#6 Stål, rostfritt stål, gjutjärn och icke-järnlegeringar Flashcards
Vad är stål?
Stål är en legering av järn och kol. Rent järn är mjukt och böjbart men genom att tillägga kol ändrar man egenskaperna. Högt kolinnehåll –> starkare hårdare men sprödare.
Vilka olika faser har stål?
Ferrit: BCC struktur, löser väldigt liten mängd kol
Austenit: FCC struktur, löser upp till 2,11% kol
Cementit: Järnkarbid (Karbid=något med mycket kol i, hårt och sprött), kolhalt alltid 6,67%, ej temperaturberoende
Perlit: Strukturbeståndsdel med ferrit och cementit, bildas genom eutektodisk omvandling, lamellstruktur (varannan skiva ferrit varannan skiva cementit)
Vilken inverkan har kolhalten i stål?
Låg kolhalt: låg styrka, hög duktilitet, bra svetsbarhet
Hög kolhalt: hög styrka, låg duktilitet, dålig svetsbarhet
Vad är hypoeutektoidiskt stål?
Annat ord är undereutektoidiska , dvs mindre kol än vid den eutektoidiska punkten. Vanligtvis i allmäna konstruktionsstäl där kraven inte är superhöga. Svetsbara, duktila, måttlig hållfasthet.
Vad är hypereutektoidiska stål?
Annat ord är övereutektoidiska, dvs mer kol än vid eutektoidisk punkten. Används till verktyg som borrar, stansar, valsar. Ej svetsbara, mindre duktila, hög hållfasthet.
Till vad och hur kan man omvandla austenit?
Långsam avkylning –> Perlit
Snabbare avkylning –> Bainit
Mycket snabb avkylning –> Martensit
–> högre styrka men lägre duktilitet ju snabbare avkylning
Beskriv bainit.
Stor underkylning från austenitområdet. Struktur med ferrit och cementit
Beskriv martensit
Mycket stor underkylning från austenitområdet. Kolatomerna hinner inte diffundera och bilda cementit. Kolatomerna blir tvångslösta i ferriten. Martensit är en metastabil fas med BCT-struktur. Har höf styrka men låg densitet.
Varför legerar man ett stål?
För att exempelvis få högre hårdhet (C), högre seghet (Ni), högre korrosionsmotstånd (Cr), förbättra egenskaper genom lösningshärdning (Mo) eller utskiljningshärdning (Ti, Co), korngränshärdning genom att behålla små ferritkorn.
Vad är skillnaden på hÄrdbarhet och hÅrdbarhet?
hÄrdbarhet - förmåga hos ett stål att bilda martensit vid en viss kylningshastighet
-påverkas av legeringstillsatser som Mn, Ni, Cr
hÅrdbarhet -materials motstånd mot inträngning av ett hårt föremål
-kolhalten hos martensit är avgörande för martensitens hårdhet
Hur kan man värmebehandla stål?
Rekristallationsglödgning Glödgning Normalisering Sfäroidisering Bainithärdning Martensithärdning
Vad gör ett stål rostfritt?
Stål med minst 11% krom. Kromoxidskikt på ytan som skyddar mot korrosion.
Vilka 5 huvudtyper av rostfritt stål finns?
FERRITISKA: BCC, magnetiska, god hållfasthet men måttlig duktilitet, relativt billiga, hög kornhalt
MARTENSITISKA: Hög hållfasthet, magnetiska, används tex till knivar och saxar (eggverktyg)
AUSTENSITISKA: FCC, ej magnetiska, utmärkt duktilitet och formbarhet, vanligaste typen till diskbänkar
UTSKILJNINGSHÄRDADE: Legeras med Al, Nb, Ta, mycket hög hållfasthet, specialstål som används tex inom flygindustrin
DUPLEXA: Bra kombination av korrosionsmotstånd och hållfasthet. Bra material i tuffa miljöer tex i kemisk industri och kustnära konstruktioner
Vad är gjutjärn och vilka 5 typer finns?
Används tex i stekpannor, brunnslock, lastbilsmotorer. Järn-kol-legeringar med högt kolinnehåll (2-4%)
Det finns 5 typer: Gråjärn, vitt gjutjärn (hårdast), aducerjärn, segjärn, CGI
Nämn några icke-järnlegeringar
Järnbas: stål gjutjärn
Lättmetaller: aluminium-, Ti-, Mg-bas
Superlegeringar: nickel- och koboltbas
Kopparbas: brons och mässing
Beskriv aluminium
Låg densitet (1/3 av stål), FCC-struktur, återvinns lätt, god formbarhet, hög el- och värmeledningsförmåga, låg hårdhet, god seghet vid låga temperaturer, korrosionsbeständigt, bra att härda, låg smältpunkt, legeras vanligen med Cu
Hur fungerar utskiljningshärdning?
- Upplösningsbehandling- tvåfasigt material vid rumstemperatur upphettas till ett enfasområde
- Snabbkylning - materialet kyls snabbt till rumstemperatur, då får man ett övermättat material eftersom diffusion inte hinner ske
- Åldring - överskottsatomer skiljs ut som partiklar i den tidigare övermättade fasen
RESULTAT: många små, hårda, finfördelade partiklar i en mjuk matris
Beskriv magnesiumlegeringar
Oftast gjutna
HCP-struktur
Låg hållfasthet och duktilitet
Låg densitet men svårt att kallforma
Beskriv aluminiumlegeringar
Lätt att återvinna FCC-struktur Hög specifik hållfasthet och styvhet Låg densitet Korrosionsbeständigt
Beskriv titanlegeringar
Goda hållfastegenskaper Bra korrosionsmotstånd Biokompatibelt Svårt att maskinbearbeta Låg densitet
Beskriv nickellegeringar
Kallas även superlegeringar Mycket god hållfasthet vid höga temperaturer Lämpliga för kall- och värmebearbetning God korrosionsbeständighet Gasturbiner och flygmotorer
Vad är minneslegeringar
Metaller som efter formändring genom plastisk deformation kan återta sin gamla form mha uppvärmning
Vad gör kromhalten hos ett stål?
Kromhalten hos ett stål är helt avgörande för dess korrosionsmotstånd
Vad sker om man tillsätter nickel till stål?
Man stabiliserar austeniten
Vad är den kemiska sammansättningen hos rostfritt stål?
Järn, kol och krom
Vad är perlit?
Perlit är en strukturbeståndsdel i stål som består av faserna ferrit och cementit
Vilka legeringsämnen finns vanligtvis i gjutjärn?
Järn kol och kisel
Vilket gjutjärn är lämpligt för tillverkning av slitstarka detaljer i malmkvarnar?
Vitjärn ty hårdaste
