cechy i właściwości metali
DESCRIPTION
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. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Cechy i właściwości metali
Cechy metali
MetalicznyMetalicznypołyskpołysk
Dobra przewodnośćDobra przewodnośćcieplnacieplna
Na ogół dobra plastyczność iNa ogół dobra plastyczność iobrabialnośćobrabialność
Dobra przewodnośćDobra przewodnośćelektrycznaelektryczna
Właściwości fizyczne metali
Temperatura topnienia; Gęstość; Ciepło właściwe; Rozszerzalność cieplna; Przewodność elektryczna; Przewodność cieplna; Właściwości magnetyczne;
Podział metali ze względu na temperaturę topnienia
metale
łatwotopliwe trudnotopliwe bardzo trudnotopliwe
Podział metali ze względu na gęstość
metale
lekkie ciężkie
Własności mechaniczne
metali
Właściwości mechaniczne
1. Wytrzymałość.
2. Udarność.
3. Twardość.
Rodzaje odkształceń
rozciąganie ściskanie ścinanie
wyboczenie
zginanie skręcanie
Młot Charpy’ego
oS
hHGKC
)(
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
1. Sieci krystaliczne metali
2. Zmiany stanu skupienia
3. Proces topnienia i krzepnięcia czystego metalu
4. Stopy metali
Sieć płasko-centrycznaSieć płasko-centryczna
Sieć przestrzennie-centryczna
Sieć heksagonalna
Wpływ ciśnienia i temperatury na zmiany stanu skupieniaWpływ ciśnienia i temperatury na zmiany stanu skupienia
Powstawanie struktury komórkowejPowstawanie struktury komórkowej
Proces krzepnięcia rozpoczyna się od Proces krzepnięcia rozpoczyna się od pojawienia się małych kryształków pojawienia się małych kryształków zwanych zarodkami krystalizacji. zwanych zarodkami krystalizacji.
Zarodki te rozrastając się obejmują Zarodki te rozrastając się obejmują stopniowo coraz większą objętość stopniowo coraz większą objętość
substancji.substancji.
Równomierne odprowadzanie Równomierne odprowadzanie ciepła powoduje że zarodki ciepła powoduje że zarodki krystalizacji rozrastają się krystalizacji rozrastają się
równomiernie we wszystkich równomiernie we wszystkich kierunkach.kierunkach.
W takim przypadku powstaje W takim przypadku powstaje
STRUKTURA STRUKTURA KOMÓRKOWAKOMÓRKOWA
Narastanie kryształów Narastanie kryształów komórkowychkomórkowych
Powstawanie struktury dendrytycznejPowstawanie struktury dendrytycznej
Nierównomierne odprowadzanie Nierównomierne odprowadzanie ciepła podczas procesu krzepnięcia ciepła podczas procesu krzepnięcia
substancji powoduje że zarodki substancji powoduje że zarodki krystalizacji rozrastają się krystalizacji rozrastają się
nierównomiernie i rosną w jednych nierównomiernie i rosną w jednych kierunkach szybciej a w innych kierunkach szybciej a w innych
wolniej. W takim przypadku wolniej. W takim przypadku powstajepowstaje
STRUKTURA DENDRYTYCZNASTRUKTURA DENDRYTYCZNA
Narastanie kryształów Narastanie kryształów dendrytycznychdendrytycznych
Stopień przechłodzeniaStopień przechłodzenia
tk –temp. krzepnięcia
tp - temp. przechłodzenia
Różnica pomiędzy temperaturą krzepnięcia i temperaturą przechłodzenia nazywa sięSTOPNIEM PRZECHŁODZENIASTOPNIEM PRZECHŁODZENIA
pk tt
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
ró żn o w ę z ło w e
m ię d zyw ę z ło w e
n a ds truk tu ra
ro z tw o ry s ta łe fa zy m ięd zym eta liczne
R o dza je fa z je d no ro dn ych
Roztwory stałe
różnowęzłowe międzywęzłowe nadstruktura
Roztwory stałe powstają wówczas, gdy w skład sieci strukturalnej wchodzą przynajmniej dwa rodzaje atomów.
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.
1. Ogólna charakterystyka stali.
2. Rodzaje stali.
3. Oznaczanie gatunków stali.
Ogólna charakterystyka stali.
Stal jest to stop żelaza z węglem o zawartości węgla do dwóch procent.
Rodzaje stali.
w ęglow e stopow e
stale
Rodzaje stali.
zw ykłej jakości
w yższej jakości
najw yższej jakości
konstrukcyjne
płytkohartu jącesię
g łębokohartu jącesię
zgrzew alne
narzędziow e specjalne
stale w ęglow e
Rodzaje stali.
na konstrukcje stalow e
sprężynow e
do ulepszania cieplnego
do naw ęglania
do azotow ania
konstrukcyjne
do pracy na zim no
do pracy na gorąco
szbkotnące
narzędziow e specjalne
stale stopow e
Oznaczanie gatunków stali
Stale węglowe konstrukcyjne Stale węglowe konstrukcyjne zwykłej jakościzwykłej jakości
St 1St 1
St 2St 2
MSt 1MSt 1
St 2 SSt 2 S1818
3232
N 7N 7
N 8N 8
Stale węglowe konstrukcyjne Stale węglowe konstrukcyjne wyższej jakościwyższej jakości
Stale węglowe narzędzioweStale węglowe narzędziowe
Oznaczanie gatunków staliStale stopowe konstrukcyjne. Znak tych stali składa się z liczby Stale stopowe konstrukcyjne. Znak tych stali składa się z liczby oznaczającej zawartość węgla w setnych częściach procenta i oznaczającej zawartość węgla w setnych częściach procenta i kolejnych liter wraz z cyframi oznaczającymi dodatki stopowe.kolejnych liter wraz z cyframi oznaczającymi dodatki stopowe.
G – manganG – mangan
S – krzemS – krzem
H – chromH – chrom
N – nikielN – nikiel
M – molibdenM – molibden
F – wanadF – wanad
I – aluminiumI – aluminium
T - tytanT - tytan
Przykład:
30H2G2M
Stal stopowa konstrukcyjna o zawartości węgla Stal stopowa konstrukcyjna o zawartości węgla 0,30 %, której głównymi dodatkami stopowymi są 0,30 %, której głównymi dodatkami stopowymi są chrom w ilości 2 %, mangan 2 % i molibden o chrom w ilości 2 %, mangan 2 % i molibden o zawartości poniżej 1,5 %.zawartości poniżej 1,5 %.
Oznaczanie gatunków staliStale stopowe narzędziowe do pracy na zimno. Znak tych stali Stale stopowe narzędziowe do pracy na zimno. Znak tych stali składa się z litery N i kolejnych liter oznaczających dodatki stopowe.składa się z litery N i kolejnych liter oznaczających dodatki stopowe.
M – manganM – mangan
S – krzemS – krzem
C – chromC – chrom
W – wolframW – wolfram
V– wanadV– wanad
L – molibdenL – molibden
P – grupa P – grupa pierwiastków pierwiastków chrom – nikiel chrom – nikiel - wanad- wanad
Przykład:
NCWVNCWV
Stal stopowa narzędziowa do pracy na zimno Stal stopowa narzędziowa do pracy na zimno której głównymi dodatkami stopowymi są chrom, której głównymi dodatkami stopowymi są chrom, wolfram i wanad. wolfram i wanad.
Oznaczanie gatunków staliStale stopowe narzędziowe do pracy na gorąco. Znak tych stali Stale stopowe narzędziowe do pracy na gorąco. Znak tych stali składa się z litery W i kolejnych liter oznaczających dodatki składa się z litery W i kolejnych liter oznaczających dodatki stopowe.stopowe.
M – manganM – mangan
S – krzemS – krzem
C – chromC – chrom
N – nikielN – nikiel
L – molibdenL – molibden
W – wolframW – wolfram
B - borB - bor
Przykład:
WCLWCL
Stal stopowa narzędziowa do pracy na gorąco Stal stopowa narzędziowa do pracy na gorąco której głównymi dodatkami stopowymi są chrom której głównymi dodatkami stopowymi są chrom i molibdeni molibden
Oznaczanie gatunków staliStale stopowe narzędziowe do szybkotnące. Znak tych stali składa Stale stopowe narzędziowe do szybkotnące. Znak tych stali składa się z litery S i litery oznaczającej głowny dodatek stopowy.się z litery S i litery oznaczającej głowny dodatek stopowy.
M – manganM – mangan
S – krzemS – krzem
C – chromC – chrom
N – nikielN – nikiel
L – molibdenL – molibden
W – wolframW – wolfram
B - borB - bor
Przykład:
SW18SW18
Stal stopowa narzędziowa do szybkotnąca której Stal stopowa narzędziowa do szybkotnąca której głównym dodatkiem stopowym jest wolfram w głównym dodatkiem stopowym jest wolfram w ilości ok. 18 %ilości ok. 18 %
Stopy miedzi.
1. Ogólna charakterystyka miedzi.
2. Stopy miedzi.
1. 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. 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 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
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 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.
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:
1- źródło promieniowania,2-badany przedmiot
3-stopień zaczernienia kliszy
Wady uwidocznione są na kliszy w postaci plam.Na ich podstawie można wnioskować o wielkości i położeniu wady.
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
le kk ie(b e n zyn o w e)
c ię żk ie(o le je n ap ę do w e)
g a zo w e
p a liw a
Właściwości paliw
d u ża w arto ść o p a ło w a
d o b ra lo tno ść i p rężn o ść p ar
n ie p ow in n y w ytw arza ć osa d ów
p o w inn y um o żliw ia ć b e zde to na cyjne spa la n ie
n ie p o w in n y za w ie rać za n ieczyszcze ń an i w o dy
p o w inn y b yć o d po rn e n a za m a rza n ie i ro zw a rs tw ia n ie
n ie p o w in n y w yka zyw a ć skło n n o ść i d o ro zk ła du
w ła śc iw o śc ip a liw
Właściwości paliw ciężkich
d u ża w arto ść o p a ło w a
d o bra za p ło n no ść
w ła śc iw a le p ko ść
m a ła sk ło nn o ść d o ko ksow a n ia i tw o rzen ia po p io łu
o d p orn o ść n a n iskie tem p e ra tu ry
w ła śc iw o śc ip a liw c ię żk ich
Obróbka cieplnaHartowanieOdpuszczanieWyżarzanie
Hartowanie
1) Ogólna charakterystyka hartowania2) Rodzaje hartowania
Zakres temperatur wygrzewania podczas hartowania
Rodzaje hartowania
Pow ierzchniow e Z ogrzew aniemna w skroś
Hartow anie
Rodzaje hartowaniaTytuł schematu
Hartowaniepowierzchniowe
Gazowe
Indukcyjne
Kąpielowe
Rodzaje hartowania z ogrzewaniem na wskroś
Tytuł schematu
Hartowaniez ogrz. na wskroś
Zwykłe
Stopniowe
Z przemianąizotermiczną
WyżarzanieWyżarzanie
1) Ogólna charakterystyka wyżarzania2) Rodzaje wyżarzania
Ogólna charakterystyka Ogólna charakterystyka wyżarzaniawyżarzania
Wyżarzanie jest zabiegiem Wyżarzanie jest zabiegiem cieplnym polegającym na cieplnym polegającym na
nagrzaniu stopu do odpowiedniej nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury wygrzaniu w tej temperatury wygrzaniu w tej
temperaturze a następnie bardzo temperaturze a następnie bardzo wolnym chłodzeniu ( najczęściej wolnym chłodzeniu ( najczęściej
wraz z piecem )wraz z piecem )
Rodzaje wyżarzaniaRodzaje wyżarzania
Tytuł schematu
Wyżarzanie
ujednoradniające
normalizujące
zmiękczające
odprężające
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 strukturywykres
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 odpuszczaniaRodzaje odpuszczania
niskie
średnie
w ysokie
O dpuszczanie
Zakres temperatur odpuszczania
Zakres temperatur
powrót
Odpuszczanie niskie
Temperatura wygrzewania
( 150 - 250 C )
Cel zabiegu
usunięcie naprężeń własnych bez spadku twardości
Odpuszczanie średnie
Temperatura wygrzewania
( 300 - 500 )Cel zabiegu
(zachowanie wysokiej wytrzymałości i sprężystości przy dostatecznie dużej
ciągliwości )
Odpuszczanie wysokie
Temperatura wygrzewania
( 500 - 6500 C )Cel zabiegu
uzyskanie dużej wytrzymałości i sprężystości przy zachowaniu dużej twardości i odporności na uderzeniawykres
ObróbkaObróbka
cieplno - chemicznacieplno - chemiczna
Obróbka cieplno - Obróbka cieplno - chemicznachemiczna
NawęglanieNawęglanie
1)1) Ogólna charakterystyka Ogólna charakterystyka nawęglanianawęglania
2)2) Rodzaje nawęglaniaRodzaje nawęglania
Ogólna Ogólna charakterystyka charakterystyka
nawęglanianawęglaniaNawęglanie 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 Ogólna charakterystyka charakterystyka
nawęglanianawęglania
Proces nawęglania polega na podgrzaniu stali do odpowiedniej
temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze w ośrodku wydzielającym węgiel
Rodzaje nawęglaniaRodzaje nawęglania
Naw ęglaniew proszkach
Naw ęglaniew pas tach
Naw ęglaniew c ieczach
Naw ęglaniegazow e
Naw ęglanie