POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA Katedra Materiałoznawstwa Okrętowego i Oceanotechnicznego
Laboratorium z metaloznawstwa okrętowego
Ćwiczenie nr 11		Imię i Nazwisko Natalia Kroplewska
Studia	inżynierskie		Grupa lab. Zarządzanie II A	Data 15. 12. 99r.
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.

( Jedna próbka nie trawiona).

Obserwacja próbek pod mikroskopem odbyła się w powiększeniu:

• 100x dla opisania mikrostruktur

500x - dla narysowania mikrostruktur

Nr 1 Pow.: 500 Trawienie: nitalem

Opis zgładu: żeliwo szare ferrytyczno - perlityczne

kształt wydzieleń grafitu : płatkowy zwirzchniony Gf 2

wielkość wydzieleń: powyżej 120 - 250 μm

rozmieszczenie wydzieleń: nierównomierne Gr 2

rodzaj osnowy metalicznej: Martenzyt M

wzorce ilości ferrytu i perlitu: P70, F30

wzorce dyspersji perlitu: pow. 1.6 Pd. 1.6

wzorce struktury eutektyki fosforowej: pseudo podwójna F1

Nr 2 Pow.: 500 Trawienie: nitalem

Opis zgładu: żeliwo szare modyfikowane

kształt wydzieleń : płatkowy zwirzchniony Gf 2

wielkość wydzieleń: powyżej 30 - 60 μm

rozmieszczenie wydzieleń: nierównomierne Gr 2

rodzaj osnowy metalicznej: Perlit płytkowy Pf 1

wzorce ilości ferrytu i perlitu: P70, F30

wzorce dyspersji perlitu: 0,3 - 0,8μm. P10

wzorce struktury eutektyki fosforowej: pseudo podwójna F1

Nr 3 Pow.: 500 Trawienie: nitalem

Opis zgładu: żeliwo sferoidalne ferrytyczno - perlityczne

kształt wydzielin : kulkowy regularny Gf9

wielkość wydzielin: powyżej 120 - 250 μm

rozmieszczenie wydzieleń: powyżej 30 - 60 μm

rodzaj osnowy metalicznej: Ferryt Fe P45 F55

wzorce ilości ferrytu i perlitu: Perlit 30 - 60, ferryt 40-70

wzorce dyspersji perlitu: do 0,3 μm. Pd 0,3

wzorce struktury eutektyki fosforowej: pseudo podwójna F1

Nr 4 Pow.: 500 Trawienie: nitalem

Opis zgładu: żeliwo szare

kształt wydzieleń : krętkowy Gf5

wielkość wydzieleń: powyżej 15 - 30 μm.

rozmieszczenie wydzieleń: międzydendrytyczne Gr7

Nr 5 Pow.: 500 Trawienie: nitalem

Opis zgładu: żeliwo szare

kształt wydzieleń: płatkowy iglasty Gf3

wielkość wydzieleń: do 15 μm

rozmieszczenie wydzieleń: międzydendrytyczne Gr6

Nr 6 Pow.: 500 Trawienie: nitalem

Opis zgładu: żeliwo szare ferrytyczno - perlityczne

kształt wydzieleń: gwiazdkowy Gf4

wielkość wydzieleń: powyżej 15 do 30 μm

rozmieszczenie wydzieleń: rozetkowe Gr5

rodzaj osnowy metalicznej: Ferryt Fe

wzorce ilości ferrytu i perlitu: P70, F30

wzorce dyspersji perlitu: od 0,3 do 0,5μm. Pd 0,5

wzorce struktury eutektyki fosforowej: pseudo podwójna F1

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	zdolność tłumienia drgań tanie masowo stosowane	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	duża twardość odporność na ścieranie duża kruchość
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

6. 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.

1

---