Książka ta zrodziła się z potrzeby chwili. Od blisko trzydziestu lat nie ukazał się w Polsce żaden podręcznik poświęcony szczególnie metaloznawstwu stopów żelaza, które przecież s4 nadal głównym materiałem konstrukcyjnym we współczesnej technice. Skrypt Prof. T. Malkiewicza, pt. Metaloznawstwo stopów żelaza, który ukazał się w trzech wydaniach (ostatnie w 1978 r.) był pierwszym w Polsce opracowaniem tego typu (nie licząc książki K. Wesołowskiego Metaloznawstwo, T. 2, która jest podręcznikiem bardziej ogólnym) i odegrał ważną rolę w kształceniu metalurgów i inżynierów materiałowych, ale w znacznym stopniu się zdezaktualizował. Od kilku lat następuje proces zmiany norm dotyczących stopów żelaza i wprowadzania norm europejskich, co stwarza potrzebę, aby te zmiany znalazły odzwierciedlenie w podręczniku przeznaczonym do kształcenia specjalistów z tej dziedziny. Jakkolwiek uwaźam podręcznik Prof. T. Malkiewicza za wzorcowy, sądzę, że obecnie potrzebny jest podręcznik zmodyfikowany, uwzględniający postępy w metaloznawstwie stopów żelaza, a także elementy nowoczesnych procesów metalurgicznych, przetwórstwa i obróbki cieplnej, który byłby źródłem wiedzy dotyczącej stopów żelaza. Poszerzenie zakresu podręcznika może być uzasadnione tym, że jest on zaadresowany także do studentów politechnik, gdzie podstawy metalurgii nie znajdują się w programach kształcenia, a bardzo często trudno jest zrozumieć zagadnienia metaloznawcze, jeśli nie ma się chociaż elementarnej wiedzy o wytwarzaniu i przetwarzaniu wyrobów. Bardzo pomocna przy opracowywaniu tego podręcznika była monografia Prof. J. Adamczyka pt. Inżynieria wyrobów stalowych i książka M. Blicharskiego: Inżynieria materiałowa - stal, z których zaczerpnąłem wiele elementów potrzebnych do zredagowania tej książki.
Niniejszy podręcznik jest adresowany do osób, które mają już podstawową wiedzę metaloznawczą, zawartą np. w podręczniku mojego autorstwa pt. Metaloznawstwo. Wprawdzie starałem się przypomnieć pewne zagadnienia konieczne do zrozumienia zawartego tu materiału, jednak ze względu na ograniczoną objętość książki nie mogłem zaczynać od ABC. Jeśli więc pewne pojęcia lub problemy okażą się niezrozumiałe lub niejasne, zachęcam do sięgnięcia do książek podstawowych. Polecam podręcznik pt. Materiałoznawstwo w pytaniach i odpowiedziach, którego jestem współautorem. Zawiera on obszerny skorowidz i łatwo w nim znaleźć odpowiedź na powstałe wątpliwości*). Pisząc tę książkę wzorowałem się na podręczniku T. Malkiewicza Metaloznawstwo stopów żelaza, który składa się z dwóch części opartych na dwutomowym pierwotnym wydaniu z roku 1968 i 1971. W pierwszej części autor opisał wpływ pierwiastków stopowych na własności stopów żelaza, w drugiej przedstawił stopy żelaza według własności i zastosowań. Taki podział ma jedną podstawową wadę, że nieuniknione są powtórzenia. Patrząc na to jednak z dydaktycznego punktu widzenia dochodzę do wniosku, że powtórzenia mogą być też zaletą podręcznika, gdyż ułatwiają zapamiętanie ważnych informacji, podawanych w różnych kontekstach. Z tego względu postanowiłem utrzymać taki podział także w tej książce.
Opracowując podręcznik autor stoi zawsze przed dylematem wyboru problematyki, którą należy uwzględnić. Materiał dotyczący stopów żelaza jest niezwykle obszerny. Dlatego starałem się wybrać przede wszystkim zagadnienia, którymi interesuje się współczesna technika i zachować równowagę między podstawami teoretycznymi i aspektami praktycznymi, a zakres ich jest taki, aby mógł być przedstawiony w normalnym akademickim wykładzie.
W niniejszej publikacji zrezygnowałem z zamieszczania tablic wszystkich stopów żelaza przewidzianych przez poszczególne normy, a ograniczyłem się do ich omówienia lub prezentacji częściowej. Starałem się też podawać odpowiedniki stali z norm PN i PN-EN. Tych ostatnich jest bardzo dużo, gdyż dotyczą nie tylko określonego składu stali, ale i konkretnych wyrobów i warunków ich odbioru. Zamieszczenie wszystkich tablic spowodowałoby znaczny wzrost objętości podręcznika. Tablice takie zostały zamieszczone w niektórych książkach, jakie ukazały się ostatnio w kraju. Aby jednak umożliwić Czytelnikom orientację w rodzajach i zakresie własności poszczególnych grup stali, staliw i żeliw oraz określonych wyrobów podawałem numery nowych norm i starałem się dokonywać syntezy i zwrócić uwagę na najistotniejsze cechy stopów, uważając, że i tak w razie potrzeby zainteresowane osoby muszą sięgnąć do norm oryginalnych.
Mam nadzieję, że Czytelnicy będą zgłaszać swoje uwagi dotyczące treści książki, które zostaną uwzględnione przy ewentualnym wznowieniu publikacji.
Spis treści:Wykaz skrótów
Przedmowa
1. RYS HISTORYCZNY
2. WSPÓŁCZESNE METODY WYTWARZANIA STOPÓW ŻELAZA
2.1. Otrzymywanie surówki
2.2. Konwertory tlenowe
2.3. Piece elektryczne
2.4. Obróbka pozapiecowa
2.5. Odgazowanie próżniowe
2.6. Proces odlewania wlewków
3. OBRÓBKA STALI
3.1. Obróbka plastyczna
3.1.1. Odkształcenie plastyczne stali
3.1.2. Sposoby ohróbki plastycznej
3.2. Przemiany fazowe w stalach
3.2.1. Dyfuzja w przemianach fazowych
3.2.2. Przemiany przy chłodzeniu
3.2.3. Przemiany przy nagrzewaniu
3.3. Obróbka cieplna
3.3. L Cel obróbki cieplnej (o.c.)
3.3.2. Klasyfikacja rodzajów obróbki cieplnej
3.3.3. Operacje wyżarzania
3.3.4. Operacje hartowania
3.3.5. Hartowanie powierzchniowe
3.3.6. Operacje odpuszczania
3.3.7. Inne operacje obróbki cieplnej
3.4. Obróbka cieplno-plastyczna
3.5. Dynamiczne zdrowienie i dynamiczna rekrystalizacja
3.6. Regulowane walcowanie
3.7. Naprężenia własne
3.7.1. Ogólna charakterystyka naprężeń
3.7.2. Naprężenia makroskopowe
3.7.3. Naprężenia strukturalne
3.7.4. Wpływ odpuszczania na naprężenia własne
4. ŻELAZO
4.1. Charakterystyka ogólna żelaza
4.2. Własności fizyczne żelaza
4.3. KrystaIagrafra żelaza ,
4.4. Luki międzywęzłowe w żelazie
4.5. Defekty sieci w kryształach
4.5.1. Defekty punktowe
4.5.2. Defekty liniowe
4.5.3. Defekty powierzchniowe
4.6. Umacnianie
4.6.1. Umacnianie roztworowe
4.6.2. Umacnianie dyslokacyjne
4.6.3. Umacnianie fazowe
4.6.4. Umacnianie fazą dyspersyjną
4.6.5. Umacnianie wywołane rozdrobnieniem ziarna
4.6.6. Umacnianie a własności
5. FAZY W STOPACH ŻELAZA
5.1. Specyfikacja
5.2. Roztwory stałe
5.2.1. Roztwory międzywęzłowe
5.2.2. Roztwory substytucyjne
5.3. Węgliki
5.3.1. Klasyfikacja węglików
5.3.2. Cementyt
5.3.3. Węglik e
5.3.4. Węgliki złożone
5.4. Azotki
5.4.1. Charakterystyka ogólna azotków
5.4.2. Rozpuszczalność faz międzywęzłowych w austenicie
5.5. Związki międzymetaliczne
5.5.1. Fazy sigma
5.5.2. Fazy Lavesa
5.6. Fazy obce
5.7. Wtrącenia niemetaliczne
6. PIERWIASTKI MIĘDZYWĘZŁOWE I DOMIESZKI W ŻELAZIE
6.1. Wodór vv stali
6.2. Azot w stali
6.3. Tlen w stali
6.4. Bor w stali
6.5. Węgiel w stali
6.5.1. Układ żelazo - węgiel
6.5.2. Własności perlitu
6.5.3. Grafit
6.5.4. Podział stopów według układu Fe-Fe3C
6.6. Domieszki w stopach żelaza
6.6.1. Siarka
6.6.2. Fosfor
6.6.3. Cyna, arsen, antymon
7. WPŁYW PIERWIASTKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI ŻELAZA
7.1. Wpływ pierwiastków stopowych na układ równowagi Fe-C
7.2. Wpływ pierwiastków stopowych na kinetykę przemiany przechłodzonego austenitu
7.3. Wpływ pierwiastków stopowych na kształt wykresów CTP
7.4. Wpływ pierwiastków stopowych na hartowność
7.5. Wpływ pierwiastków stopowych na proces odpuszczania
8. PIERWIASTKI AUSTENITOTWÓRCZE W STALI
8.1. Mangan w stali
8:1.L Układ Fe-Mn
8.1.2. Układ Fe-Mn-C
8.7_. Kobalt w stali
8.2.1. Układ Fe-Co
8.2.2. Układ Fe-Co-C
8.3. Nikiel w stali
8.3.1. Układ Fe-Ni
8.3.2. Układ Fe-Ni-C
9. PIERWIASTKI WĘGLIKOTWÓRCZE W STALI
9.1. Chrom w stali
9.1.1. Układ Fe-Cr
9.1.2. Układ Fe-Cr-C
9.1.3. Klasyfikacja stali chromowych
9.1.4. Stale chromowo-niklowe
9.1.5. Stale chromowo-manganowe
9.2. Wolfram w stali
9.3. Molibden w stali
9.3.1. Charakterystyka molibdenu
9.3.2. Układy Fe-Mo-C i Fe-W-C
9.4. Wanad w stali
9.4.1. Układ Fe-V
9.4.2. Układ Fe-V-C
9.5. Niob i tantal w stali
9.6. Tytan w stali
10. INNE PIERWIASTKI W STALI
10.1. Miedź w stali
10.2. Aluminium w stali
10.3. Krzem w stali
10.4. Metale ziem rzadkich w stali
Stopy żelaza według własności i zastosowania
11. STALE
11.1. Klasyfikacja stali
11.2. Zasada znakowania stali wg PN i PN-EN
11.3. Stale konstrukcyjne
11.3.1. Charakterystyka ogólna
11.3.2. Stale niestopowe nie przeznaczone do ulepszania cieplnego
11.3.3. Stale niskostopowe o podwyższonej wytrzymałości (NSPW)
11.3.4. Drut do spawania
11.3.5. Stale z mikrododatkami o średniej zawartości węgla
11.3.6. Stale do spęczania i wyciskania na zimno
11.3.7. Stale TRIP
11.3.8. Stale konstrukcyjne niestopowe do ulepszania cieplnego
11.3.9. Stale stopowe do ulepszania cieplnego
11.3.10. Stale automatowe
11.3.11. Stale do nawęglania
11.3.12. Stale do azotowania
11.3.13. Stale na łożyska toczne
11.3.14. State sprężynowe i resorowe
11.3.15. Stale do pracy przy obniżonej temperaturze
11.3.16. Stale na druty do wytwarzania lin
11.3.17. Stale do zbrojenia betonu
11.3.18. Stale konstrukcyjne o zwiększonej odporności na korozję
11.3.19. Stale dla kolejnictwa
11.3.20. Stale na rury i rurociągi
11.3.21. Stale spiekane
11.4. Stale narzędziowe
11.4.1. Charakterystyka ogólna
11.4.2. Stale narzędziowe niestopowe
11.4.3. Stopowe stale narzędziowe do pracy na zimno
11.4.4. Stale narzędziowe do pracy na gorąco
11.4.5. Stale szybkotnące
11.4.6. Materiały narzędziowe twarde i supertwarde
11.5. Stale odporne na korozję (SONK)
11.5.1. Charakterystyka ogólna
11.5.2. Rodzaje korozji
11.5.3. Stale ferrytyczne
11.5.4. Stale austenityczne
11.5.5. Stale martenzytyczne SONK z martenzytem wytworzonym przez zgniot
11.5.6. Stale ferrytyczno-austenityczne
11.5.7. Stale do utwardzania wydzieleniowego z regulowaną przemianą
11.5.8. Stale maraging
11.5.9. Biostale
11.6. Stale i stopy żaroodporne, i żarowytrzymałe
11.6.1. Żaroodporność
11.6.2. Żarowytrzymałość
11.6.3. Stale stosowane do pracy przy podwyższonej temperaturze
11.6.4. Stale zaworowe
11.6.5. Stale stosowane na systemy wydechowe silników
11.6.6. Stale i stopy na opory grzewcze
11.6.7. Nadstopy
11.7. Stale i stopy o szczególnych własnościach fizycznych
11.7.1. Stale i stopy o wymaganych własnościach magnetycznych
11.7.2. Stopy o założonej rozszerzalności cieplnej i własnościach sprężystych
12. STALIWO
12.1. Charakterystyka ogólna
12.2. Klasyfikacja staliwa
12.3. Oznaczanie staliwa
12.4. Formowanie odlewów
12.4.1. Formy odlewnicze
12.4.2. Materiały formierskie
12.5. Staliwo odporne na ścieranie
12.6. Staliwo odporne na korozję
12.6.1. Klasyfikacja staliw
12.6.2. Staliwa żaroodporne i żarowytrzymałe
12.7. Staliwa narzędziowe
12.8. Własności staliwa
13. ŻELIWO
13.1. Charakterystyka ogólna
13.2. Wytwarzanie żeliwa
13.2.1. Żeliwiak
13.2.2. Formowanie żeliwa
13.3. Struktura odlewów; klasyfikacja grafitu
13.4. Klasyfikacja żeliw
13.5. Żeliwa szare
13.5.1. Charakterystyka ogólna
13.5.2. Czynniki wpływające na tworzenie grafitu
13.5.3. Wpływ pierwiastków stopowych na grafityzację
13.6. Żeliwa sferoidalne
13.7. Żeliwa ciągliwe
13.7.1. Wytwarzanie i struktura żeliwa ciągliwego
13.7.2. Klasyfikacja i własności żeliwa ciągliwego
13.8. Żeliwa stopowe
13.8.1. Żeliwo krzemowe
13.8.2. Żeliwo aluminiowe
13.8.3. Żeliwo chromowe
13.8.4. Żeliwo manganowe
13.8.5. Żeliwo niklowe
13.8.6. Żeliwo antymonowe
13.8.7. Żeliwa wieloskładnikowe
13.9. Obróbka cieplna żeliwa
13.9.1. Wyżarzanie
13.9.2. Hartowanie żeliwa
DODATEK: Symbole dodatkowe do oznaczania gatunków stali wg PN-EN
Literatura źródłowa i uzupełniaiąca
Skorowidz
