Željezo (Fe) - Čelik

Čelik - Fe legura s najviše 2 % masenog udjela C

Čelik - višekomponentna Fe-legura

Čelik - deformabilna Fe-legura

Svojstva čelika: višestruka svojstvo polimorfije

Svojstva čelika:1. kemijskim sastavom, 2. mikrostrukturom, 3. stanjem, oblikom i dimenzijama

proizvoda

Čelik: materijal prošlosti ali i budućnosti

Procesi na osnovi rude

P eć za p u dlo van je T ig an jsk a p eć

Procesi na osnovi o tpada

SM (1868)

B essem er p roces (1856)

K aldo(1950)

O LP(1957)

O BM(1968)

LW S(1968)

LD .O B /L B E/LE T (1980)

LD A C(1958)

B O F ili LD (1952/53)

A jax(1958)

Q -B O P(1970)

E O F(1982)

E A F(1970)

EL P(1900)

N ovi p rocesi E LP(1980-2000)

D C(1980)

K S/K M S/K O B M (1970)

Tandem peć (1964)

Thom asproces (1878)

Povijesni prikaz postupaka proizvodnje čelika

Fe-rude

Danas: Kisikovi konvertori (oko 2/3)

ELP (oko 1/3)

Procesi pretaljivanja

Sekundarna metalurgija (metalurgija lonca)

Najzamjetniji porast proizvodnje čelika od 1950. do 1975. g.

Proizvodnja čelika povećana od 240 na 700 Mt, tj. za 2,9X.

U 2010. g. oko 1,423 Mt, za 14,5 % više nego u 2009. g. (1,23 Mt)

U 2011. g. oko 1,527 Gt, za 6,8 % više nego u 2010. g.

Č eličn i o tpad

K oks

K oks

S in te r

Pe le ti

U gljen Prirodn i p lin

Fe-ruda Fe-ruda Pe le ti F e-rude Č eličn i o tpad

Č eličn i o tpad

Č eličn i o tpad

V P

H ladn i m eta l

K upolna peć

S irovo že ljezo

S irovo že ljezo

Vruć i m eta lVruć i m eta l

EO FLDLD

D R I/H B I

EL P

V ISO K O P EĆ N I P R O C E S

R E D U K C IS K OP R E TA L JIVA N JE

D IR E K T N A R E D U K C IJA

C o re x M id rex H y LS L /R N

Prikaz različitih puteva i kombinacija proizvodnje čelika

0 ,01-0 ,15 m N (A r)/t m in

3

2 3 ,5-5 ,0 m O(+C aO )/t m in

3

2

0 ,2-3 ,0 m /t m inO (+C aO )

3

2

B O F ili LDP ro p u h iv a n je o d o z g o

O koplje2

P ro p u h iv a n je o d o z d o

O B M

K o m b in ira n op ro p u h iv a n je

Q -O B M

A nalizato rC O , C O , O2 2

O k o p lje2

O k o p lje2

G ra f itn e e le k tro d e

Z a f i l ta r K o p lje z a n a k n ad n osag o rijev an je

P ro p u h iv a n je ra d i m ije š a n ja

Shematski prikaz proizvodnje čelika u KK i ELP

Čelik - zeleni materijal

Količin a materijala

Konstrukc ijski mate rijali

Primjena

RASIPANJE

Recikliranje

Sirovine

Planet Z emlja

Postojeća skladišt a otpada područja otpada

Rekup eratori

ENERGIJA

T+M+C T+M+C

T+M+C

M

T+M+C

T+

M+

C

Prikaz današnjeg globalnog ciklusa materijalaT + M + C = tehnologija + materijali + cijena

38%

15%

6%5%

13%6%

16%

Konstrukcije

Ostale industrij e

Metalna roba

Elektro-inženjering

Automobili

Pakiranje

Strojogradnja

Uloga i značenje čelika u nacionalnom gospodarstvu

Shematski prikaz potrošnje čelika po sektorima u SAD, EU i Japanu

Država 2007. 2008. 2009. 2010. 2011.

Austrija 7 578 7 630 5 662 7 206 7 474

Belgija 10 692 10 860 5 635 7 973 8 114

Bugarska 1 909 1 330 726 747 835

Češka 7 059 6 386 4 594 5 180 5 583

Finska 4 431 4 418 3 066 4 030 3.985

Francuska 19 250 17 874 12 840 15 414 15 777

Njemačka 48 550 45 833 32 670 43 830 44 288

Grčka 2 554 2 490 2 000 1 821 1 993

Mađarska 2 227 2 096 1 403 1 678 1 733

Italija 31 553 30 477 19 848 25 750 28 662

Latvija 696 - 692 655

Luksemburg 2 858 2 640 2 141 2 548 2 558

Nizozemska 7 368 6 880 5 194 6 651 6 937

Poljska 10 632 9 685 7 128 7 993 8 794

Portugal 1 400 - 1 587 1 351

Rumunjska 6 261 5 060 2 761 3 721 3 830

Ukupna svjetska proizvodnja čelika 2007.-2011. god., 103 t

Slovačka 5 089 4 489 3 747 4 580 4 242

Slovenija 638 670 430 606 648

Španjolska 18 999 19 048 14 358 16 343 15 591

Švedska 5 673 5 196 2 804 4 846 4 866

Velika Britanija

14 317 13 538 10 079 9 709 9 481

Ukupno E.U. (27)

209 732 198 550 139 366 172 630 177 431

Ukupno –E.U (15)

175 221 - 117 885 147 472

Hrvatska 75 85 43 95 100

Rusija 72 387 68 510 60 011 66 942 68 743

SAD 98 102 91 490 58 196 80 495 86 247

Kina 489 899 500 488 573 567 626 654 683 265

Indija 53 080 55 050 63 527 68 321 72 200

Japan 120 203 118 738 87 534 109 599 107 595

J. Koreja 51 517 53 488 48 572 58 363 68 471

Ukupno 1 351 289 1 329 719 1 232 368 1 423 000 1 527 000

1 98.2 Arcelor Mittal

2 37.0 Baosteel

3 35.4 POSCO

4 35.0 Nipon Steel

5 31.1 JFE

6 23.2 Jiangsu Shagang

7 23.2 Tata Steel

8 22.3 U.S. Steel

9 22.1 Ansteel

10 18.7 Gerdau

11 18.3 Nucor

12 18.2 Severstal

13 16.6 Wuhan

14 16.4 ThyssenKrupp

15 16.3 Evraz

16 14.9 Shougang

17 14.0 Riva

18 13.6 SAIL

19 13.3 Sumitomo

20 12.9 Hyundai

Najveći proizvođači čelika u 2010. god., 106 t

SISTEMATIZACIJA ČELIKA

Podjela čelika prema:

-načinu proizvodnje,

-kemijskom sastavu,

-stupnju dezoksidacije,

-načinu lijevanja,

-mikrostrukturi,

- obliku i stanju čeličnih poluproizvoda itd.

OZNAČIVANJE ČELIKA PREMA EUROPSKIM NORMAMA

EN 10027-1: označivanje č. slovnim oznakama i brojevima Oznake čelika sastoje se od tri dijela:

Glavne oznake

Dodatne oznake za čelik

Dodatne oznake za proizvode od čelika

Primjer za čelike za cjevovodeL360QBL - čelici za cjevovode360 –Min. granica razvlačenja,MPa QB - poboljšano, plinske boce

SIROVINE ZA PROIZVODNJU ČELIKA

Metalno punjenje: sirovo Fe, čelični otpad, DRI i ferolegure

Pomoćni materijali: talitelji i dr.

Oksidansi: Fe-ruda, kisik.

Prosječna količina metalnog punjenja je 1130-1140 kg/t čelika.

Uložak kod konvertorskog č.: 70-85 % sir. Fe, a ostatak je č. otpad. Kod izrade elektročelika: < 5 % sir. Fe, ostatak č. otpad uz DRI.

Čelični otpad - sekundarna sirovina za proizvodnju čelika.

1950 600

100

200

300

400

500

600

700

800

900

70 80 90 2000 10

Vlastiti otpad

Gotovi čelični proizvodi

30%

70%Star iotpad

20 godina

Pr ocesni(no vi)otpad

Čeličn i polupro izvodi

Sirovi čel ik

Godina

Pro

izvo

dnj

a č

elik

a i

nast

ajan

je

čel

ičn

og o

tpad

a, 1

0 t

6

Odnos proizvodnje čelika i potrošnje čelika te nastajanja čeličnog otpada u svijetu

19660

50

100

150

200

250Vlastiti otpad

Udio kontinuiranog lijevanja

70 74 78 82 9486 98 200290

God ina

Brz

ina

nast

ajan

ja v

last

itog

otpa

da,

kg

otpa

da /

t čel

ika

Udi

o ko

ntin

uira

nog

lijev

anja

u uk

upno

j pro

izvo

dnji

čelik

a, %

0

20

40

60

80

100

Ovisnost količine vlastitog čeličnog otpada o udjelu kontinuiranog lijevanja u Njemačkoj

PROIZVODNJA ELEKTROČELIKA

Potrebna toplina - od električne energije (el. luk).

Razvoj proizvodnje elektročelika oviso o:- dostupnosti i cijeni električne energije,- sirovinama za izradu čelika, - posjedovanju i kvaliteta ugljena.

Prva industrijska ELP puštena je u rad 1906. g. (Njemačka). Prvih 50-60 g. - za proizvodnju plemenitih čelika. 1960-ih g. - visokoučinske peći 1970-ih g. kada lonac-peć.

Prednosti izrade čelika:- niža cijena,- veća fleksibilnost,- ekološki prihvatljiviji postupak itd.

19650

2501 8 0 m in

6 ,5 k g / t

6 3 0 k W h /t

500

750

U v o đ e n je k is ik aS ek u n d a rn a m eta lu rg ija

Vo d o m h la đ e n a k o p lj a

E lek tr i č n i lu k v e lik e s n a g eP je n u š a v a tro s k a

L o n a c p e ćP red g ija v a n je če l ič n o g o tp ad a

M an ip u la to r k o p lj a O - u g l jik2D C te h n o lo g i ja

Š ah tn a p e ć

Vo d o m h la đ e n i g o r io n ic i O /p r iro d n i p l in

2

1000

1970 1975 1980

G odina

Pot

rošn

ja e

lekt

ričn

e en

ergi

je, k

Wh/

t

V rije m e o d iz lije v a d o iz l ije v a

P o tr o šn ja e le k t ro d a

P o tro šn ja e n e rg i je

1985 1990 2000 20050

Potr

ošnj

a el

ektr

oda,

kg/

t čel

ika

3

6

9

12

4 0 m in

1 ,2 k g / t

2 9 0 k W h /t

1995

Tehnološki razvoj izrade elektročelika

Shematski prikaz pojednih faza proizvodnje čelika u elektrolučnoj peći

a) Ulaganje b) Taljenje c) Izlijevanje

O +O /go rivo2 2

O2

O +O /gorivo2 2

UTJECAJ NA OKOLIŠ

Nusproizvodi:- troska (oko 80 kg /t spec. č. i oko 120-150 kg/t ugljičnih č.). -emisija: elektropećna prašina, VOC,

CO, CO2, NOx, dioksini i furani

Iskorištenje troske u:- građevinarstvu (nasipavanje puteva, cementna ind.), - poljoprivredi.Poseban problem su tzv. „bijele troske“

Tijekom svih faza rada dolazi do emisijeRazvijeni su sustavi za skupljanje i čišćenje plina

Elektropećna prašina (15-17 kg/t čelika)Uglavnom sadrži Fe, Zn, Pb, Cd itd. Prašina se skuplja i reciklira (5-10 % od troškova)

Sustavi za skupljanje emisije iz elektrolučne peći a) odsis preko otvora na svodu peći, b) pokretni nadsvodni odsis,

c) zatvoreni sustav odsisa

a) b) c)

Hlađenjezrakom

Taložn ik

Čistipl in

Dim njak Vrećeza prašinu

Komora za n aknadnosag orijevan je

Poklopac zahvatanje plina

ELP ELP

Plin Plin

Cijev zaevakuaciju plina

Mlaznice za hlađenje

Komora za h lađenje

Glavnaprašina

Shematski prikaz tipičnog sustava za skupljanje elektropećne prašine

Poklopac za hvatanje praš ine

ELP

Taložnik

Komora z akonverzij u

Hlađe nje plina vodom

Kaljenjevodom

Separator

Ventilator

Ventilator

Pulsni filtar

Dimnjak

Reverzibiln i zračni filtar

Spremište prašine

PeletizacijaRecikliran je elektropećne prašine

Separator cinka

Recikliranje cinka

Adsorbensi

Miješanjeprašine

Ul aganje

Lonac-peć

Skida nje troske

Prisilni hladnja k

Shematski prikaz sustava za čišćenje elektopećne prašine

Elektropećna prašina - opasan otpad.

Kemijski sastav elektropećne prašine:

10-45 % Fe, 2-38 % Zn, 0,4-7 % Pb, 0,2-11 % Cr, 0,01-0,3 % Cd, 1-5 % Mn, 0,06-3 % Cu, 1-5 % Si, 1-25 % Ca, 1-12 % Mg, 0,1-1,5 % Al, 1,5-2,5 % S, 0,11-2,36 % C, 0,35-2,3 % K, 0,5-1,8 % Na.

Pored metala sadrži i organske tvari: VOC, dioksine i furane, plinovite polutante: CO, SO2, NOx, HF i HCl.

Ne smije se odlagati na neodgovarajućim lokalnim deponijima. Nužna je stabilizacija ili inaktivacija teških metala. (npr. dodatkom portland cementa, pepeo ugljena, vapno).

Za prašinu koja sadrži više od 15 % Zn predlaže se recikliranje.

Naziv postupka Produktnositelj cinka

Produktnositelj željeza

Ostaliprodukti

Waelz rotacijska peć(2-stadija)

ZnO Fe-oksid/metaliz. Fe

PbCl2/CdCl2

dim

Waelz rotacijska peć (1-stadij)

ZnO Fe-oksid/metalizirano Fe

-

Plameni reaktor ZnO Troska -

ZTT Ferrolime ZnO Ferovapno Smjesa soli

MR/Electrothermic ZnO Troska/ostatak -

MRT ZnO visoke čistoće

Fe-oksid/metaliz. Fe

Pb/Cd metali

Laciede Steel Metalni cink Troska -

EZINEX Metalni cink Fe-oksid Smjesa soli

Komercijalni postupci obrade prašine iz elektrolučne peći

Doprinos čeličanske industrije emisiji CO2 u EU oko 7 %

(npr. transport daje 23 % CO2).

Nužna je pažljiva kontrola ili predobrada č. otpada.Uporaba č. otpada – doprinosi očuvanje okoliša:- manja potrošnja energije nego kod k. čelika,- 5-6 puta niža emisija CO2

Važna je uloga:- korištenih gorionika, - opreme za naknadno sagorijevanje ili - predgrijača čeličnog otpada

Nove tehnologije (Consteel, Contiarc) - manje prašine. Npr. kod Consteel postupka nastaje za 30 % manje prašine.

Zakonska regulativa se pooštrava Većina modernih ELP ispušta 5-50 mg prašine/m3 ispusnog plina. U budućnosti - još veća ograničenja u pogledu zaštite okoliša.

UHP peći (engl. Ultra High Power) Ulaganja u zaštitu okoliša. 1 t elektročelika - 2,4 puta manje toplinske energije .

EL P+ 830 kg D R I

C orex+M idrex+E LP

EL P

V P-K K

Utjecaj načina proizvodnje čelika na emisiju CO2

Emisija Standard

PrašinaCONOx

SOx

Dioksini

10 mg/m3

-200 mg/m3

50 mg/m3

0,1 mg/m3

Smjernice za emisiju u Njemačkoj

SEKUNDARNA METALURGIJA

Moderna metalurgija čelika:- primarna (talina čelika iz KK ili ELP) i - sekundarna.

Nekada - sve faze u primarnim agregatima (osim dezoksidacije) Danas – dorada čelika u loncu

Sek. metalurgija - sve aktivnosti od izlijevanja u lonac do KL. Razvoju sek. metalurgije su pogodovale UHP i KL.

Postupci sekundarne metalurgije:- jednostavni (čelik se obrađuje jednim postupkom) ili- kombinirani (obrada čelika različitim procesima).

1954. g. – uvođenje ind. postupaka vakuumiranja čelika- otplinjavanje čelika1960- ih g. - propuhivanje taline argonom. 1970-ih g. - tehnologija lonac-peć

Ciljevi sekundarne metalurgije:

- postizanje željenog kemijskog sastava, - homogenizacija temperature i kemijskog sastava, - odugljičenje do veoma niskih razina sadržaja ugljika, - odsumporavanje, - odfosforavanje, - otplinjavanje (vodik i dušik), - dezoksidacija, - poboljšanje čistoće čelika (oksidi i sulfidi), - kontrola oblika uključaka (sferoidizacija), - podešavanje temperature lijevanja na otimalnu- kontrola strukture skrućivanja.

Shematski prikaz modifikacije morfologije uključaka

kao posljedica obrade kalcijem

Lijevano stanje: Valjano stanje:

Obrađeno Ca-žicom:

CaS- MnS prsten okoCa-aluminata C A12 7

Brojna zdrobljena šiljastazrna u smjeru valjanja

MnS se izdužujeu smjeru valjanja

Al O d endrit i2 3

MnS segregira nagran icama zr na

LONAC-PEĆ- od početka 1970-ih g.Primjena: u čeličanima s KK i ELP

Unutrašnjost lonca- bazična obloga. Talina se u lonac ulije kao neumirena, Dezoksidacija i legiranje u loncu. Zagrijavanje taline - pomoću tri grafitne elektrode. Proces se odvija sa pokrivnim slojem troske. Kontinuirano miješanje inertnim plinom

Prednost - korištenje relativno dugog električnog luka:

- povećava se iskorištenje energije i -smanjuje specifičnu potrošnju elektroda. Miješanje: - ujednačava temperaturua i sastav taline, - ubrzava odvijanje kemijskih reakcija u talini, - poboljšavaju se uvjeti za koagulaciju i izdvajanje

suspendiranih čestica u trosku.

Prikaz lonac-peći u radu

Električki provodljive ruke Elektrode

Izlazni plin Dodatakferolegura

Inertni plin za miješanje

Rastaljeni čelik

Porozni čep

Transportna kolica

RAZVOJ PROIZVODNJE ELEKTROČELIKA

ELP je nadopuna KK

Razvoj je usmjeren na:- razvoj postojeći proizvodnih sustava, - razvoja novih postupaka kontinuirane izrade čelika - primjenu direktno reduciranih proizvoda, - smanjenje sadržaja oligoelemenata u čeliku- smanjenje potrošnje energenata, - kraćih vremena taljenja i rafinacije,- još većeg stupnja automatizacije- očuvanje zaštite okoliša itd.

Najznačajniji kriteriji pri izboru postupka: - odnos cijena/efikasnost u postojećem okruženju, - izgradnja ELP malog i srednjeg kapaciteta preferirat

će se u područjima s dovoljno el. energije korištene po prihvatljivoj cijeni i s razvijenom infrastrukturom.

Ciljevi današnjeg razvoja ELP:

-razvoj DC peći,- primjena naknadnog sagorijevanja,- predgrijavanje čeličnog otpada, - kontinuirana proizvodnja čelika (Contiarc, Consteel), - diskontinuirani postupci (Conarc, Contimet). - bolja sinkronizacija s odjelima za KL i valjanje, -uključivanje procesa propuhivanja poznatog KK,- pjenjenje troske, elektomagnetno miješanje,- smanjivanje vremena od ispusta do ispusta taline itd,

Dileme oko izgradnje AC ili DC-peći još postoje.

DC peći:- manja potrošnja el. energije i elektroda (1-1,5 kg/t)- Manja emisija buke (5-10 dB)- potrošnja vat. mat. je manja ( 2 kg/t)- Bolje miješanje taline itd.

Tipična dispozicija (a) i detaljan prikaz elektrolučne peći (b) na istosmjernu struju

E lektrodab)

Ruka zaelektrodu

Prostor za transformator

Graf itnaelektroda

DC p eć

a)

Naknadno sagorijevanje dodatkom kisika u sloj troske

CO CO 2

CO, CO , O2 2

CO CO 2

C CO

Grafitne elek trodeZrak

Kisikovo koplje

Ko plje za naknadnosagorijevanje

Shematski prikaz predgrijavanja čeličnog otpada u košari za čelični otpad

Izlazni (otpadni) plinovi

Otpadni plinovi

Elektr olučna p eć

Čelični otpad

Košara za punjen je

Izlazni plinovi za obradu

Shematski prikaz najbitnijih komponenti Consteel postupka

Kisik itroskotvorc i Predg rijač

Izlaznipl inoviza obradu

Gorivi p linTroskotvo rci

Čelični otpad

Vibrira juća pok retna traka

Shematski prikaz Conarc postupka

KK

Peć I

O2

O2O2

Peć II

KKELP

ELP

Željezni ljevovi-Fe slitine koje se ne deformiraju

Proizvodnja: kupolne peći, indukcijske pećiUložak: sivo sirovo Fe, č. otpad, feroslitine itd.

Prema obliku izlučenog grafita:

Sivi lijev (grafit u obliku listića, lamela)Duktilni (nodularni) lijev (grafit u obliku nodula)Čelični lijev ( 2 % C)Vermikularni (grafit u obliku vermikul-„crvića“)Slitine na bazi obojenih metala (Cu, Al, Mg, Zn i ostali obojeni metali)

Svjetska proizvodnja lijevanih željeza:

2007. 94,9 mil. t2008. 93.5 mil. t2009. 79.05 mil. t2010. 91.6 mil. t (+13.7 %)

Struktura lijevanih željeza

Vrsta lijevanog željeza

Sivi lijev

D.lijev

Č.lijev

Cuslitine

Alslitine

Mgslitine

Znslitine

Ostali obojeni

106 t 43,3 23,4 10,2 1,6 10,9 0,2 0,53 1,2

Top 10 (88%) za 2010.: u Mt

Država Sivi lijev

Duktilnilijev

Čelični lijev

Obojene slitine

Uku.106 t

Kina 19,6 9,9 5,3 4,8 39,60

Indija 6,18 1,05 1,07 0,75 9,05

U.S. A. 2.63 2,75 0,98 1,87 8,23

Njemačka 2,18 1,49 0,192 0,93 4,79

Japan 2,16 1,35 0,207 1,04 4,75

Rusija 1,74 1,26 0,700 0,500 4,20

Brazil 1,94 0,786 0,243 0,273 3,24

Koreja 1,04 0,653 0,157 0,382 2,23

Italija 0,630 0,405 0,064 0,870 1,97

Francuska 0,623 0,916 0,085 0,333 1,96

Država S. lijev D. lijev Č. lijev Ukupno

Austrija 38689 11307 16094 305857

Belgija 58000 5800 31316 96999

BiH 11200 290 2544 18818

HR 22107 17375 1313 53797

Češka 153761 55140 57879 344377

Danska 32367 48020 - 87604

Finska 28206 46417 14714 97536

Franciska 623000 916100 85300 1956966

Njema. 2185310 1486872 192089 4794179

Mađarska 28921 25779 5901 154688

Italija 633100 405300 64100 1970662

Norveška 15103 37966 3023 64703

Poljska 445100 152300 67400 928150

Portugal 38357 70145 7342 128958

Rumunjska 24697 3321 21593 101427

Srbija 33047 12508 11276 70388

Slovenija 75800 28800 6100 141391

Španjolska 410500 543300 71500 1143038

Švedska 160800 40400 18100 266600

Švicarska 19400 33200 1800 78595

V. Britanija 129000 188700 67200 501400

Proizvodnja po državama za 2010., 106 t

LIJEVANJE ČELIČNOG LIJEVA

OBOJENI METALNI MATERIJALI

BakarAluminij

Rude obojenih metala < 5 % metala, a često i < 1 %Veliki značaj: sekundarne sirovineProblem zaštite okolišaVelika potrošnja el. energije (posebno za lake metale)Rude: obogaćivanje i priprema

Postupci:1. Pirometalurški2. Hidrometalurški

BAKAR

Crveni sjajni metal, deformabilan itd.Temp. taljenja 1085 oC

Bitna svojstva:

Velika električna vodljivostDobra toplinska vodljivostVelika otpornost prma korozijiStvaranje mesinga (slitina sa cinkom)Stvaranje bronce (slitina s kositrom)Veliki stupanj recikliranjaDobro se lijeva i prerađuje (u toplom i hladnom stanju)

Cu-proizvodi: lim, traka, cijevi, šipke, profili, žica, odljevci

Podjela bakra:

Tehnički Cu: min. 99,5 % Cu (npr. katodni Cu ima 99,9% Cu)Cu s malim dodacima (0,1-2 % Ag, Cd, Te, Be itd.): min. 98 % CuMasinzi (slitina Cu i Zn)

Čisti mesinzi (npr. -mesing do 36 % Zn)Mesinzi s dodacima (Pb, Sn, Al, Fe)

Sn-bronca (10-14 % Sn)Al-bronca- ne sadrži Sn, za bižuteriju, izradu novcaSlitine Cu i Ni: kunial (s Al), ambrac (s Zn),

novo srebro (Cu-Ni-Zn)Legure Cu i Si (Si-bronce)Slitine Cu i Mn (10-25 % Mn)

ALUMINIJ

Najrašireniji metalni element (7,5-8,1 % u Zemljinoj kori)Temp. tališta: 660 oC Proizvodnja: Bayerov postupak

Boksit Glinica (čisti Al2O3)

Elektroliza glinice uz ugljične elektrode

Svojstva:Mala gustoćaOdlična mehanička svojstvaOdlićna korozijska otpornostVisoka toplinska i električna vodljivost

Primjena:Prometna sredstvaElektrotehnikaGrađevinarstvoKem. i prehrambena ind. itd.

Svjetska godišnja proizvodnja aluminija

Raspodjela potrošnje aluminija iAl-slitina prema području primjene

Slitina Serija Tip Reh, MPa Rm, MPa

Ne 1000 Al 20-140 50-180

očvršćuju s 3000 Al-Mn 50-220 120-300

TO 5000 Al-Mg 30-320 110-380

Očvršćuju s 2000 Al-Cu, Al-Cu-Mg

250-500 360-530

TO 6000 Al-Si-Mg 140-360 180-380

7000 Al-Zn-Mg 230-430 360-500

Al-Zn-Mg-Cu

350-720 440-760

Mehanička svojstva nekih Al-slitina

TOPLOVALJANA TRAKA, TLM ŠIBENIK

C Mn P S Si Cu V Al Cr Ni Sn

D1 0,18 1,17 0,007 0,011 0,33 0,22 0,03 0,039 0,09 0,08 0,01

D2 0,18 1,17 0,007 0,010 0,30 0,21 0,03 0,039 0,08 0,08 0,008

U1 0,18 1,13 0,014 0,010 0,25 0,18 0,000 0,030 0,11 0,12 0,009

U2 0,19 1,13 0,012 0,009 0,25 0,18 0,000 0,029 0,11 0,12 0,008

D – domaći čelik; U – uvozni čelik

Kemijski sastav ispitivanih uzoraka čelika, mas. %

SEM snimak uvoznog čelika

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18keV

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

cps/eV

Fe Fe O

Al Ca

Ca

Mn

Mn Si Mg

El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]

-------------------------------------------Fe 26 K-series 56.80 63.51 38.54 1.6O 8 K-series 17.73 19.83 42.00 2.6Al 13 K-series 11.74 13.12 16.48 0.6Mn 25 K-series 1.38 1.54 0.95 0.1Ca 20 K-series 1.21 1.35 1.14 0.1Mg 12 K-series 0.46 0.51 0.72 0.1Si 14 K-series 0.12 0.13 0.16 0.0

-------------------------------------------Total: 89.44 100.00 100.00

EDAX spektar područja nakupina

kompleksnih uključaka na

uvoznom čeliku

SEM snimak domaćeg čelika

EDAX

EDAX spektar kompleksnog

uključka

SEM snimak domaćeg čelika i snimak

karakterističnog X-zračenja za Cu

Snimci karakterističnog X-zračenja za Zn i Sn

Laboratorijska peć za pretaljivanje

Priprema komponenti za taljenje u lučnoj peći

Pretaljivanje predlegure u visokofrekventnoj indukcijskoj peći

Fotografski snimci tijekom skrućivanja odljevka predlegure Cu13Al3.25Ni s efektom prisjetljivosti oblika

Optičke mikrografije Cu13Al3,25Ni legure nakon nagrizanja, a) 50x, b) 500x

SEM mikrografija (a) i EDS spektar (b) predlegure Cu13Al3,25Ni

1. 81,20Cu-14,98Al-3,83Ni, mas. %2. 81,88Cu-14,45Al-3,66Ni, mas. %3. 81,09Cu-15,32Al-3,58Ni, mas. %4. 80,51Cu-15,79Al-3,70Ni, mas. %5. 81,71Cu-14,86Al-3,44Ni, mas. %

SEM mikrografije Cu-Al-Ni-B traka nakon

lijevanja i nakon kaljenja

SEM mikrografije Cu-13Al-4Ni-0.02B slitine

DSC krivulje Cu-Al-Ni-B trake

Difraktogram Cu-Al-Ni-B trake nakon kaljenja

Martenzitna mikrostruktura u sredini štapa kod brzinelijevanja 255 mm/min, 500X

EDS spektar CuAlNi slitine nakon kontinuiranog lijevanja

Tvrdoća (HB) kontinuirano odlivenih štapova kod brzina lijevanja: P1=255; P2=335; P2=470; P2=510 i P2=625 mm/min

SEM mikrografije CuAlNi slitine kod brzine lijevanja od 625 mm/min, 1000x i 5000x

DSC termogram CuAlNi slitine kod brzine lijevanja od 255 mm/min

Morfologija površine CuAlNi slitine nakon korozijskih ispitivanja u 0.5 M NaCl otopini

EDX spektar i difraktogram površine CuAlNi slitine nakon korozijskih ispitivanja

SEM snimak i EDX spektar korozijskih produkata CuAlNi slitine nakon korozijskih ispitivanja

OM i SEM snimci Ti-Ni sltine (nitinol)

Spectrum: Ni-Ti-poz1-1El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error

[wt.%] [wt.%] [at.%] [%]-------------------------------------------

Ti 22 K-series 45.21 46.24 51.32 1.3Ni 28 K-series 52.57 53.76 48.68 1.5

------------------------------------------- Total: 97.78 100.00 100.00

EDX spektar Ti-Ni sltine (nitinol)

OM i SEM snimci nastajanja rupičaste korozije na nitinolu

SEM snimci i EDX spektar nitinola nakon korozijskog testa u 0.9 % NaCl otopini

PRETRAŽNI ELEKTRONSKI MIKROSKOP (SEM) S EDX SPEKTROMETROM

PRETRAŽNI ELEKTRONSKI MIKROSKOP (SEM) S EDX SPEKTROMETROM

Mehanička ispitivanja