POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA Katedra Materiałoznawstwa Okrętowego i Oceanotechnicznego |
||||
Laboratorium z metaloznawstwa okrętowego |
||||
Ćwiczenie nr 11 |
Imię i Nazwisko Łukasz Bocian |
|||
Studia |
inżynierskie |
Grupa lab. IA |
Data 10.V.2000 |
|
Temat ćwiczenia: Badanie struktury żeliw z grafitem oraz żeliw białych.
|
||||
Ocena .................... |
||||
Cel ćwiczenia. Metodyka. Własne wnioski.
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było poznanie podziału, znakowania i zastosowania żeliw z grafitem (szarych, sferoidalnych i ciągliwych) oraz żeliw białych; zdobycie umiejętności określania charakteru wydzieleń grafitu oraz struktury metalicznej żeliw; ocena struktury żeliw białych; dobór składu chemicznego żeliwa pozwalającego na otrzymanie wymaganej struktury odlewu i jego właściwości.
Metodyka.
Opis mikroskopu:
Ćwiczenie zostało wykonane na mikroskopie świetlnym. Był to mikroskop metalograficzny
z pionową osią optyczną, pracujący w świetle odbitym od powierzchni zgładu.
Opis próbek:
Próbki wycięte z badanej części. Jedna część próbki została wyszlifowana na papierach ściernych a następnie wypolerowana. Po uzyskaniu zgładu wolnego od rys próbka została zmyta wodą i alkoholem a następnie trawiona nitalem (Mi1Fe), co spowodowało ujawnienie się granicy ziaren.
Cztery badane próbki udostępnione do badań były nie trawione.
Obserwacja próbek pod mikroskopem odbyła się w powiększeniu:
100x dla opisania mikrostruktur
500x - dla narysowania mikrostruktur
Rysunki struktur z dokładnym opisem wg normy PN/75H-04661
Nr 1 Pow.: 500 Trawienie: nitalem
Opis zgładu: żeliwo szare ferrytyczno - perlityczne
kształt wydzieleń grafitu : kulkowy nieregularny Gf 8
wielkość wydzieleń: 10 - 30 μm
rozmieszczenie wydzieleń: nierównomierne Gr2
rodzaj osnowy metalicznej: Ferryt(Fe)
zawartość; Perlitu ( 60 - 80% ), Ferryt ( 20 - 40% )
Nr 2 Pow.: 500 Trawienie: ------
Opis zgładu: wydzielenie grafitu, kutwy
kształt wydzieleń : płatkowy zwirzchniony Gf 2
wielkość wydzieleń: powyżej 30 - 60 μm
rozmieszczenie wydzieleń: środkowe Gn 4
rodzaj osnowy metalicznej: Ferryt(Fe)
wzorce ilości ferrytu (90 - 98%) i perlitu (2 -10% )
wzorce struktury eutektyki fosforowej: pseudo podwójna F1
Nr 3 Pow.: 500 Trawienie: -----
Opis zgładu: wydzielenie grafitu
kształt wydzielin : pLatkowy prosty Gf1
wielkość wydzielin: powyżej 120 - 250 μm
rozmieszczenie wydzieleń: rozmieszczenie grafitu nierówno-
mierne Gr2
rodzaj osnowy metalicznej: płytki perlitu Pf1
wzorce ilości ferrytu i perlitu: Perlit (90 - 94%), ferryt (6-10%)
wzorce dyspersji perlitu płyykowego: od 98 - 13 μm. Pd 10
Nr 4 Pow.: 500 Trawienie: -----
Opis zgładu: kulkowe wydzielenie grafitu
kształt wydzieleń : regularna średnica wydzielenia Gf9
wielkość wydzieleń: 30 - 60 μm (GW45)
rodzaj osnowy metalicznej: Ferryt Fe
wzorce ilości ferrytu i perlitu: Perlit do 2%,
Ferryt powyżej 58%
Nr 5 Pow.: 500 Trawienie: ------
Opis zgładu: żeliwo białe podeutektyczne
kształt wydzieleń: płatkowy
Widoczny Perlit, Cementyt drugorzędowy oraz Leadeburyt
przemieniony
Wykres układu równowagi Fe - C ( Fe - Fe3C, Fe - grafit )
t [° C]
1600 A
1538 ciecz + ferryt D
1500 1495 B 0,5 %
H Faza ciekła
1400 J
N Ferryt + austenit ciecz D
1300 + austenit
E' 2,06 % C' 4,26 % ciecz +
1200 1154 cementyt I
Austenit E 1145
1100 C
l e
1000 de
G Austenit + leburyt bu cementyt I
900 Acm austenit cementyt ryt + ledeburyt
ferryt + A3 A2 + cementyt II
800 austenit O S'0,68% 738 K'
M. P.
700 A1 727 S A1 + A3 727 K
ferryt le Fe3C I
600 de
p bu
500 e perlit + ledeburyt ryt cementyrt I +
perlit + ferryt r perlit + cementyt II przemieniony ledeburyt przemieniony
400 l + cementyt prze
ferryt + i mie
300 cementyt III t nio
Ao 230 °C ny
200
100
0 0,025 0,5 0,7 1,0 2,0 2,11 3,0 4,0 4,3 5,0 6,0 6,67 %C
Układ równowagi fazowej żelazo - węgiel składa się z dwóch niezależnych stopów
równowagi:
a) żelazo - cementyt (układ metastabilny) - linia ciągła
b) żelazo - grafit (układ stabilny) - linia przerywana
Podstawowe zastosowanie i właściwości.
Rodzaj żeliwa |
żeliwo szare |
żeliwo modyfikowane |
żeliwo sferoidalne |
żeliwo białe |
podstawowe właściwości |
|
dobre właściwości mechaniczne zdolność tłumienia drgań odporność na wysokie tempera- tury i ścieranie |
ferrytyczne części o pewnej plastyczności i odporność na kruche pękanie perlityczne części o wysokim Rm, HB i odpor- ności na ścieranie |
|
zastosowanie |
śruby napędowe, kolektory wydechowe, armatura, korpusy, części maszyn cylindry, itp. |
tuleje cylindrowe, tłoki, głowice cylindrowe, koła zębate, panewki łożysk ślizgowych |
wały korbowe, kolektory wylotowe matryce, walce, koła zębate, łożyska pierścienie tłokowe |
głównie stosowane jako materiał wyjściowy do wyrobu żeliwa ciągliwego |
źródło: mały PORADNIK MECHANIKA
ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z METALOZNAWSTWA OKRĘTOWEGO
Wnioski:
Żeliwa szare są najbardziej rozpowszechnione, ale można je stosować jedynie
do części maszyn o niskich i średnich wymaganiach. W przypadku wyższych
wymagań stosuje się żeliwa modyfikowane i sferoidalne.
Jeżeli konstrukcja wymaga obróbki skrawaniem należy użyć żeliwa szarego.
Właściwości mechaniczne i plastyczne żeliw zależą od zawartości składników strukturalnych: perlitu, ferrytu i grafitu.
Im więcej perlity, tym mniej grafitu.
5