SLITINY ŽELEZA. Přehled a výroba materiálu

Poznámka: tyto materiály slouží pouze pro opakování STT žáků SPŠ Na Třebešíně, Praha 10;s platností do r. 2016 v návaznosti na platnost norem. Zákaz šířění a modifikace těchto materálů. Děkuji Ing. D. Kavková Přehled a výroba materiálu SLITINY ŽELEZA

kovy železné kovy neželezné kovy oceli konstrukční nástrojové na odlitky litiny šedá tvárná temperovaná lehké Al, Mg, Ti těžké Cu, Zn, Pb...

Typické znaky ocelí oceli - slitiny železa s velkou pevností použití - části strojů zachycující a přenášející velké síly (hřídele, ozubená kola, čepy )

Typické znaky litin litiny - dobře slévatelné materiály použití - části strojů složitého tvaru (tělesa strojů tlumících chvění,...) horní a spodní část ložiskové skříně šedá litina převodová skříň lisu tvárná litina

Výroba surového železa probíhá ve vysoké peci výška (28 až 32)m průměr (10 až 12)m nepřetržitý provoz - 10 a více let

Vysoká pec

Vsázka vysoké pece - plynule zavážena pomocí šikmého výtahu do horní části pece - sazebny železná ruda (aglomerát) koks (redukční činidlo) struskotvorné přísady - vápenec (aditiva) vznik lehce se tavící strusky (chrání surové železo před nadměrným nasycováním uhlíkem)

Postupy ve vysoké peci pevné látky (železná ruda, koks, vápno) vlivem tíhy klesají dolů teplý vzduch proudí nahoru ruda se zbavuje síry a vody železo přijímá C, Si, Mn, S, P ruda se úplně roztaví, nečistoty jsou vázány pomocí vápna ve strusce (nístěj) vypouští se železo i struska

Výrobky vysoké pece surové železo - sloučenina Fe s C se zbytky doprovodných prvků (Mn, Si, S, P) - není kujné - nevhodné pro výrobu (vysoká křehkost) struska - stavební materiál (stavba silnic) - výroba lehkých stavebních prvků aj. vysokopecní plyn - předehřívání vzduchu pro vysokou pec,

Druhy surového železa ocelárenské (feromangan) - výroba ocelí bílé, jemně zrnité, třpytivá plocha lomu přísady bohaté manganem - uhlík se váže jako karbid železa nalévá se v tekutém stavu do pánví, přivádí se přes mísič surové oceli do ocelárny % C % S % P % Mn % Si zbytek 3,5-4,5 max. 0,04 0,1-0,25 0,4 1,0 max. 1,0 Fe

Druhy surového železa slévárenské (ferosilicium) - výroba litiny šedá, hrubě zrnitá plocha lomu přísady s vysokým obsahem křemíku - uhlík vyloučen ve formě grafitu mezi krystaly feritu odlévá se do kovových forem (kokil) - vznikají housky % C % S % P % Mn % Si zbytek 3,5-4,5 max. 0,06 0,3 2,0 max. 1,0 1,5 3,0 Fe

Výroba oceli

Výroba oceli - zkujňování surové železo - obsah Fe + 4% C + doprovodné prvky (prospěšné Si, Mn + škodlivé S, P, N, H, ) zkujňování - snížení obsahu C (pod 2,11 % C) - téměř vyloučení nežádoucích složek - popř. legování (dodání přísadových prvků)

Kyslíkové zkujňování dmýchání kyslíku do kapalného surového Fe tzv. LD - pochody (města Linz a Donawitz)

Výroba elektroocelí teplo potřebné k tavení získané el. obloukem oblouková pec - el. oblouk mezi grafitovými elektrodomi a kovovou vsázkou - teplota až 3 500 C

Elektrická oblouková pec grafitové elektrody a klenba pece zdviženy před nasazením nové vsázky ( 25 t oceli)

Pánvová pec 3 - fázová elektrická pec na střídavý proud zpracování (25-30) tun legováním oceli dohřátí oceli na licí teplotu (1500-1680) C

Železná houba bezkoksová metalurgie železa chudá železná ruda palivo - lignit, hnědé uhlí, těžké ropné oleje, dehty a zemní plyn produkt používaný přímo jako vstupní surovina do ocelářských pecí

Odlévání ve vakuu tuhnutí oceli ve vakuové peci tlak na hodnotě 1,5 Pa vysoký podtlak působí na oceli rafinačním účinkem odstranění plynů a vměstků v oceli

Kontinuální odlévání oceli ocelové předlitky průběžně vytahovány z kokily (krystalizátoru) směrem dolů a chlazeny vodou průřezy profilů blízké rozměrům hotového profilu

Kontinuální odlévání oceli

Krystalizátor zajišťuje ztuhnutí povrchové skořepiny tloušťky a pevnosti pro udržení obsahu tekutého jádra při vstupu proudu do sekundární zóny chlazení

Výroba litiny kuplovna elektrická indukční kelímková pec

Legovací a doprovodné prvky doprovodné prvky - Mn, Si, S, P, H, N ovlivňují zejména - pevnost - houževnatost legovací prvky - zejména Cr, W, V zlepšení - pevnost v tahu - odolnost proti opotřebení - odolnost proti korozi jemné vylučování karbidů

Doprovodné prvky - vliv prvek prvek zvyšuje prvek snižuje uhlík - C pevnost, tvrdost (max. při 0,9 %) kalitelnost teplotu tavení, tažnost, svařitelnost, kujnost mangan - Mn pevnost v tahu, prokalitelnost, tuhost obrobitelnost tvářitelnost zastudena křemík - Si pevnost v tahu, mez kluzu, odolnost proti korozi hlubokotažnost vrubovou houževnatost obrobitelnost síra -S obrobitelnost vrubovou houževnatost svařitelnost fosfor - P vodík - H 2 pevnost v tahu odolnost proti korozi pevnost v tahu stárnutí křehnutím vrubovou houževnatost svařitelnost vrubovou houževnatost

Legovací prvky prvek prvek zvyšuje prvek snižuje wolfram - W pevnost v tahu,tvrdost tepelnou odolnost, řezivost tažnost (v malé míře) obrobitelnost chrom - Cr nikl - Ni pevnost v tahu,tvrdost odolnost tepelnou, korozi pevnost, houževnatost prokalitelnost, odolnost korozi tažnost (v malé míře) tepelnou roztažnost vanad - V hliník - Al mangan - Mn trvanlivost, tvrdost tepelnou odolnost odolnost proti vzniku okují pronikání dusíku pevnost v tahu, prokalitelnost tuhost citlivost na přehřátí - obrobitelnost tvařitelnost zastudena

slitiny železa na odlitky nástrojová ocel konstrukční ocel Srovnání obsahu C u slitin Fe obecná konstrukční ocel 0,17 až 0,50 ocel k cementování - nelegovaná 0,10 až 0,90 nauhličená vrstva ocel k zušlechťování - nelegovaná 0,20 až 0,60 nelegovaná 0,50 až 1,40 legovaná 0,20 až 2,10 litina s lupínkovým grafitem 2,50 až 3,60 temperovaná litina s bílým lomem 2,50 až 3,50 temperovaná litina s černým lomem 2,30 až 2, 90 ocel na odlitky - nelegovaná 0,15 až 0,45

Struktura ocelí ferit - perlit lamelární perlit perlit - sek. cementit

Struktura litin šedá tvárná temperovaná

Označování ocelí a litin normy ČSN (materiálové listy) - číselné označování - barevné označování mezinárodně platné normy ISO či EN nyní platí - ČSN EN - ČSN ISO - ČSN (není-li norma nahrazující) převodní tabulky

Označování tvářených ocelí ČSN 42 0002 - oceli vyráběné v ČR první číslice 1 - tvářená ocel druhá číslice ve spojení s první - třída oceli

Doplňková číslice

Barevné označování

Označování slitin Fe na odlitky ČSN 42 0006

Litiny

Oceli na odlitky

Materiálové listy - 11 600

Materiálové listy - 15 260

Srovnání označování

Volba nástroje první krok - správná identifikace obráběného materiálu druhý krok - zařazení materiálu obrobku do správné skupiny nože s VBD - Pramet Tools, s.r.o. slinuté karbidy pro obrábění - označení a druhy viz. ČSN ISO 513

Volba břitové destičky