alloy part2- - chulalongkorn university: faculties and...
TRANSCRIPT
1
2109101 ������������� �Stainless Steels & Non-ferrous Alloys
“���������� ������”
2
Metal Alloys
Ferrous Nonferrous
Steels Cast Irons
Low AlloyGray Iron
Ductile (nodular)
iron
WhiteIron
Malleableiron
High Alloy
Low Carbon Medium-Carbon High-Carbon
Plain
High Strengthlow alloy
Plain
Heat Treatable
Plain Tool Stainless
������� 2 wt.% C
3
���������������������������������� ������������ (Fe) ����������������
���������� (Cr) ������������ 10.5%
����������� ������� � ��
����� (Ni) ������� (Mn) ����!����� (Mo) "�������� (Ti)
"����!��� (Nb) ������� (W) ������ (Cu) "������� (N)
#�#
4
����������������������!�������$��������
13%Cr, 17%Cr, 18-8 Stainless Steel
�!������ %��!����Creep resistant stainless steel, High strength stainless steel
�!������ %�&'����( ����Heat resisting stainless steel
�!�������)%�����&�%*+� ����������( ����Stainless steel castings, stainless steel sheet, stainless steel for hot
and cold forgings
�!��������������� �&��Martensitic stainless steel, Ferritic stainless steel, Austenitic stainless
steel, Duplex stainless steel, Precipitation hardening stainless steel
5
Stainless SteelsFerritic Stainless Steel BCC
- 409L, 430, 439Austenitic Stainless Steel FCC
- 201, 202, 304, 316Martensitic Stainless Steel BCT
- 410, 420, 431Precipitation Hardening Stainless Steel (PH) FCC & BCT
- 17-7 PH, 15-7 Mo, AM-350, AM-355, H-FamilyDuplex Stainless Steel BCC + FCC 50:50
- 318, 327
6
Effect of alloying elements on microstructure
7
� �
� �
8
Stainless Steels
9
����������������
�������� (Cast Metals&Alloys)�������� !"��� (Wrought Metals&Alloys)
����� ���, ���������������� ������
��� �, ����� !�"���������#�����$��� �
�"%&�$�����&�'��"��(����
10
��� � �#$�: Wrought Alloys
���!���%"��� AA (Aluminum Association)�&'��� 4 ��(�� 1xxx : Pure Al 2xxx : Al-Cu� 3xxx : Al-Mn 4xxx : Al-Si� 5xxx : Al-Mg 6xxx : Al-Mg-Si� 7xxx : Al-Zn��������� )#���!�(�!�����(� "��� (Temper Designations) �'�$�(�*� F, O, H, T
�)���*���#(�)���*������&�)
11
��� � �#$�: Wrought Alloys
����� )#���!�(�!�����(� "��� (Temper Designations)� F : As Fabricated� O : Annealed and Recrystallized� H : Strain-hardened� T : Solution Treated and Aged� ������$����#$�$��$�����!�(�!�����(� "�������'�$�(���� �&� T6, T7 �!+�'
� �(��$�� 6063-T6
12
��� � �#$�: Cast Alloys
������������: ��������'�$�������"��$ (Sand Mould Casting), ��������'�$�������,��� (Permanent Mould Casting/ Gravity Die Casting), ��������'�$���(� (Die Casting/ High Pressure Die Casting)& ���������� � �#$������ 1xx : Pure Al 2xx : Al-Cu� 3xx : Al-Si, Cu/Mg 4xx : Al-Si� 5xx : Al-Mg 7xx : Al-Zn 8xx : Al-Sn
13
"���
�(� ,.-. 8.8������#$�� ���� !"�����'�#!�(�!�����(� "�����'��� ��$����� �)���������.��//0��# (sensitive ������������#���)���.������'��#
14
"���
"��� �!+����������"#1��*$2.����&'���1�3��-��� !�������)���&�� !433��( "��� ��'3�����,�����"��� 5�1�#�!��2�5�2"����1.� (<5%)�!+����"#1, �.����&'��� !�������� ��") 6 ("�����'�) �!+�����7� �&'��'� ���.��//0� ��� ���.������'�
15
���������"���
"������ = Cu + Zn (����� 30%)� ��� ���!� ��8�(���#"#1���� ".�����1�!���(�, ��� , ��!��82�//0�, ��� ���52 = Cu + )�����1 9� ���52�#��� ��������(���#$� ���52/��/��(�� ���52��� ���#$� �#���������� �������������"���
(�'�&��������������), ����� �!����$�/��������"�
16
���#�5#$�
���#�5#$� ,.-. 1.7����� �$��, ������'������, ������������'����������$���� (�&'/�(�52���� �)�����'����� HCP �!�� !,�����'����# �(����� !�'�)��������(���� �(���#������ � �#$�
17
�"�"�#$�
�"�"�#$� ,.-. 4.5�!+����"#1�# Strength to Weight Ratio � ����# : �(7� ! � (HCP) � � (BCC) "#1 883°C3����������� ��� 1675°C"����(������#������������'"(���8�% � �1.����� �&'��'������ (Ti-6Al-4V)�!+�(���������(���&#�%�-
18
NonFerrous Alloys
• Cu AlloysBrass : Zn: subst. solute atom (costume jewelry, coins, corrosion resistant)Bronze : Sn, Al, Si, Ni are subst. solute atom (bushings, landing gear)Cu-Be: precip. hardened for strength
• Al Alloys-lower �: 2.7g/cm 3-Cu, Mg, Si, Mn, Zn additions -solid sol. or precip.
strengthened (struct. aircraft parts & packaging)
• Mg Alloys-very low �: 1.7g/cm3-ignites easily -aircraft, missles
• Refractory metals-high melting T -Nb, Mo, W, Ta• Noble metals
-Ag, Au, Pt -oxid./corr. resistant
• Ti Alloys-lower �: 4.5g/cm 3
vs 7.9 for steel-reactive at high T -space applic.
NONFERROUS ALLOYS
19
����������������
�����&���)���*�
�&����-����$$+�/,��"#&����� ���� (8.9) -����"����"�&��&���%&� = �&���� + �������-��*� ����)� "&�-�� .�.�"&�/0
= �&���� + ���)�-����"����"�&��������&���%&�
&������ -����$$+�/,��"#&��� �� (2.7) -��������-&������ �"��)�1�2- ���$& �0 .�. ��1��) Si, Mg, Cu
-�#&�*� ��!�����,"%�&� ��0
����/� -���� (1.7) -��!�����&���3 ��
�������$-4)���&��������-Nb, Mo, W, Ta
�����,��-��� �&� �-������-����"����"�&���
����� -�� (4.5) -����"����"�&���-,����*��"����-��!����� ��&���3
20
High Temperature Materials
21
Superalloys:
For High temperature applications (650-1200ºC)
Iron base superalloysCobalt base superalloysNickel base superalloys
- High Temp Corrosion/Oxidation resistance- High Temp Strength Applications
22
WHY SUPERALLOYS ?- High Strength at high temperatures- Good Tensile, Fatigue, Creep
Strength- Good hot oxidation and hot
corrosion resistances- Good thermal fatigue resistance� They are mainly used at elevated
temperatures with various loads and atmospheres depended on type and grade of Superalloys
23
24
THANK YOU VERY MUCH !
“OUR COURSE NEVER STAYS THE SAME, IT ALWAYS GETS HARDER” !!!�