Sprawozdanie z laboratorium
AGH	Imię i nazwisko:	Rok akademicki: 2008/2009	Wydział: IMiIP
Kierunek: Inżynieria materiałowa			Rok studiów: pierwszy	Semestr: II (letni)
Temat ćwiczenia: Struktury stali niestopowych w stanie wyżarzonym i obrobionym cieplnie		Nr ćwiczenia: 3
Nazwisko prowadzącego: Dr inż. Małgorzata Witkowska		Data wykonania ćwiczenia:

1. Wstęp teoretyczny:

Klasyfikacja stali niestopowych według jakości, własności i zastosowania:

•Jakościowe (w tym uprzednio wyodrębniane podstawowe)

•Specjalne

Stale niestopowe jakościowe:

-Określa się tylko wymagania dotyczące niektórych własności, np. ciągliwości, wielkości ziarna, podatności na obróbkę plastyczną, na poziomie niższym od stali specjalnych. Zalicza się także stale elektrotechniczne.

-Do stali niestopowych jakościowych zaliczane są wszystkie stale niestopowe, nie będące stalami specjalnymi

Stale niestopowe specjalne:

-Charakteryzują się wyższym stopniem czystości i mniejszym udziałem wtrąceń niemetalicznych niż stale jakościowe

-Zwykle do ulepszania cieplnego lub hartowania powierzchniowego

-Spełniają jeden z warunków: wymagana praca łamania w stanie ulepszonym cieplnie; głębokość utwardzenia powierzchniowego lub twardość powierzchni po hartowaniu; niski udział wtrąceń niemetalicznych; maksymalne stężenie fosforu i siarki; minimalna praca łamania w -50 C; przewodność elektryczna.

Stale niestopowe konstrukcyjne i maszynowe:

• •Konstrukcyjne, na mało odpowiedzialne elementy w budownictwie, w formie blach, prętów, kształtowników,

• •Maszynowe, na elementy maszyn.

Stale niestopowe spawalne drobnoziarniste:

• •Wyższe wymagania niż uprzednio,

• •Stale jakościowe jak poprzednio,

• •Na elementy konstrukcji spawanych bardzo obciążonych, jak mosty, zbiorniki i śluzy.

Stale niestopowe do ulepszania cieplnego:

• •Przeznaczone głównie do produkcji elementów maszyn w stanie ulepszonym cieplnie

Stale niestopowe do nawęglania:

• •Stale niestopowe specjalne o zawartości 0,1-0,16% C i 0,45-0,75% Mn

Stale niestopowe automatowe: do obróbki skrawaniem

O określonym przeznaczeniu:

• •Na druty patentowane

• •Na druty do zbrojenia kabli ziemnych

• •Na rury ogólnego przeznaczenia

• •Do produkcji sprężyn

• •Na łańcuchy techniczne i okrętowe

• •Do zbrojenia betonu

• •Do budowy mostów

• •Stosowane w górnictwie

• •Stosowane w kolejnictwie

•Na rury kotłowe

Niestopowe narzędziowe:

Na narzędzia tnące do drewna, papieru, tworzyw sztucznych, na proste narzędzia rolnicze

2. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze strukturą stali węglowych w stanie wyżarzonym i obrobionym cieplnie oraz właściwościami niżej wymienionych stali:

Stan wyżarzony (nr próbki):

1. Żelazo „armco”

6. Stal eutektoidalna perlityczna

8. Stal nadeutektoidalna

Stan po obróbce cieplnej (nr próbki):

1. Martenzyt

3. Sferoidyt

7. Sorbit

3. Przebieg ćwiczenia:

Obserwacja struktur w stanie wyżarzonym:

1) 1. Żelazo „armco” (Rodzaj technicznie czystego żelaza, miękka stal, ok. 0,1% domieszek. Nazwa „armco” jest skrótem nazwy firmy American Rolling Mill Company, która pierwsza rozpoczęła jego produkcję.) Charakteryzuje się dużą plastycznością i znaczną odpornością na korozję, ma korzystne własności magnetyczne - dużą przenikalność magnetyczną, małe straty przez histerezę.

Zastosowanie:

• do wyrobu blach transformatorowych,

• na rdzenie transformatorów,

• do produkcji uszczelek,

• do wyrobu tygli,

• do wytopu cynku,

• jako wsad przy wytapianiu stali o małej zawartości węgla

Powiększenie 500x

2) 6. Stal eutektoidalna perlityczna, stal zwierająca 0.8% węgla. Zawiera ziarnisty perlit (100%) składający się z płytek ferrytu i cementytu

Powiększenie 400x

3) 8 Stal nadeutektoidalna, stal zawierająca powyżej 0.8% węgla. Na polerowanym przekroju oglądanym pod mikroskopem daje się zauważyć ziarna perlitu oddzielone obszarami cementytu drugorzędowego. Wraz ze wzrostem zawartości węgla, udział perlitu maleje, a cementytu wzrasta. Wzrasta także twardość stali, a obniża się jej ciągliwość.

Powiększenie 200x

Obserwacja struktur w stanie obrobionym cieplnie:

1) 1. Martenzyt - forma stopu żelaza i węgla powstała przez rozpad austenitu przy jego szybkim schładzaniu tak, by nie było czasu na jego naturalną przemianę na ferryt i cementyt. Temperatura początku i końca przemiany martenzytycznej w dużym stopniu zależy od zawartości węgla w stopie. Martenzyt ma strukturę drobnoziarnistą. Ziarna mają kształt igieł przecinających się pod kątem około 60°. Martenzyt jest fazą bardzo twardą i kruchą. Martenzyt powstaje w czasie hartowania stali.

Powiększenie 500x

2) 3. Sferoityd (Podczas nagrzewania powyżej 600 ˚C, które wywołuje koagulację cementytu - struktura taka nazywa się cementytem kulkowym lub sferoitydem i cechuje stosunkowo niska twardość.)

Powiększenie 500x

3) 7. Sorbit składa się z nadzwyczaj drobnych, kulistych cząstek cementytu w osnowie ferrytycznej. Cechuje się on wysokimi własnościami wytrzymałościowymi i plastycznymi. Twardość sorbitu w zależności od składu chemicznego stali i warunków odpuszczania wynosi od 20 do około 45 HRC.

Powiększenie 500x

5