Repetitorij - 1ELICI Izbor materijala2013./2014.

elik je metastabilno kristalizirana legura eljeza i ugljika ( 2 %C), uz prisutne pratioce (Si, Mn) i neistoe (P, S i ostali) i uz eventualni dodatak jednog ili vie legirnih elemenata. DEFINICIJAelici se nakon lijevanja taljevine u kalupe (kokile) oblikuju postupcima deformiranja u eljeni oblik poluproizvoda. postupci deformiranja: valjanje, preanje, kovanje, oblici poluproizvoda: limovi, trake, ipke, cijevi, profili, elici su najvaniji tehniki materijali u proizvodnji i primjeni.

- vie od 50 % od ukupne proizvodnje svih tehnikih materijala- deset puta vie od mase svih proizvedenih metala i njihovih legura

Proizvodnja elika u 2011.t x 103Europska unija (27)177 431Ostatak Europe 37 181Zajednica neovisnih drava112 434Sjeverna Amerika 118 972Juna Amerika 48 357Afrika 13 989Bliski istok 20 325Azija954 190 Kina 683 265 Indija72 200Oceanija 7 248Ukupno1 490 060

SISTEMATIZACIJA ELIKA Karakterizacija elika moe se provesti prema:kemijskom sastavumikrostrukturinainu proizvodnjeobliku i stanjupodruju primjenesvojstvima

d) prema kvaliteti (maseni udjeli P i S): masovni, kvalitetni (ujednaena kvaliteta), plemeniti (visoka kvaliteta).Prema kemijskom sastavu elici mogu biti: a) zajamenog sastava ili nezajamenog sastava;b) ugljini (nelegirani) ili legirani jednostruko ili viestruko, niskolegirani ili visokolegirani;c) prema vrsti legirnih elemenata: Cr, Ni, Mn, Si, W, Mo, V - elici Cr-Ni, Cr-Mn, Cr-Mo, Si-Mn elici ili Cr-Ni-Mo, W-Cr-V elici;

konverterski Bessemer, Thomas postupcima; proizvedeni elektropretaljivanjem; dobiveni u kisikovim konvertorima (upuhivanjem zraka ili kisika); sekundarnom metalurkom obradom (tzv. lonanom metalurgijom): vakuumskim proiavanjem (VOD Vacuum Oxigen Degasation); otplinjavanjem pod argonom (AOD Argon Oxigen Degasation); proizvedeni pretaljivanjem pod troskom (EPT);Prema postupku proizvodnje elici mogu biti: nesmireni, polusmireni, smireni posebno smireni. Prema nainu dezoksidacije i lijevanja elici mogu biti:feritni, feritnoperlitni, perlitni, martenzitni, bainitni, austenitni, ledeburitni... Prema tipu mikrostrukture elici mogu biti:

Osnovni oblici elinih poluproizvoda jesu:elini poluproizvodi pojavljuju se u sljedeimosnovnim stanjima:ipke, limovi, trake, cijevi, specijalni profili itd.lijevani, toplovaljani, hladnovaljani, hladnovueni, ljuteni, brueni i polirani,kovani, toplinski obraeni i sl.Konstrukcijski elici za opu namjenu za nosive zavarene konstrukcije, za strojne elemente (osovine, zupanici, vijci, opruge itd.)Konstrukcijski elici posebnih svojstava i primjene (korozijski otporni, otporni na troenje, toplinski vrsti, hladnoilavi i sl.). Alatni elici od kojih se izrauju alati za toplo i hladno oblikovanje metala i nemetala, rezni i mjerni alati. Prema podruju primjene elici mogu biti:

elici poviene vrstoe,elici dobre ilavosti pri niskim temperaturama,elici poboljane oblikovljivosti,elici poboljane rezljivost, elici otporni na troenje Prema nekom istaknutom svojstvu elici mogu biti:

- otklanjanje kisika tijekom proizvodnje elika - Tijekom proizvodnje elik dolazi u dodir s kisikom i duikom i pri viim temperaturama moe otopiti znatne koliine plinova. Prema nainu pretaljivanja i stupnju dezoksidacije razlikuju se:Smireni elici - u procesu dezoksidacije dodaje manja koliina silicija, mangana i drugih elemenata koji veu kisik i stvaraju okside koji se izdvajaju u trosku.U smirenim ingotima nema plinskih mjehuria i nije izraena segregacija.Mn vee sumpor i kisik u MnS i MnO.Posebno smireni elici - osim Mn, Si dodaje se i silikokalcij (CaSi) kao i Al koji vee preostali kisik u Al2O3 i duik u AlN. vrlo niski maseni udjeli neistoa, velika ilavost i mala osjetljivost na krhki lom, sitne estice AlN usitnjuju zrno, povisuju vrstou i ilavost.DEZOKSIDACIJANesmireni elici - jako razvijanje plinova dovodi do "kuhanja" rastaljenog metala, a tijekom skruivanja u kokili se pojavljuju plinski mjehurii.- imaju veu sklonost starenju i viu prijelaznu temperaturu i loije su zavarljivosti.

Djelovanje primjesa u elicima Primjese u eliku mogu biti elementi pratioci, skriveni i sluajni elementi.U veini sluajeva imaju odluujui utjecaj na kvalitetu elika.

Pratioci i neistoe: Si, Mn, N, P, S, te nemetalni ukljuci sulfidnog, oksidnog ili silikatnog tipa. Male koliine Cu, Cr, Ni, As, Sn dolaze u elik iz otpada i iz rude.

Osim vrste pratioca, na svojstva elika utjee raspodjela primjesa.

Pratee primjese su prisutne u svakom eliku, a njihove masene udjele treba svesti na to je mogue manju mjeru.

Osim MnS koji se moe razvaljati, ostali ukljuci su vie ili manje tvrdi i krhki. Smanjuju ilavost i dovode do izrazite anizotropnosti svojstava vrstoe i duktilnosti elika.Anizotropija se otklanja dodavanjem Zr, Ce ili Ti.Prema vrsti ukljuci mogu biti:oksidnisulfidnisilikatniPrema obliku dijele se na:okruglepoligonalne (esto tvrde)izduene (esto oblikovljive).DJELOVANJE NEMETALNIH UKLJUAKA

MnS u eliku P265GHpolirano stanjenagrieno stanje

Najei legirni elementi u elicima su: krom, nikal, mangan, silicij, volfram, vanadij i molibden.

U posebnim sluajevima to su:kobalt, titan, aluminij, niobij i dr. DJELOVANJE LEGIRNIH ELEMENATA Legirni elementi se u elicima mogu pojaviti u razliitim oblicima: rastvoreni u BCC reetki (-eljezo) ili u FCC reetki (-eljezo); kao spojevi sa eljezom ili meusobno (karbidi i intermetalni spojevi) i kao nemetalni ukljuci oksidi, nitridi, sulfidi i fosfidi.elik se legira odreenom koliinom nekog elementa da bi se dobilo traeno svojstvo ili kombinacija svojstava. Legirani elici se primjenjuju u onim sluajevima gdje se trae neka istaknuta svojstva koje se ne mogu postii nelegiranim elicima npr. mehanika, prokaljivost, otpornost na koroziju, otpornost na troenje, vatrootpornost i sl.

Granini maseni udjeli elemenata koji odjeljuju nelegirane od legiranih elika (EN 10020)

Legirni elementGranini maseni udio. %aluminij0,10bor0,0008krom0,30kobalt0,10bakar0,40rijetke zemlje lantanidi (npr. cer, neodim, erbij)0,05mangan 1,60molibden0,08nikal0,30niobij 0,05olovo0,40selen, telur0,10silicij0,50titan0,05volfram, vanadij0,10cirkonij0,05ostali (izuzevi C, P, S, N i O)0,05

- dobar dezoksidator, povisuje vrstou i otpornost na troenje.Naroito jako djeluje na povienje granice elastinosti, a povisuje i dinamiku izdrljivost te se zbog toga pojavljuje kao legirni element kod elika za opruge. Blago poveava prokaljivost elika. MANGAN (Mn)SILICIJ (Si)jak karbidotvorac, alfageni element, povisuje prokaljivost. > 12 %Cr u vrstoj otopini elika daje potpunu korozijsku postojanost.Udarni rad loma elika legiranih s Cr je manji nego kod ostalih elika jednake razine vrstoe. Krom povisuje sklonost krhkosti nakon poputanja i na smanjenje toplinske vodljivosti i toplinske rastezljivosti. KROM (Cr)- gamageni element, djeluje dezoksidirajue, a na sebe vee i sumpor.Povisuje granicu razvlaenja, a povoljno djeluje i na ilavost.Znatno poboljava prokaljivost elika. Poveava sklonost brzom porastu zrna pri visokim temperaturama i krhkosti nakon poputanja.

NIKAL (Ni)- izraziti gamageni element, ne tvori karbide nego se otapa u reetki Fe.. Povisuje ilavost i pri niskim temperaturama. Smanjuje toplinsku vodljivost i toplinsku rastezljivost elika. Nikal se najvie koristi kao legirni element kod elika posebnih svojstava nehrajui i kemijski postojani, elici za poviene i za niske temperature, vatrootporni, nemagnetini elici. Zbog visoke cijene legira se gotovo uvijek u kombinaciji s nekim drugim elementom.- jak karbidotvorac, utjee na povienje granice razvlaenja i vlane vrstoe, kao i granice puzanja. Smanjuje opasnost od pojave krhkosti nakon poputanja. Povoljno djeluje na formiranje sitnozrnate mikrostrukture i na poveanje prokaljivosti. VOLFRAM (W)Volfram je jak karbidotvorac, a karbidi su mu vrlo tvrdi i toplinski postojani. Legiranje volframom omoguuje povienje granice razvlaenja i vlane vrstoe, a u manjoj mjeri i ilavosti. Djeluje povoljno na vrstou i otpornost na troenje u toplom stanju te sprjeava porast zrna pri povienim temperaturama. MOLIBDEN (Mo)

jak karbidotvorac, povisuje tvrdou i otpornost na troenje pri normalnim i povienim temperaturama, skup. Usporava rast zrna pri povienim temperaturama. Povisuje Re pa je prisutan i kod elika za opruge.

VANADIJ (V)KOBALT (Co)TITAN (Ti)ALUMINIJ (Al)- dezoksidator, vee na sebe i duik i time smanjuje opasnost od pojave starenja. Jako suava austenitno podruje. Ne doprinosi poboljavanju mehanikih svojstava.- gamageni element, otapa se u reetki eljeza. Usporava rast zrna pri povienim temperaturama, omoguuje postojanost mikrostrukture, i svojstava (vrstoe). Zato su alatni elici za topli rad i naroito brzorezni elici legirani s kobaltom. najjai karbidotvorac, a njegovi se karbidi teko raspadaju pri povienim temperaturama. Ima jak afinitet prema kisiku, ugljiku, duiku i sumporu. Usitnjuje zrno i smanjuje opasnost od pregrijavanja. Suava austenitno podruje.

Jaki karbidotvorci

OPA SVOJSTVA ELIKA odreena su 1. Kemijskim sastavom maseni udio ugljika - osnovni i najutjecajniji element u elicima je ugljikmaseni udio pratilaca i neistoa: Mn, Si, P, S, Al, N, O, H itd. vrsta i udio legirnih elemenata - omoguuju postizanje posebnih svojstava

2. Mikrostrukturom i stanjem sastav, prethodni postupci oblikovanja i toplinske obrade

3. Oblikom i dimenzijama poluproizvoda

Kod nekih su elika mehanika svojstva za vee dimenzije presjeka manja nego kod manjih dimenzija npr. kod elika za cementiranje i poboljavanje.Porastom udjela ugljika kod nelegiranih elika do eutektoidnog udjela raste tvrdoa, granica razvlaenja i vlana vrstoa, ali se smanjuje istezljivost, suenje poprenog presjeka i udarni rad loma.

Kod nadeutektoidnih elika vrstoa opada jer je povien udio sekundarnog cementita koji se obino mreasto izluuje po granicama zrna.

Porastom masenog udjela ugljika opada sposobnost elika za plastinu deformaciju i zavarljivost, a raste zakaljivost.

Zbog navedenih razloga veina konstrukcijskih elika sadre manje od 0,6 %C.Feritno-perlitna mikrostruktura elika ima bitno drugaija svojstva od martenzitne ili austenitne, ili npr. hladnovueno stanje daje drugaija mehanika svojstva od toplovaljanog, ili elik u poboljanom stanju ima drugaija svojstva od svojstava u normaliziranom stanju.

KONSTRUKCIJSKI ELICI

Primjenjuju za tipine konstrukcijske dijelove strojeva i ureaja koji obavljaju neku funkciju

prenose gibanja preuzimanjem sila i momenata, spremaju i transportiraju tekuine ili plinove, zatvaraju, spajaju elemente konstrukcije, itd.

osovine, vratila, zupanici, nosai, opruge, vijci, zatici, poklopci, kuita, ventili...

MEHANIKA SVOJSTVA:Visoka granica razvlaenja, dobra plastina deformabilnost (istezljivost), to vea sigurnost od pojave krhkog loma.Dovoljno visoka granica puzanja i vrstoa pri povienim temperaturama. Dobra ilavost i vrstoa pri normalnoj, snienoj i niskoj temperaturi.Otpornost na umor u uvjetima promjenjivog optereenja dovoljna dinamika izdrljivost.

OTPORNOST NA TROENJE: to manji gubitak mase, odnosno promjena stanja povrine zbog meusobnog djelovanja dijelova u dodiru;

OTPORNOST NA KOROZIJU: korozijska postojanost u atmosferi ili u agresivnim tekuinama, otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama uz prisutnost razliitih plinova;

TEHNOLOKA SVOJSTVA:rezljivost (obradljivost odvajanjem estica), zavarljivost, hladna oblikovljivost (postupcima savijanja, tancanja, dubokog vuenja i sl.)Od konstrukcijskih elika trae se sljedea svojstva:

Opi konstrukcijski elici Od svih elika najzastupljeniji su u proizvodnji (i primjeni) - 65...80 % mase.

Primjenjuju se za nosive, uglavnom zavarene konstrukcije velike mase:

mostovi, dizalice, nosai, brodske konstrukcije,dijelovi vozila, oprema u industriji nafte i plina,

i za tipine strojne elemente. a) Opi konstrukcijski elici za nosive konstrukcijeb) elici za strojogradnju

a) Opi konstrukcijski elici za nosive konstrukcijeKemijski sastav nije propisan, ali su zajamena mehanika svojstva.Zbog toga nisu predvieni za toplinsku obradu.Temperature uporabe su od 40 do +50 C Od ovih elika trai se:

Tipina feritno-perlitna mikrostruktura opeg konstrukcijskog elika a) elik s 0,1 %C; b) elik s 0,25 %C (poveanje 200:1)Isporuuju se u toplovaljanom ili u normaliziranom stanju, a iznimno i u hladnodeformiranom stanju.

Vrijednosti mehanikih svojstava: Re = 190...370 N/mm2 Rm = 330...700 N/mm2 A5 = 10...28 %

Za primjenu odluujue su vrijednosti mehanikih svojstava i zavarljivost.

Primjena :konstrukcije u graevinarstvu: dizalice, mostovi, platforme, stupovi dalekovoda,spremnici tekuina i plinova,dijelovi vozila npr. asija,kostur i oplata brodova te oprema na brodovima...

S185 (0000) S235JRG1 (0270) S235JRG1 (0370) S275JRG2 (0460)S235JRG2 (0261) S235JRG2 (0361) S275JRG2 (0461) S355JRG2 (0561) S235J0G3 (0362) S275J0G3 (0462) S355J0G3 (0562) S235J2G3 (0363),S275J2G3 (0463) S355J2G3 (0563) S355JRG3 (0561)

b) elici za strojogradnju Primjenjuju za strojne dijelove koji se gibaju u odnosu na druge dijelove osovine u kliznim leajima, vretena, manje optereeni zupanici ili prenose sile i momente klinovi, zatici, vijci, ruice, poluge i sl.

Prema normama nema zahtjeva na zavarljivost i ilavost.

Zbog vieg masenog udjela ugljika slabije zavarljivi, vie su vrstoe (500...700 N/mm2), ali nie istezljivosti (10...20 %) od opih konstrukcijskih elika.

Unato vieg %C, ova podskupina elika nije namijenjena kaljenju.

E295 (0545) E335 (0645) E360 (0745)

Zahtjevi na brodograevne konstrukcijske elikeZahtjevi se primjenjuju pri izradi i primjeni toplovaljanih limova, irokih traka i profila ija debljina ne prelazi 50 mm, a slue za konstrukciju brodskog trupa.

Propisan je traeni kemijski sastav taljevine, postupak dezoksidacije, stanje isporuke i mehanika svojstva za zavarljive konstrukcijske brodograevne elike:

- normalne vrstoe (Rm = 400...490 N/mm2) i- poviene vrstoe (Rm = 440...620 N/mm2)..

elici poviene vrstoe - vie granice razvlaenja i vlane vrstoe vie doputeno naprezanje u radu; smanjuju se nosivi presjeci kod jednakih optereenja, odnosno smanjuje se masa i volumen konstrukcije, to dovodi do snienja ukupnih trokova materijala; manja masa znai i manji utroak pogonske energije i smanjenje gubitaka zbog inercijskih sila kod pokretanja i zaustavljanja itd.;- zadrati povoljan omjer Re/Rm (0,70...0,85), tzv. "plastina rezerva;- zadravanjem to nieg %C i eventualno niskim udjelima legirnih elemenata zavarljivost ostaje zadovoljavajua;- kod tlano optereenih konstrukcija tankih presjeka moe se pojaviti poveano izvijanje, a kod savijanja velik progib problem krutosti; korozija dodatno smanjuje debljinu stijenke pa se vremenom smanjuje nosivost presjeka; dinamika izdrljivost i otpornost na naglo irenje pukotina nisu proporcionalno poveani s granicom razvlaenja. elici su osjetljiviji na urezno djelovanje pa je potreban oprez kod primjene u uvjetima promjenjivog dinamikog optereenja; povienjem granice razvlaenja opada deformabilnost, a raste i osjetljivost prema pojavi krhkog loma.

Osnovni mehanizmi ovrsnua povienja granice razvlaenja:1. Ovrsnue kristalima mjeancima2. Ovrsnue martenzitnom transformacijom 3. Ovrsnue hladnom deformacijom4. Ovrsnue granicama zrna, odnosno usitnjenjem zrna5. Ovrsnue izluivanjem (precipitacijom) i disperzijom fazaelici poviene i visoke vrstoe dijele se u sljedee skupine: - sitnozrnati normalizirani s feritno-perlitnom mikrostrukturom; 360 < Rp0,2 500 N/mm2;- poboljani s mikrostrukturom poputenog martenzita; Rp0,2 500 N/mm2; - termomehaniki obraeni, Rp0,2 500 N/mm2.

Normalizirani sitnozrnati elici poviene vrstoe Ovi su se elici prvotno razvili iz elika S355J0G3 (0562) i S355J2G3 (0563) koji su smireni aluminijem i silicijem i imaju sitniju feritnoperlitnu mikrostrukturu te dovoljnu zavarljivost. Kemijski sastav ovih elika nije propisan.

Dodavanjem malih koliina pojedinih disperzoidnih elemenata (< 0,1 %) kao to su npr.: Nb, V i Ti uz ve spomenuto dodavanje Al, stvaraju se fino rasporeeni nitridi (AlN, VN, TiN), karbidi (VC, NbC) karbonitridi (VCN) koji koe porast austenitnog zrna. Dodaci navedenih elemenata snizuju zavrnu temperaturu valjanja ime se oteava rekristalizacija austenita te se takav sitnozrnat pretvara u sitnu feritno-perlitnu strukturu.

Povienje vrijednosti granice razvlaenja ostvareno je oteavanjem gibanja dislokacija putem prepreka (granice zrna i disperzirane sitne estice).

Sitnozrnati mikrolegirani elici nisu osjetljivi na krhki lom, a imaju nisku prijelaznu temperaturu. Dobra zavarljivost osigurana je i niskim masenim udjelom ugljika (< 0,2 %C) i Ce < 0,4

Normirani sitnozrnati normalizirani eliciKemijski sastav ovih elika nije propisan.Mehanika svojstva postiu se specifinim kombinacijama elemenata. elici uz Mn i Ni sadre jo Cr, Mo, Cu te Nb, V, (Ti) kao mikrolegirne elemente.

Klasifikacija vrsta elika provodi se na osnovi vrijednosti granice razvlaenja, podruja radnih temperatura normalne, sniene (do 60 C), poviene (do 400 C) i na osnovi vrijednosti udarnog rada loma pri snienim temperaturama.

U normama se jame vrijednosti za sljedea mehanikih svojstava: Rpo,2, Rm, A5, KVPrimjena normaliziranih sitnozrnatih elika:kuglasti i valjkasti spremnici za gradski plin, propan, propilen,rezervoari za transport tekuih plinova,potpornji "off shore" platformi za eksploataciju nafte i plina,mostovi, hangari i vijadukti,postolja vagona i vozila,dijelovi graevinskih strojeva ...

Poboljani sitnozrnati elici

Ugljini elici za tanke limove

Niskougljini elici za trake

elici za icu elici za izradu ica dijele se prema svojstvima i primjeni u tri skupine, i to za:

Obine iceSpecijalne iceVuene ice

Vuene ice za toplinsku obradu i posebne primjene izraene od elika poboljane rezljivosti, konstrukcijskih i alatnih elika. Obine ice, od elika DC01 (0146) i DC04 (0147) u stanjima: meko i svjetlotvrdo, a u stanjima povrine: obina svijetla, modroarena i pocinana;

Specijalne ice, od elika DC01 (0146) i DC04 (0147), s razliitim stupnjevima tvrdoe: meko, 1/8 tvrda, 1/4 tvrda, 1/2 tvrda, 3/4 tvrda i tvrda. to je vii stupanj tvrdoe, to je via vlana vrstoa (od 300 pa do vie od 600 N/mm2), a manja istezljivost (A10 vie od 25 % pa do 2 %).

elici za vijke, matice i zakovice skupina niskougljinih elika (0,1...0,2 %C) koji se primjenjuju za izradu vijaka, matica i zakovica hladnim ili toplim postupcima deformiranja. elici se, ovisno o postupku izrade, dijele u tri skupine:

elici za hladni i topli postupak izrade vijaka, matica i zakovica elici namijenjeni za izradu matica na toploelici namijenjeni za izradu matica na hladnoNavedeni elici za vijke i matice ne mogu u potpunosti zadovoljiti sva traena svojstva vrstoe pa se zbog toga rabe i druge vrste elika:- elici za poboljavanje- elici poboljane rezljivostiOznaka klase vrstoe vijaka: npr. 10.9Oznaka klase vrstoe za matice: npr. 6

elici za cementiranje kvalitetni i plemeniti, niskougljini, nelegirani ili niskolegirani elici< 0,25 %C < 0,035 %S i P < 0,045 %S i P Cementiranje:pougljiavanje povrinskih slojeva + kaljenje + niskotemperaturno poputanjeobogauju se rubni slojevi ugljikom na oko 0,8 do 0,9 %C te tako postaju zakaljivi na maksimalno moguu tvrdou 61...64 HRCOvi se elici primjenjuju za one dijelove koji u radu moraju istovremeno biti otporni na troenje i podnositi dinamika optereenja. Nakon cementiranja povrinski slojevi su tvrdi i otporni na troenje dok sredina presjeka ostaje otporna na dinamika i udarna optereenja tj. ilavavisokougljini martenzitferitno-perlitnaniskougljina-martenzitna

Prema normama (DIN 50190) EDC je definirana kao udaljenost od povrine na kojoj se postie tvrdoa od 550 HV (oko 52 HRC). Uobiajene efektivne dubine cementiranja iznose od 0,2 do 3 mm.Zahtijevana EDC postie se kraim ili duljim trajanjem pougljiavanja.Normirane vrste elika za cementiranje

Nelegirani elici: npr. C10 (1120), C10E (1121) ili C15 (1220) Crelici: npr. 15Cr2 (4120)Mn-Cr elici: npr. 16MnCr5 (4320) ili 20MnCr5 (4321)CrMo i Mo-Cr elici: npr. 20CrMo5 (4721) ili 20MoCr4 (7420) NiCr elici: npr. 14CrNi6 (5420) ili 18CrNi8 (5421)

elici za poboljavanje - 0,2...0,6 %C. - pripadaju kvalitetnim i plemenitim elicima - maseni udio neistoa (P i S) je nizak (za plemenite < 0,035 %)postupak poboljavanja: kaljenje + visokotemperaturno poputanjePrimjena: za mehaniki, naroito dinamiki visoko optereene dijelove strojeva i ureaja kao to su npr. osovine, vratila, zupanici, poluge, vijci, zatici i sl., koji nisu izvrgnuti jaem troenju.cilj: visoka granica razvlaenja, vlana vrstoa, ilavost i dinamika izdrljivostMikrostruktura poboljanog elika visokopoputeni martenzit

Na dubinu prokaljivanja prokaljenost utjeu tri skupine faktora:

PROKALJIVOST primijenjene vrste elika,DIMENZIJE dijela iUVJETI GAENJA pri kaljenjuPojasevi zajamene prokaljivosti dva elika Ovisnost mehanikih svojstava odimenzijama za dva elika Na prokaljivost elika primarno utjeemaseni udio ugljika i legirnih elemenata to su vee dimenzije,prokaljenost je slabija

Ovisnost mehanikih svojstava o Tpop. Potrebna temperatura poputanja odreuje se prema traenim vrijednostima mehanikih svojstava nakon poboljavanja, iz dijagrama koji postoje za svaki elik Prema normama razlikujemo sljedee podskupine elika:- nelegirani, npr. C22 (1330), C45 (1530), - legirani s Mn, MnSi i MnV, npr. 40Mn4 (3130),- legirani s Cr, npr. 34Cr4 (4130),- legirani s CrMo, npr. 25CrMo4 (4730) ili 42CrMo4 (4732),- legirani s CrV, npr. 50CrV4 (4830),- legirani s NiCr, npr. 36CrNiMo4 (5430) ili 34CrNiMo6 (5432). Uz kemijski sastav zajamene su minimalne vrijednosti mehanikih svojstava u poboljanom stanju Rp0,2, Rm, A5, Z i KU za razliite dimenzije okruglih ipki

elici za povrinsko kaljenje Povrinski se kale nelegirani i niskolegirani elici s oko 0,35 do oko 0,60 %C.

Povrinsko kaljenje je prikladno ako se eli postii i velika otpornost na troenje i dinamika izdrljivost povrinskih slojeva. Vrste elika za povrinsko kaljenje:C35G (1431), C45G (1531), C53G (1633), 46Cr2 (4133), 42CrMo4 (4732).

U primjeni povrinski se lokalno kale koljenaste osovine (mjesta za klizne leaje), bregaste osovine (brijeg i provrt za leaj), zupanici, lananici, vretena, svornjaci lanaca, noevi kosilica za travu itd.

elici za velike otkovke Podvrsta elika za poboljavanje, visoke istoe, jednoline mikrostrukture bez segregacija i jednolinih svojstava po presjeku (izotropija).

Kod velikih presjeka i masa prilikom hlaenja dolazi do znatnih temperaturnih razlika izmeu povrine i sredine presjeka. Posljedica su velika zaostala naprezanja (napetosti).Budui da se ta naprezanja ne mogu lako razgraditi, postoji opasnost pojave pukotina pa se posebna pozornost posveuje pretaljivanju i lijevanju blokova te kovanju. Tipini primjeri primjene jesu: dijelovi visokotlanih spremnika i cjevovoda, koljenaste osovine, osovine parnih turbina i generatora, prirubnice itd Posebno je opasna pojava otapanje vodika i stvaranje tzv. flokula (upljina u obliku pahuljica). Na tim mjestima moe doi do nastanka pukotina. Da bi se sprijeila ova pojava, elici moraju biti ultraisti i otplinjeni u vakuumu. Drugi nain je arenje za odstranjivanje vodika koje se izvodi u eliani ili u kovanici.C22E, C45E, C60E, primjenjuju se u normaliziranom stanju,22NiMoCr3-7, 28NiCrMoV8-5, 24CrMo5, 33NiCrMo14-5, 34CrNiMo6, 42CrMo4, u poboljanom stanju. itd

elici za opruge Od opruge se oekuje da pod djelovanjem radnog optereenja ostvari traenu elastinu deformaciju.Visoka granica razvlaenja ostvaruje se povienim masenim udjelom ugljika te legiranjem sa silicijem, manganom, kromom i vanadijem.Osim toga trai se: sigurnost protiv krhkog loma A 6 % i dovoljnu rezervu plastinosti, visoka dinamika izdrljivost (Rd) otpornost na lom od umora, otpornost na udarno optereenje dovoljnu ilavost (udarni rad loma - KU).

Karakteristina svojstva elika za opruge u dijagramu, u usporedbi s mekim elikom

Postupkom patentiranja postiu se jo vie vrijednosti granice razvlaenja i vlane vrstoe. Patentiranje se sastoji od austenitiziranja nelegiranog eutektoidnog elika te izotermikog gaenja u olovnoj ili solnoj kupci pri 400 do 550 C. Dobivena mikrostruktura finolistiavog perlita (sorbita) zatim se hladno valja ili provlai ime se postiu vrlo visoke vrijednosti vlane vrstoe (i do 3600 N/mm2).

Vei dio elika za opruge toplo se oblikuje u eljeni oblik poluproizvoda u eliani, a nakon zavrnog formiranja opruge klasino ili izotermiki poboljava, ime se postiu optimalna mehanika svojstva.

Druga skupina elika isporuuje se u, hladnom deformacijom, ovrsnutom stanju hladnovaljane trake i hladnovuena ica. To su uglavnom nelegirani elici s povienim masenim udjelom ugljika (0,5..1 %C) C60 (1630) i C60E (1631).U sluajevima kada se trai korozijska postojanost opruga iste se izrauju od austenitnih ili martenzitnih nehrajuih elika s vie od 12 %Cr.Opruna svojstva se kod austenitnih elika postiu hladnim deformiranjem, a kod martenzitnih kaljenjem i visokim poputanjem.

elici poboljane rezljivosti Vrste elika poboljane rezljivosti prema normama:a) prikladni za cementiranje: 10S20 (1190), 17S20 (1290), 10S22 (3990)b) prikladni za poboljavanje: 35S20 (1490), 45S20 (1590). najvanije svojstvo: bolja obradljivost odvajanjem estica u odnosu na druge elike - mogunost postizanja velikih brzina rezanja uz sporije troenje otrice alata - dobivanje visoke kvalitete povrine. Primjenjuju se za velikoserijsku proizvodnju ili u sluajevima izrade manjih koliina ukoliko bi primjenom drugih elika trokovi obrade bili previsoki. To su npr. vijci, matice, osovinice, zatici, odstojnici... Modificirani kemijski sastav:maseni udio sumpora je povien na 0,15...0,45 %S, takoer je povien maseni udio fosfora (0,07...0,11 %P), kao i mangana. Sumpor preko stvorenih sulfidnih ukljuaka smanjuje trenje i otpor rezanju, a oni pomau i u nastajanju lomljive strugotine. Fosfor doprinosi stvaranju krhke kratke strugotine i glatke obraene povrine. Neotopljeni ukljuci olova (0,15...0,30% Pb) smanjuju trenje pri obradi. Jo bolja rezljivost postie se dodacima selena (Se), cirkonija (Zr), telura (Te) ili bizmuta (Bi).

Hvala na panji !