Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy

Materiałoznawstwo

Sprawozdanie V

Temat: Badania ziarna.

Pozdrawia

D13angos

1.Pojęcie ziarna:

-Granice ziarn są to wewnętrzne powierzchnie graniczne oddzielające dwa kryształy o takim samym składzie chemicznym, różniące się tylko orientacją krystalograficzną. Na skutek różnicy orientacji stykających się ziarn powstaje strefa atomowego niedopasowania, w której atomy są przesunięte z idealnych węzłów sieci, w wyniku czego zostaje zakłócona w tym obszarze periodyczna budowa kryształu i wzrasta energia.

2. Byłe ziarno austenitu

-określenie skłonności ziarna austenitu do rozrostu, tzw. Ocenę przegrzewności stali, przeprowadza się zgodnie z normą PN-84/H-04507/04. Badanie przegrzewnosci stali. Ma ona na celi oznaczenie wielkości ziarna po austenizacji przeprowadzonej w warunkach zbliżonych do warunków obróbki cieplnej danej stali, tj. w określonej temperaturze temperaturze po określonym czasie (zazwyczaj 930°C przez 8 godzin). Tego rodzaju ziarno dawniej zwano umownym ziarnem austenitu.

3. Ujawnienie byłego ziarna austenitu przeprowadza się w celu określenia:

a) skłonności ziarna austenitu do rozrostu i kinetyki rozrostu,

b) przynależności stali do kategorii drobno lub gruboziarnistych.

Stosuje się następujące metody ujawniania położenia granic ziarn byłego austenitu:

-spowolnienie chłodzenia sprzyjające wydzielaniu się na granicach ziarn austenitu faz nadwymiarowych (ferrytu i cementytu),

-długotrwała wyżarzanie powodujące dyfuzję tlenu w głąb stali wzdłuż granic ziarn i utworzenie siatki tlenków,

-trawienie w próżni w wysokiej temperaturze.

4. Określenie wielkości ziarna (byłego ziarna austenitu lub ziarna rzeczywistego) można przeprowadzić podając:

- numer wzorca wielkości ziarna wg skali wzorców (metoda porównawcza),

- liczbę ziarn na jednostkę powierzchni zgłądu metalograficznego (metoda zliczania ziarn),

- umowną średnicę ziarn (metoda zliczania przecięć),

- liczbę ziarn w jednostce objętości.

5. Jaki jest wpływ wielkości ziarna na własności materiałów?

Wielkość ziarna ma bardzo istotny wpływ na własności materiałów. Przy niskich temperaturach są one czynnikiem umacniającym, tzn. że ze zmniejszaniem wielkości ziarna zwiększają się własności wytrzymałościowe i obniżają plastyczne. Ilościową ilustracją tego jest zależność Halla - Petcha: sd = s₀ + k d^-1/2 ;gdzie sd - dolna granica plastyczności, so i k - stałe, d - przeciętna wielkość ziarn (podziarn).

Dlatego jest zasadą, że w materiałach konstrukcyjnych pracujących przy temperaturze pokojowej staramy się wytworzyć możliwie minimalne ziarno. Rola granic ziarn zmienia się jednakże przy podwyższonych temperaturach.

Ze względu na możliwość wspinania się dyslokacji i pochłaniania dyslokacji przez granice ziarn ich efektywność umacniająca maleje, a poza tym występuje poślizg po granicach ziarn, który polega na tym że pod wpływem naprężeń stycznych do granicy, ziarna mogą się ślizgać sztywno względem siebie bez dostrzegalnych odkształceń wewnątrz ziarn. W związku z tym granice ziarn osłabiają materiał przy podwyższonej temperaturze (powyżej ok.0,4 T_top)

---