Przedstawiono analizę wpływu dodatku krzemu na strukturę i właściwości użytkowe stopów Fe-C-Cr. Na podstawie aktualnych danych termodynamicznych zawartych w Banku Danych THERDAS sporządzono wykres powierzchni likwidus oraz izotermiczny przekrój równowagi fazowej w temperaturze 1200 °C stopów Fe-C-Cr. Korzystając z tak opracowanych, zweryfikowanych badaniami laboratoryjnymi danych, określono wpływ dodatku 3, 6, i 10% wag. Si na krystalizację pierwotnych i przedeutektycznych faz układu Fe-C-Cr. Stwierdzono, że dodatek krzemu powoduje początkowo zmniejszanie i ostatecznie zanik obszarów pierwotnej krystalizacji austenitu, cementytu i węglika typu M23C6. Równocześnie powiększają się obszary pierwotnej krystalizacji ferrytu, węglików typu M7C3, grafitu i fazy a. W zakresie krystalizacji przedeutektycznej tworzą się obszary występowania krzemku typu M5Si3 już przy zawartości do 30% wag. chromu w stopie. Badano stopy wytworzone w warunkach technologicznych zawierające od 0,5 do 5% wag. C, od 7,5 do 30% wag. Cr i do 11% wag. Si oraz stopy wysokochromowe zawierające około 5% wag. C, od 55 do 62% wag. Cr i od 7,5 do 11% wag. Si. Wytworzono je w procesach odlewania do form metalowych i skorupowych lub napawania łukowego samoosłonową elektrodą proszkową. Poza znanymi fazami z układu Fe-C-Cr stwierdzono, na podstawie badań metalograficznych, rentgenowskich, mikroskopii elektronowej i mikroanalizy rentgenowskiej, występowanie w badanych stopach krzemków typu M3Si i M5Si3 oraz węglikokrzemków typu M7X3, M5X3, M3X2 i (Fe,Cr)6CSi. Wykazano, że wskutek sprężystego odkształcenia sieci ferrytu zwiększa się jego twardość i zmniejsza rozpuszczalność w nim węgla i chromu, prowadząc do zwiększenia w strukturze ilości węglików. W wyniku tych oddziaływań zwiększa się twardość i odporność na zużycie badanych stopów. Najkorzystniejszy wpływ krzemu obserwuje się w stopach zawierających do 3% wag. węgla i do 20% wag. chromu. Ustalono ponadto, że dodatek powyżej 8% wag. krzemu zwiększa odporność stopów na utlenianie w temperaturze 1000 °C i w czasie do 100 godzin. Największą odpornością na utlenianie charakteryzowały się stopy zawierające powyżej 3% wag. C i 20% wag. Cr. Wyniki badań odporności na korozję w 0, In roztworach HNO3, HCl, H2SO4, NaOH i KCl wykazały, że jest ona porównywalna lub większa w roztworach kwaśnych od referencyjnych stali ferrytycznej H 17 i austenitycznej H17N 1 3M2T w przypadku stopów zawierających powyżej 3% wag. C, 20% wag. Cr i 8% wag. Si, i pozostałych roztworach dla stopów zawierających powyżej 6% wag. Si. Wykazano ponadto, że możliwe jest zastosowanie trudno obrabialnych, często nastręczających trudności w procesie wytwarzania, stopów Fe-C-Cr-Si charakteryzujących się najlepszymi właściwościami użytkowymi, do wytwarzania warstw stopowych na odlewach żeliwnych metodami natryskiwania lub napawania plazmowego. 
 
Spis treści:

1. Wprowadzenie 
 
2. Wpływ dodatku chromu i krzemu na budowę układów równowagi fazowej stopów żelaza z węglem 
2.1. Wpływ dodatku chromu i krzemu na budowę układu Fe-C 
2.2. Wpływ dodatku krzemu na budowę podwójnych układów Fe-Cr, Cr-C i Fe-C 
2.2.1. Wykres równowagi fazowej układu Fe-Cr-Si 
2.2.2. Wykres równowagi fazowej układu Cr-C-Si 
2.2.3. Wykres równowagi fazowej układu Fe-C-Si 
2.3. Wpływ dodatku krzemu na budowę potrójnego układu Fe-C-Cr 
 
3. Wpływ dodatku chromu i krzemu na właściwości stopów żelaza z węglem 
3.1. Wpływ dodatku chromu i krzemu na właściwości mechaniczne 
3.2. Wpływ dodatku chromu i krzemu na właściwości fizyczne 
3.3. Wpływ dodatku krzemu i chromu na właściwości odlewnicze 
3.4. Wpływ dodatku krzemu i chromu na właściwości technologiczne i użytkowe 
3.4.1. Wpływ dodatku krzemu i chromu na odporność na zużycie ścierne 
3.4.2. Wpływ dodatku krzemu i chromu na odporność na korozję 
3.4.3. Wpływ dodatku krzemu i chromu na odporność na działanie wysokiej temperatury 
 
4. Cel pracy i zakres badań 
 
5. Materiały, sposób wytwarzania stopów, aparatura pomiarowa 
5.1. Materiały podstawowe i dodatkowe stosowane do wytwarzania stopów 
5.2. Technologia wytwarzania stopów 
5.3. Stanowiska i aparatura pomiarowa oraz metody badawcze 
 
6. Określenie wpływu krzemu na krystalizację stopów układu Fe-C-Cr 
6.1. Wpływ krzemu na krystalizację pierwotną stopów Fe-C-Cr 
6.2. Wpływ krzemu na krystalizację wysokotemperaturowych faz układu Fe-C-Cr 
6.3. Identyfikacja faz występujących w badanych próbkach laboratoryjnych 
6.3.1. Badania metalograficzne 
6.3.2. Strukturalne badania rentgenowskie 
6.3.3. Badania z zastosowaniem mikrosondy 
6.3.3.1. Badania odlewanych próbek stopów Fe-C-Cr-Si 
6.3.3.2. Badania wolno stygnących próbek stopów Fe-C-Cr-Si 
6.3.3.3. Badania wyżarzanych próbek stopów Fe-C-Cr-Si 
6.3.4. Badania elektronowym mikroskopem transmisyjnym 
6.4. Wpływ krzemu na strukturę technicznych stopów Fe-C-Cr wytwarzanych w procesie napawania 
6.4.1. Badania metalograficzne napoin stopów niskochromowych Fe-C-Cr-Si 
6.4.2. Badania rentgenowskie napoin stopów niskochromowych Fe-C-Cr-Si 
6.4.3. Badania napoin niskochromowych elektronowym mikroskopem transmisyjnym 
6.4.4. Badania metalograficzne napoin wysokochromowych Fe-C-Cr-Si 
6.4.5. Badania rentgenowskie napoin wysokochromowych Fe-C-Cr-Si 
6.4.6. Badania napoin wysokochromowych elektronowym mikroskopem transmisyjnym 
6.4.7. Badania napoin wysokochromowych za pomocą mikrosondy 
6.5. Wpływ krzemu na strukturę technicznych odlewanych stopów Fe-C-Cr 
6.5.1. Badania metalograficzne technicznych odlewanych stopów Fe-C-Cr-Si 
6.5.2. Badania rentgenowskie technicznych odlewanych stopów Fe-C-Cr-Si 
 
7. Wpływ dodatku krzemu na twardość i odporność na zużycie ścierne stopów Fe-C-Cr 
7.1. Wpływ dodatku krzemu na twardość i odporność na zużycie ścierne próbek laboratoryjnych 
7.2. Wpływ dodatku krzemu na twardość i odporność na zużycie ścierne napoin ze stopów Fe-C-Cr 
7.2.1. Wpływ krzemu na twardość i odporność na zużycie ścierne napoin o malej zawartości węgla i chromu 
7.2.2. Wpływ krzemu na twardość i odporność na zużycie ścierne napoin o średniej i dużej zawartości węgla i chromu 
7.3. Wpływ krzemu na twardość i odporność na zużycie ścierne odlewanych stopów Fe-C-Cr 
7.3.1. Twardość odlewanych stopów Fe-C-Cr-Si 
7.3.2. Odporność na zużycie ścierne odlewanych stopów Fe-C-Cr-Si 
 
8. Wpływ dodatku krzemu na odporność na utlenianie odlewanych stopów Fe-C-Cr 
8.1. Określanie odporności na utlenianie nieciągłą metodą grawimetryczną 
8.2. Określanie odporności na utlenianie ciągłą metodą grawimetryczną 
8.3. Badania utlenionych próbek stopów Fe-C-Cr-Si 
8.3.1. Badania rentgenowskie próbek utlenionych 
8.3.2. Badania warstw utlenionych mikroskopem skaningowym 
8.3.3. Badania metalograficzne utlenionych próbek 
 
9. Wpływ dodatku krzemu na właściwości stopów Fe-C-Cr w podwyższonej temperaturze 
9.1. Wpływ dodatku krzemu na stabilność struktury stopów Fe-C-Cr 
9.2. Wpływ procesu wyżarzania na mikrotwardość składników struktury stopów Fe-C-Cr-Si 
9.3. Wpływ dodatku krzemu na twardość w podwyższonej temperaturze stopów Fe-C-Cr 
 
10. Wpływ dodatku krzemu na odporność na korozję stopów Fe-C-Cr 
10.1. Określenie odporności na korozję stopów Fe-C-Cr-Si w 0,1n roztworach HCI, HNO3 i H2SO4 
10.2. Określenie odporności na korozję stopów Fe-C-Cr-Si w 0,1n roztworach KCl i NaOH 
 
11. Zastosowanie stopów Fe-C-Cr-Si do wytwarzania warstw stopowych na odlewach żeliwnych 
11.1. Wytwarzanie powierzchniowych warstw stopowych metodą natryskiwania plazmowego 
11.2. Wytwarzanie powierzchniowych warstw stopowych metodą napawania plazmowego 
 
12. Omówienie wyników badań i wnioski 
12.1. Omówienie wyników badań 
12.1.1. Technologia wytwarzania badanych stopów 
12.1.2. Obliczenia i weryfikacja układów równowagi fazowej 
12.1.3. Identyfikacja faz występujących w badanych stopach 
12.1.4. Pomiar twardości i odporności na zużycie badanych stopów 
12.1.5. Badanie odporności na utlenianie stopów Fe-C-Cr-Si 
12.1.6. Wpływ podwyższonej temperatury na właściwości stopów Fe-C-Cr-Si 
12.1.7. Badanie odporności na korozję stopów Fe-C-Cr-Si 
12.1.8. Określenie możliwości wytwarzania warstw stopowych Fe-C-Cr-Si na odlewach z żeliwa 
12.2. Wnioski 
 
Literatura