STAL STOPOWA KONSTRUKCYJNA I NARZĘDZIOWA STAL

2012-04-11
STAL STOPOWA
KONSTRUKCYJNA
I NARZĘDZIOWA
Zakres tematyczny
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
1
STAL
KONSTRUKCYJNA
STOPOWA
1
2012-04-11
Stal konstrukcyjna
Kryterium doboru stali konstrukcyjnych stanowią najczęściej
podstawowe właściwości mechaniczne:
- w przypadku obciążeń statycznych – granica plastyczności Re
lub granica sprężystości Rsp ;
- w przypadku obciążeń dynamicznych – granica zmęczenia Zg ;
- niekiedy właściwości określane metodami mechaniki pękania
– współczynnik intensywności naprężeń KIc , rozwarcie dna
karbu c (CODc), całkę odkształcenia u wierzchołka karbu Jc .
3
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
1. Niskostopowa stal konstrukcyjna spawalna z mikrododatkami
Spawalność określa zdolność materiału do uzyskiwania złożonych
właściwości mechanicznych po spawaniu. Składają się na nią trzy
główne czynniki:
- spawalność metalurgiczna, charakteryzująca zachowanie się
materiału
podczas
spawania
i
wpływ
spawania
na
właściwości spawanego materiału i złącza;
- spawalność technologiczna, związana z technologią spawania
i jej wpływem na właściwości złącza;
- spawalność konstrukcyjna, ujmująca znaczenie rozwiązania
konstrukcyjnego elementu oraz wpływ grubości materiału na
jakość i właściwości złącza.
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
4
2
2012-04-11
1. Niskostopowa stal konstrukcyjna spawalna z mikrododatkami
Schemat spoiny
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
5
1. Niskostopowa stal konstrukcyjna spawalna z mikrododatkami
CE  C 
Mn Cr  Mo  V Ni  Cu


%
6
5
15
Równoważnik zawartości węgla w stali
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
6
Ó
3
2012-04-11
1. Niskostopowa stal konstrukcyjna spawalna z mikrododatkami
Wpływ udziału objętościowego perlitu na temperaturę przejścia stali w stan
kruchy
Wpływ stężenia węgla na temperaturę przejścia stali w stan kruchy
Wpływ pierwiastków stopowych na: a) twardość, b) udarność stali
o mikrostrukturze ferrytycznej
Zależność granicy plastyczności i temperatury przejścia w stan kruchy od
składu chemicznego i mikrostruktury niskostopowej stali konstrukcyjnej
7
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
2. Stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego
Hartowanie i następne średnie lub wysokie odpuszczanie
stali na
nazywane
ane jest ulepszaniem
leps aniem cieplnym.
ciepln m
Miarą skuteczności ulepszania cieplnego jest wartość ilorazu
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
Re : Rm.
8
4
2012-04-11
2. Stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego
MARTENZYT, SORBIT
Wpływ temperatury odpuszczania na udarność (kruchość odpuszczania)
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
9
STAL DO UTWARDZANIA POWIERZCHNIOWEGO
Hartowanie powierzchniowe:
- indukcyjne
- płomieniowe
3. Stal konstrukcyjna stopowa do nawęglania
Rozpuszczalność węgla w żelazie (fragment wykresu równowagi fazowej
żelaza ze składnikiem nasycającym Fe-C - typ I)
Mikrostruktura warstwy nawęglonej
Obróbka cieplna stali po nawęglaniu
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
10
5
2012-04-11
4. Stal konstrukcyjna stopowa do azotowania
Układ równowagi fazowej Fe-N
Mikrostruktura warstwy azotowanej
Wpływ dodatków stopowych na twardość warstwy azotowanej
Rozkład twardości na przekroju warstw azotowanych w niektórych stalach
5. Stal konstrukcyjna stopowa sprężynowa
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
11
STAL NARZĘDZIOWA
STOPOWA
6
2012-04-11
Czynniki wpływające na jakość narzędzi
Na dobrą jakość narzędzi wpływają przede wszystkim:
-
poprawna konstrukcja narzędzia,
-
odpowiedni dobór materiału na narzędzie wraz z ewentualną obróbką
cieplną,
-
parametry procesu produkcyjnego narzędzi.
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
13
Charakterystyka materiału narzędziowego
Najważniejsze cechy materiału narzędziowego:
-
odpowiednia twardość (większa od materiału obrabianego) i możliwie
wysoka ciągliwość oraz duża wytrzymałość zmęczeniowa,
-
duża odporność na ścieranie (małe zmiany wymiarów w czasie pracy
narzędzia),
-
odporność na zmęczenie cieplne (niewrażliwość na szybkozmienne
zmiany temperatury),
-
duża stabilność wymiarów (narzędzia pomiarowe),
-
odporność na korozję (prasowanie niektórych tworzyw sztucznych),
-
zdolność regeneracyjna.
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
14
7
2012-04-11
Klasyfikacja stali narzędziowej stopowej
STAL DO PRACY NA ZIMNO
STAL DO PRACY NA GORĄCO
STAL SZYBKOTNĄCE
15
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
1. Stal narzędziowa do pracy na zimno
Wpływ temperatury odpuszczania na twardość stali narzędziowej stopowej
do pracy na zimno
2. Stal narzędziowa do pracy na gorąco
Obróbka cieplna stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco
Wpływ temperatury odpuszczania na twardość
stopowych do pracy na gorąco (twardość wtórna)
stali
narzędziowych
3. Stal szybkotnąca
Wpływ pierwiastków
szybkotnącej
stopowych
na
podstawowe
właściwości
stali
Mikrostruktura stali szybkotnącej
Obróbka cieplna stali szybkotnącej
Rola węglików
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
16
8
2012-04-11
Literatura:
1.
Rudnik S.: Metaloznawstwo. PWN, Warszawa 1998
2.
Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. WNT, Warszawa 1999
3.
Dobrzański L. A.: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach. WNT, Warszawa 1999
4.
Malkiewicz T.: Metaloznawstwo stopów żelaza, PWN, Łódź 1978
5.
Dobrzański L. A.: Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Podstawy nauki
o materiałach i metaloznawstwo. WNT, Warszawa 2006
Politechnika Rzeszowska - Materiały lotnicze - I LD - 2011/2012 - dr inż. Maciej Motyka
17
9