zwłaszcza dla sprężyn i resorów pojazdów mechanicznych. Należą tu stale o zawartości węgla ok. 0,5 do 0,7%. Podstawowym pierwiastkiem stopowym w tych stalach jest Si, która zasadniczo zwiększa Rs, Re i Rm, równocześnie niekorzystnie obniżając ich hartowność. Większą hartownością charakteryzują się stale sprężynowe manganowe lub stale z dodatkiem chromu, wanadu
Stop, tworzywo metaliczne otrzymane przez stopienie dwóch lub więcej pierwiastków, z których co najmniej jeden, użyty w przeważającej ilości, jest metalem.
Surówki.
Odlewnicze stopy żelaza z węglem o zwartości powyżej 2,11%C są bezpośrednim produktem wielkiego pieca. Rozróżniamy surówki białe i szare. Kryterium podziału stanowi kolor przełomu surówki tzn. biały przełom mają surówki w których węgiel występuje w postaci cementytu, natomiast szary – węgiel występuje w postaci grafitu.
Twardość- to odporność stali na odkształcenia trwałe podczas działania skupionego nacisku na powierzchnię tego materiału.
Wpływ węgla na własności stali.
Węgiel jest głównym składnikiem stopowym stali węglowych, silnie wpływającym na jej własności. Wzrost zawartości węgla podwyższa własności wytrzymałościowe stali przy obniżeniu własności plastycznych(podwójna wytrzymałość na rozciąganie Rm, granicę plastyczności Re oraz twardość, natomiast własności plastyczne jak wydłużenie A, przewężenie Z i udarność KC ulegają obniżeniu) Wytrzymałość i granica plastyczności wzrastają jedynie do zawartości 0,8%C, ponieważ obecność cementytu wtórnego powoduje kruchość stali. Wzrost zawartości węgla poprawia również zgrzewalność, obrabialność oraz spawalność.
Udarność, Jest to odporność materiału na pękanie przy uderzeniu, miarą udarności jest energia wyrażona w [J] na złamanie znormalizowanej próbki.
Układ, wyodrębniona z otoczenia grupa ciał będąca przedmiotem badań.
Zgniot, Całokształt zmian zachodzących w materiale związanych ze zmianami budowy krystalicznej metalu oraz jego własnościach wytrzymałościowych, plastycznych, fizycznych i innych, zachodzących pod wpływem przeróbki plastycznej na zimno.
Żaroodporność, odporność materiału na utlenianie i korozyjne działanie gazów oraz zmiany kształtu w wysokich (ponad 800 K) temperaturach
Żarowytrzymałość, Odporność materiałów na obniżanie wytrzymałości mechanicznej (np. na rozciąganie, zginanie itp.) w wysokiej temperaturze.
Żeliwo.
Odlewnicze stopy żelaza z węglem o zwartości powyżej 2,11%C, otrzymuje się je z surówek w piecach zwanych żeliwiakami, na drodze redukcji nadmiaru zanieczyszczeń i tlenu, z surówki oraz dodaniu do niej krzemu, fosforu, manganu i siarki. Jest bardzo tanim materiałem, charakteryzuję się przede wszystkim zdolnością do tłumienia drgań oraz bardzo dobrą lejnością co umożliwia otrzymywanie wyrobów o skomplikowanym kształcie, jest mało wrażliwe na działanie karbu. Dzieli się je na(szare zwykłe, sferoidalne i ciągliwe)