Uniwersytet Warmińsko – Mazurski
W Olsztynie
I rok, studia stacjonarne
Kierunek: mechatronika
Ćwiczenia Laboratoryjne
Nauka o materiałach
Temat: Badania metalograficzne surówki i żeliwa.
Wójcik Michał, Grupa: III
I Cel ćwiczenia:
Zbadanie i zapoznanie się ze strukturą mikroskopową surówki i żeliwa.
II Wstęp teoretyczny:
Surówka jest to stop żelaza z węglem (>2%), krzemem, manganem, będący produktem redukcji rudy w piecu.
Klasyfikacja surówek ze względu na budowę strukturalną:
Biała – węgiel w postaci cementytu
Szara – węgiel w postaci grafitu
Połowiczna – zawiera cementyt jak i grafit
Żeliwo jest to stop surówki z dodatkiem złomu lub żelazostopów. Zawiera od 2% od 4% C (cementyt lub grafit). Ze względu na wysoką zawartość C odznacza się niskim współczynnikiem korozyjności.
Dodatek krzemu wydziela grafit, a manganu stabilizuje cementyt.
Kategorie żeliwa:
Szare – zawiera grafit – jest bardziej ciągliwe, łatwiej obrabialne, charakteryzuje się dobrą lejnością.
Białe – kruchy cementyt – jest kruche i nieobrabialne.
Połowiczne – grafit i cementyt – właściwości pośrednie.
Występowanie poszczególnych faz zależy od szybkości chłodzenia.
III Przebieg ćwiczenia:
Włączamy mikroskop i ustalamy moc oświetlenia.
Pobieramy próbkę i identyfikujemy ją zgodnie z numerem.
Układamy próbkę na górze mikroskopu, tak aby padało na nią światło mikroskopowe.
Wybieramy pożądane powiększenie.
Obserwujemy strukturę próbki przez okular mikroskopu.
Rysujemy i opisujemy badaną próbkę.
IV Wyniki ćwiczenia:
1.0 Surówka podeutektyczna – odlew
Struktura: podeutektyczna: perlit (ciemne kulki) + ledeburyt przemieniony (ciemne linie) + cementyt II (jasno szare wypełnienia)
1.1 Surówka eutektyczna – odlew
Struktura: eutektyczna: ledeburyt przemieniony (ciemne linie)
1.2 Surówka nadeutektyczna – odlew
Struktura: nadeutektyczna: ledeburyt przemieniony (ciemne) + cementyt I (jasno szare)
W strukturze cementytu, można zauważyć spękania. Natomiast w strukturze ledeburytu przemienionego można dopatrzeć się ciemnych wydzielin.
1.3 Żeliwo szare zwykłe Zl 250 – odlew, nietrawione
Zawartość węgla 2,5%
Struktura: grafit płatkowy różnej wielkości
Osnowa: ferrytyczna
Zastosowanie:
Korpusy i łoża średnio obciążone, odlewy cienkościenne
PN-EN 1561:2000
1.4 żeliwo szare zwykłe Zl 250 - trawione
Zawartość węgla 2,5%
Struktura: grafit płatkowy o różnej wielkości
Osnowa: perlityczna
Zastosowanie:
Korpusy i łoża średnio obciążone, odlewy cienkościenne
PN-EN 1561:2000
1.4.1 żeliwo szare zwykłe Zl 200 – odlew
Zawartość węgla: 2%
Struktura: grafit płatkowy o różnej wielkości
Osnowa: perlityczna
Zastosowanie: odlewy pracujące w warunkach niewielkiego obciążenia, przy braku obciążeń zmiennych, od których wymagane jest tłumienie drgań
PN-EN 1561:2000
1.5 Żeliwo sferoidalne ferrytyczne Zs 400-15
Minimalna wytrzymałość na rozciąganie: 400 MPa
Wydłużenie: 15%
Struktura: sferoidalna, ferrytyczna ; sferoidalne wydzielenia grafitu ; niejednorodna – widać przyciemnienia i przejaśnienia fazy
Rozmieszczenie grafitu: nierównomierne
Zastosowanie: dźwignie, części napędów hydraulicznych
PN-EN 1563:2000
1.6 Żeliwo sferoidalne perlityczne Zs 600-3
Minimalna wytrzymałość na rozciąganie: 600 MPa
Wydłużenie: 3%
Struktura: sferoidalna, perlityczna ; sferoidalne wydzielenia grafitu ; struktura perlityczna z odwęglonymi przejaśnieniami przy wydzieleniach grafitu
Rozmieszczenie grafitu: równomierne
Zastosowanie: znacznych obciążeniach i naciskach, pod działaniem wysokiego ciśnienia, od których wymagana jest szczelność
PN-EN 1563:2000
1.7 Żeliwo ciągliwe czarne B 33-08
Minimalna wytrzymałość na rozciąganie: 330 MPa
Grafit w postaci postrzępionej, powstały w wyniku rozpadu cementytu podczas wyżarzania
Osnowa: ferrytyczna
Zastosowanie: części zamków do drzwi, okucia i zamki do okien, haki i wieszadła; maszyny rolnicze: części kosiarek, snopowiązałek, kombajnów
PN-EN 1562:2000
1.8 Żeliwo stopowe chromowo-molibdenowe (Cr-Mo)
Wyraźnie widoczne wytrącenia chromu i molibdenu, jednorodna budowa wewnętrzna.
Osnowa: ferrytyczna
Zastosowanie: Koła zębate, krzywki, prowadnice, wałki rozrządcze
PN-88/H-83144 – ZlMoCr
1.8.1 Żeliwo połowiczne – odlew
Widać podział struktury na ciemną (grafit) i jasną (cementyt).
V Wnioski: