Čaká nás základ, poznanie metalurgie, ako takej a jej vysvetlenie na úplne triviálnom príklade binárneho diagramu železo uhlík.
Prosím poslucháčov, aby si v novom okne otvorili binárny diagram železo uhlík (wiki) a pozreli sa naň.
V základe je to diagram, na ktorom sú vynesené na osi X pomerné hodnoty obsahu uhlíka C v zliatine FeC a na osi Y teplota v °C.
Prv začneme s popisom obsahu C v diagrame a zakladným rozdelením diagramu.
Neprihliadajúc na teplotu, oceľou sa označuje zliatina Fe s C s obsahom C od 0% do približne 2.14%C.
Pri vyššom obsahu C sa jedná o sivú liatinu (2.15-4.42%) a liatinu čiernu (4.43-6.67%).
Vyšší obsah C v zmesi, je neprípustný, jedná sa o nasýtený a presýtený obsah C v zmesi, ktorý bude vylúčený na povrch, počas tuhnutia taveniny.
Zmenou množstva C v zliatine sa menia mechanické vlastnosti, ako pevnosť v ťahu, oteruvzdornosť, tvrdosť, a obrobiteľnosť, teda všeobecne metalurgické vlastnosti materiálu.
Zmena teploty T v diagrame pomáha určiť fázu zloženia zmesi a jej následné vlastnosti pri istých rýchlostiach tuhnutia danej zmesi. Zároveň určuje teplotu tavenia a jej závislosť teploty tavenia a štruktúry.
Popis základných castí diagramu ocelí (0-2.14%C)
Ferit (alfa ferit)
Alfa ferit je intersticiálny tuhý roztok uhlíka v železe alfa s kubicky priestorovo centrovanou kryštálovou sústavou.
Maximálny obsah C je 0.035%. Ferit je magnetický pri teplotách nižších ako 760 °C. Práve táto zložka dodáva oceli a liatine ich magnetické vlastnosti. Je klasickým príkladom feromagnetického materiálu.
Perlit je eutektoid v sústave Fe-Fe3C. Je to lamelárna mechanická zmes feritu a cementitu. Perlit nie je teda fáza ale fázová zmes, skladá sa z feritu a cementitu a obsahuje 0,765 % uhlíka. Názov je odvodený od perleťového lesku jeho kryštálov.
Perlit vzniká izotermicky pri 727°C a obsahu uhlíka medzi 0,02?,68% ako lamelárny perlit. Má strednú pevnosť a tvrdosť, ale je málo tvárny. Vhodným tepelným spracovaním sa premieňa na globulárny perlit, ktorý má nižšiu tvrdosť, ale lepšiu tvárnosť.
Austenit je intersticiálny tuhý roztok uhlíka v železe γ (gama). Austenit nie je to isté ako gama-železo. Jeho kryštály sú svetlosivej farby, mäkké, húževnaté a tvárne. Nie je magnetický. Austenit má kubickú plošne centrovanú kryštálovú mriežku. Znamená to že v základne kryštalickej bunke s 8 atómami železa v rohoch kocky môže byť až 6 atómov uhlíka umiestnených v strede každej steny. Celkový počet atómov na elementárnu bunku je teda 4 (rohové sú spoločné pre 8 buniek a atómy v strede stien pre dve bunky). Takáto štruktúra sa v pearsonovom systéme označuje cF4 a v "strukturbericht" systéme A1. Takáto štruktúra vznikne ak k priestorovej mriežke kubickej plošne centrovanej (na obr. 2 označenej slovom réseau), teda k jej každému uzlu priradíme jeden atóm železa.
Po základnom popise zložiek zliatiny ocele (vďaka wiki, text prekopírovaný, ukradnutý, som plagiátorm, viem) sa dostaneme k základnému popisu technologických postupov zušľachtenia, alebo úpravy ocelí.
Žíhanie-
je spôsob tepelného spracovania zliatin, ktorého cieľom je zmena mechanických vlastností materiálu vyvolaná zmenou jeho mikroskopickej štruktúry pri vysokej teplote. Žíhanie sa robí obyčajne v 3 krokoch:
materiál sa najprv zahreje na predpísanú teplotu tak aby bol celý rovnomerne zahriaty
ochladí sa na žíhaciu teplotu a na tej sa podrží predpisaný čas (izotermické spracovanie)
nechá sa vychladnúť.
Žihanie je potrebné pre ďalšie (budúce) spracovanie (hlavne) legovaných a vysokopevnostných zliatin ocele, Žíhaním sa zlepšuje obrobiteľmosť materiálov a zjednodušuje ich spracovanie.
Kalenie-
je proces tepelného spracovania kovov ohrevom a následným ochladením za účelom zmeny jeho vnútornej štruktúry a tým aj zmeny vlastností kovu. Kalením sa ovplyvňujú vlastnosti ako tvrdosť, pevnosť, húževnatosť a pod. Kalenie ocele je jej zohriatie na austenitovú teplotu (niečo nad 727°C), kde sa podrží až do úplnej premeny vnútornej štruktúry na austenit a následné prudké ochladenie (600 °C/s), ktoré môže byť dvojakého typu:
martenzitické
nepretržité - je najjednoduchšie a najlacnejšie, ale vznikajú pri ňom vnútorné napätia a maximálne deformácie
pretržité - znižuje vnútorné napätie
bainitické
nepretržité
izotermické
Kalením sa dosahuje vyššia tvrdosť a pevnosť v ťahu, ale znižuje sa vrubová húževnatosť a ťažnosť materiálu. po kalení vo väčšine prípadov následuje normalizačné popúšťanie.
Popúšťanie-
je rozžeravenie ocele a jej pomalé ochladzovanie. Používa sa hlavne po kalení, aby sa uvoľnili vnútorné napätia v materiáli (preto sa tak aj volá). Pri popúšťaní sa oceľ zahreje na asi 300 až 600°C (nie viac ako 723 °C) a potom sa buď znovu zakalí, alebo voľne ochladí na normálnu teplotu. Doba popúšťania môže byť rádovo hodiny.
Cieľom je odstrániť alebo zmenšiť vnútorné napätia po kalení a upraviť mechanické vlastnosti na požadované hodnoty. Robí sa hneď po kalení.
Na ďalšej hodine metalurgie si napíšeme niečo o spracovaní ocele a zopár zaujímavostí, pre nožiarov a zbrojárov.
Prosím pod blog pridať otázky, ktoré skúsim zodpovedať v dalšom blogu o metalurgii.
Snáď som neunudil a sľubujem, že to bude následne viac zaujímavé. Toto bol základ, na ktorom budeme staviať ďalej a je potrebné ho vedieť.
S pozdravom, Mišo
Blog
Komentuj
12 komentov k blogu
Fíha, až sa zobudím prečítam si Pozerám že základnejšie veci si pamätám zo strednej školy ale tie podrobnejšie informácie už nie. A keď nad tým tam premýšlam školu som si vybral dobre. Aktuálnejšie by boli sice zliatiny hliníku, typy spracovávania do plechov, tyčí a profilov a elox a obrábanie ale to už som sa naučil sám
@tequila som rád, že si dočítal až tak ďaleko
Úprimne som čakal, že toto bude čítať možno jeden človek.
Pre mnohých je to absolútne nudná téma.
Úprimne som čakal, že toto bude čítať možno jeden človek.
Pre mnohých je to absolútne nudná téma.
Citania a citania. Rusny den dneskaj, vecer sa k tomu hadam dostanem
Ha, tak som sa k tomu konecne dostal. Vsetko jasne, ale priznavam sa, ze som si musel niektore vyklady najst v anglictine. Sranda. Ani som nevedel, ze som si tak velmi zvykol na technicke texty v anglictine, ze im po slovensky rozumiem horsie
ty by si nemohol byt ucitel.... nezazivnejsi, a tazsie pochopitelne vysvetlenie som uz dlho necital
@tomas5555555 kuchár-čašník, či gymnazista toto veľmi nepochopí a príde mu to nezáživné, to je nad Slnko jasné.
Ľudia s technickým vzdelaním s takýmto nemajú problém.
Ľudia s technickým vzdelaním s takýmto nemajú problém.
@hovado
Ani oni tomu nepochopia, to by museli byť chemici, lenže chemikom je zbytočné toto vysvetlovať... tento článok mal byť teda ako vysvetliť metalurgia laikom, a to záživne a zrozumitelne... ty si nesplnil ani jedno s tohto 0/10
Ani oni tomu nepochopia, to by museli byť chemici, lenže chemikom je zbytočné toto vysvetlovať... tento článok mal byť teda ako vysvetliť metalurgia laikom, a to záživne a zrozumitelne... ty si nesplnil ani jedno s tohto 0/10
@tomas5555555
Takže chémiu základnej školy musíš ovládať... Takže vieš čo je nasýtený a presýtený roztok.
Článok, komu bol napísaný pochopil.
Toto je nad rámec chápania gymnazistu es-is. Vitaj vo Svete vysokej školy
Ale fajn, doslova letom Svetom FexCy's.
Železo s uhlíkom je roztok. Ten má nasýtiteľnosť za rôznych teplôt rôznu.
...stíhaš? ...
Čím viac uhlíka natrepeš do železa, tým je roztok- zmes tvrdšia a krehkejšia.
Málo uhlikový roztok je oceľ, veľa uhlikový roztok je liatina (nie Zliatina).
Zároveň zmenou teploty a zmenou nasýtiteľnosti roztoku vznikajú iné väzobné mriežky uložení atómov.
(Ako pre debila- z kociek vznikajú pyramídky a valčeky)
Pri istej teplote, ak sa roztok prudko schladí, dostaneme v danom roztoku, ktorý by chladol pomaly kocky, ale prudkým schladením pyramídky...
... stíhaš?...
Následne popisujem rôzne názvy tých roztokov a ich spojenia, či variácie.
Kto si nekreslil na lavicu v 8. ročníku ZŠ kosoštvorce a dával pozor, vie rozdiel, medzi kubickou priestorovo orientovanou mriežkou, hexagonálnou, lamelárnou...
Sú to akoby tie magnetické tyčinky a guličky skladané do rôznych telies...
No a na koniec principiálne, fundamentálne ( vygoogli si cudzie slová, nie je to hanba...) technologické postupy, AKO NA TO prudké schladenie a čo potom, aby to bolo také, aké chceme.
Teda celé je to o hraní sa s kockami a pyramídkami a skúšaním kedy sa nám čo a ako poskladá.
Čo to má s chémiou?
(Vypracuj na domácu úlohu )
Takže chémiu základnej školy musíš ovládať... Takže vieš čo je nasýtený a presýtený roztok.
Článok, komu bol napísaný pochopil.
Toto je nad rámec chápania gymnazistu es-is. Vitaj vo Svete vysokej školy
Ale fajn, doslova letom Svetom FexCy's.
Železo s uhlíkom je roztok. Ten má nasýtiteľnosť za rôznych teplôt rôznu.
...stíhaš? ...
Čím viac uhlíka natrepeš do železa, tým je roztok- zmes tvrdšia a krehkejšia.
Málo uhlikový roztok je oceľ, veľa uhlikový roztok je liatina (nie Zliatina).
Zároveň zmenou teploty a zmenou nasýtiteľnosti roztoku vznikajú iné väzobné mriežky uložení atómov.
(Ako pre debila- z kociek vznikajú pyramídky a valčeky)
Pri istej teplote, ak sa roztok prudko schladí, dostaneme v danom roztoku, ktorý by chladol pomaly kocky, ale prudkým schladením pyramídky...
... stíhaš?...
Následne popisujem rôzne názvy tých roztokov a ich spojenia, či variácie.
Kto si nekreslil na lavicu v 8. ročníku ZŠ kosoštvorce a dával pozor, vie rozdiel, medzi kubickou priestorovo orientovanou mriežkou, hexagonálnou, lamelárnou...
Sú to akoby tie magnetické tyčinky a guličky skladané do rôznych telies...
No a na koniec principiálne, fundamentálne ( vygoogli si cudzie slová, nie je to hanba...) technologické postupy, AKO NA TO prudké schladenie a čo potom, aby to bolo také, aké chceme.
Teda celé je to o hraní sa s kockami a pyramídkami a skúšaním kedy sa nám čo a ako poskladá.
Čo to má s chémiou?
(Vypracuj na domácu úlohu )
Napíš svoj komentár