07.03.2006

Jarosław Kuczko

Piotr Turek

Wydział SiMR, Gr. 1.6

INZYNIERIA MATERIAŁOWA - LABORATORIUM

SPRAWOZDANIE

„Badania wpływu węgla na mikrostrukturę i twardość stopów układu Fe-Fe₃C w stanie równowagi”

1. Cel ćwiczenia:

Zadaniem postawionym przed nami na tym laboratorium było zbadanie wpływu zawartości węgla w stopie na jego właściwości oraz ukazanie jak zmienia się mikrostruktura badanego materiału.

2. Przebieg doświadczenia:

Twardość to odporność materiału na odkształcenia trwałe powstające w wyniku wciskania w materiał wgłębnika. Do pomiarów twardości stali wykorzystaliśmy metodę Rockwella (inne metody: metoda Brinella i Vickersa), w której twardość określana jest na podstawie wielkości wgłębienia powstałego w wyniku wciskania w materiał stalowej kulki. Pomiary uzyskaliśmy w skali HRB - stosowanej do stali miękkich. Poniżej umieściliśmy wyniki pomiarów twardości dla czterech badanych próbek:

L.p	Oznaczenia próbki	Twardość (HRB)	Średnia zawartość węgla
1	MP4-1	I pomiar - 60 II pomiar - 63 III pomiar - 63 Średnia: 62	0,02%
2	MP4-2	I pomiar - 86 II pomiar - 88,5 III pomiar - 86 Średnia: 86	0,16%
3	MP4-3	I pomiar - 97 II pomiar - 96 III pomiar - 98 Średnia: 97	0,48%
4	MP4-4	I pomiar - 99,5 II pomiar - 102 III pomiar - 103 Średnia: 101	0,6%

Średnia zawartość węgla liczona była z pomocą obserwacji mikroskopowych próbek (zawartość węgla w stopach podeutektoidalnych można określić na podstawie obserwacji ilości perlitu w strukturze (100% perlitu zawiera 0,8% węgla):

1. MP4-1

Próbka składa się głównie z ferrytu (co wynika z dających się bez problemu zaobserwować białych ziaren jednej fazy). Perlit występuje w postaci punktowych wydzieleń (ok. 3%), z czego wynika tak mała zawartość węgla (ok. 0,024%).

2. MP4-2

Drobnoziarnista struktura ferrytyczno-perlityczna. Udział perlitu ok. 20%, co wskazuje na zawartość węgla ok. 0,16%.

3. MP4-3

Struktura perlityczno-ferrytyczna o udziale perlitu ok. 60%, z czego wynika zawartość węgla ok. 0,48%.

4. MP4-4

Struktura perlityczno-ferrytyczna o udziale perlitu ok. 75%, czyli zawartość węgla 0,6%.

Wszystkie próbki obserwowane były w powiększeniu x200.

Przeprowadziliśmy również obserwację żeliw, w próbkach:

1. 
   C-3

To próbka żeliwa białego nadeutektycznego. Dające się zaobserwować jasne igły cementytu na tle ziaren ledeburytu przemienionego. Zawartość węgla od 4,3-6,67%. Próbkę oglądano pod powiększeniem x200.

3. Wnioski:

Udział węgla (w postaci cementytu lub perlitu) w stopie ma wpływ na jego własności wytrzymałościowe. Cementyt jest fazą kruchą i twardą, dlatego wzrost udziału jego w stopie powoduje spadek właściwości plastycznych metalu, udarności, natomiast zwiększa się twardość stopu. Wytrzymałość na rozciąganie rośnie do zawartości węgla 0,9%, następnie maleje.

Wraz ze wraz ze wzrostem zawartości węgla wzrasta twardość stali i jednocześnie maleje jej plastyczność.

1

---