Geodezja Górnicza i Inżynieria Środowiska |
|
09.12.2003r |
Dziadur Magdalena |
Temat 5 |
„Obserwacje mikroskopowe metali i stopów“ |
Stopy żelaza z węglem o mniejszej zawartości węgla (poniżej ok. 2%) nazywamy stopami węglowymi, a większej zawartości (powyżej 2%) surówkami lub żeliwami (w zależności od sposobu wytworzenia).
Stale węglowe zawierają również inne dodatki np.:Mn, Si, Al konieczne do odpowiedniego odtlenienia i odsiarczenia, jak również domieszki S, P, O i in.
PODZIAŁ STALI
1.Stale dzielimy na kwaśne (więcej siarki i fosforu) i zasadowe (mniej siarki i fosforu)
niskowęglowe (poniżej 0,25% C)
średniowęglowe (0,25-0,6% C)
wysokowęglowe (powyżej 0,6% C)
2.Ze względu na zastosowanie:
konstrukcyjne (stale zwykłej jakości ogólnego przeznaczenia, stale niestopowe do utwardzenia powierzchniowego i ulepszania cieplnego)
narzędziowe (stale płytko hartujące się, stale głęboko hartujące się).
Przemiana eutektyczna i eutektoidalna zachodzą w stałych temperaturach w określonych zakresach stężeń stopów i mają charakter odwracalny.
Przemiana eutektyczna: Lc → γE + Fe3C (temp. 1148oC)
Przy chłodzeniu roztwór ciekły w składzie węgla (4,3%) ulega rozkładowi na mieszaninę eutektyczną złożoną z austenitu o składzie punktu E i cementytu. Przemiana zachodzi tylko w stopach o zawartości węgla wyżej od punktu E (2,11%)
Przemiana eutektoniczna: γS → αp + Fe3C (temp. 727oC)
Przy chłodzeniu austenitu o składzie 0,77% C ulega rozkładowi na mieszaninę eutektoidalną ferrytu o składzie punktu P i cementytu (perlit). Przemiana zachodzi we wszystkich stopach o zawartości węgla wyżej od punktu P (0,0218%)
Układ równowagi żelazo-węgiel
Przedstawia go wykres, który ma dwie wersje: metastabilną odnoszącą się do układu
Fe- Fe3C (linia ciągła) i stabilną opisującą układ żelazo-grafit.
Mają one znaczenie przy opisie strukturalnym różnych tworzyw metalurgicznych
Mikroskop metalograficzny wykorzystuje światło odbite od powierzchni zgładu. W jego konstrukcji muszą być uwzględnione odpowiednie oświetlacze, przekazujące światło ze źródła na powierzchnie obserwowanego zgładu. Jest to mikroskop, w którym próbka znajduje się nad obiektywem. Zasadniczymi częściami są: źródłu światła z oświetlaczem, obiektyw, okular, kamera topograficzna.
Mikroskop metalograficzny cechują następujące parametry użytkowe:
-powiększenie całkowite
-zdolność rozdzielcza
-głębia ostrości
-kontrast obrazu.
Cel ćwiczenia:
Zapoznanie się ze strukturą stali węglowych w stanie wygaszonym i strukturą żeliw.
Wyposażenie:
-mikroskopy metalograficzne
-zgłady metalograficzne
Przebieg ćwiczenia:
Przy pomocy mikroskopów metalograficznych obserwowano próbki staliw węglowych oraz żeliw. Wykonano rysunki próbek. Określano ich składniki.
Wnioski:
W obserwowanych próbkach wyodrębniliśmy m. in.:
ferryt - międzywęzłowy roztwór stały węgla w żelazie Feα lub Feα(δ). Rozpuszczalność węgla w Feα jest niewielka i mocno zależna od temperatury. Zawartość węgla w ferrycie zmienia się wzdłuż linii QP,
perlit - produkt eutektoidalnej przemiany austenitu zawierającego 0,77% C. Zbudowany jest z na przemian ułożonych płytek ferrytu i cementytu,
ledeburyt przemieniony - ledeburyt poniżej 727oC składa się z dwóch faz ferrytu i cementytu. Ferryt stanowi 35% masy,
grafit - odmiana alotropowa węgla o strukturze heksagonalnej. Gęstość grafitu jest znacznie mniejsza od żelaza; bardzo niskie są także wytrzymałość i twardość grafitu,co przedstawiają załączone szkice.