wydział: Budowa Maszyn 29.05.2000

semestr: drugi

Badania mikroskopowe próbek: surówki podeutektycznej, nadeutektycznej i żeliwa sferoidalnego.

Pierwszą próbką poddaną obserwacji była próbka o składzie podeutektoidalnym. Obraz uzyskany pod mikroskopem po wytrawieniu próbki przedstawiony został na rysunku pierwszym.

Rys.1

przemieniony kryształy perlitu z

ledeburyt wydzielonym

cementytem drugorzędowym

Zawartość domieszek w badanej surówce o składzie podeutektoidalnym była następująca:

C - 3,20%

Si - 3,20%

P - 0,25%

S - 0,02%

Mn - 0,80%

Kolejną obserwowaną przez nas próbką była surówka o składzie nadeutektycznym (rys.2 ) . Także i ta próbka przed obserwacją została wytrawiona.

Rys.2

przemieniony cementyt pierwszorzędowy

ledeburyt

W surówce nadeutektoidalnej domieszki pojawiły się w nstp. Ilościach:

C - 5,10%

Mn - 0,90%

P - 0,25%

Si - 3,71%

S - 0,04%

Trzecią badaną przez nas próbką było żeliwo sferoidalne( rys.3 ). Tak jak i poprzednie dwie próbki również ta została wcześniej wytrawiona.

Zawartość domieszek w tej próbce była następująca:

C - 3,60%

Si - 1,80%

Mn - 0,60%

P - 0,15%

S - 0,04%

Rys.3

ferryt grafit kulkowy

Przedstawiona zawartość procentowa domieszek ma istotny wpływ na właściwości próbek.

Węgiel (C):

W stalach węglowych konstrukcyjnych zawartość węgla wynosi 0,05% - 0,9%, a w stalach węglowych narzędziowych 0,4% - 1,3%. Przy wysokich temperaturach wszystkie stale węglowe mają dobrą plastyczność, możne je dobrze walcować i kuć. Również dają się dobrze ciągnąć i walcować na zimno. Zgniot zachodzący przy obróbce na zimno wpływa na znaczne zwiększenie wytrzymałości stali. Wraz ze zwiększeniem zawartości węgla w stali, zwiększa się jej twardość i wytrzymałość na rozciąganie, pogarszają się natomiast własności plastyczne, zmniejsza wydłużenie, przewężenie i udarność. Węgiel pogarsza jednak spawalność stali. Stale o większej zawartości węgla są trudno spawalne. Ze zwiększeniem zawartości węgla zwiększa się hartowność stali. Im większa jest zawartość w stali, tym mniejsze jest przewodnictwo cieplne stali, dlatego stale o dużej zawartości węgla należy nagrzewać ostrożnie.

Mangan (Mn):

Ułatwia odsiarczanie stali oraz odtlenia stal wskutek swego dużego powinowactwa z tlenem. Mangan czyni stal bardziej ścisłą i polepsza jej jakość. Podobnie jak węgiel, mangan zwiększa twardość, wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności. Mangan zwiększa znacznie hartowność stali. Przy zawartości 4% - 6% Mn i 0,70% - 0,80% C stal staje się krucha. Stal o zawartości 12% - 14% Mn jest nadzwyczaj odporna na ścieranie.

Krzem (Si):

Stale węglowe zawierające tylko ślady krzemu, nazywa się stalami nie uspokojonymi ze względu na ich wrzenie we wlewnicach przy krzepnięciu. Stale takie przy małej zawartości węgla (do 0,25%) mają dużą plastyczność i nadają się dobrze do przeróbki plastycznej na zimno. Stale zawierające 0,15% - 0,4% krzemu, nazywane stalami uspokojonymi, mają bardziej jednorodną strukturę i mniejszy stopień segregacji siarki, fosforu oraz węgla w całym przekroju. Krzem zwiększa twardość, wytrzymałość na rozciąganie a zwłaszcza sprężystość stali, wpływa natomiast niekorzystnie na wydłużenie, przewężenie i udarność. Stale bogatsze w krzem są wrażliwe na hartowanie. Znaczna zawartość krzemu pogarsza spawalność stali.

Siarka (S):

Siarka dostaje się do stali ze złomu i surówki. Na własność stali działa szkodliwie. Siarka występuje w stali w postaci siarczkowych wtrąceń niemetalicznych i przy większej zawartości powoduje kruchość stali podczas obróbki na gorąco. Zawartość w stali siarki w granicach 0,02% - 0,035% polepsza skrawalność stali.

Fosfor (P):

Fosfor dostaje się do stali ze złomu i surówki i działa szkodliwie na plastyczność stali przy obróbce na zimno.

WNIOSKI:

.

Aby zaobserwować strukturę surówek i żeliwa sferoidalnego należy wcześniej badane próbki poddać procesowi trawienia. Dopiero obserwacja próbek po trawieniu może dać istotne informacje na temat struktury i budowy badanej próbki.

Surówka o składzie nadeutektycznym ma ograniczone zastosowanie ze względu na twardość i kruchość natomiast żeliwo sferoidalne ma doskonale własności zarówno wytrzymałościowe, jak i plastyczne dzięki widocznemu grafitowi kulistemu

---