07.03.2006

Jarosław Kuczko

Piotr Turek

Wydział SiMR, Gr. 1.6

INZYNIERIA MATERIAŁOWA - LABORATORIUM

SPRAWOZDANIE

„Badania wpływu węgla na mikrostrukturę i twardość stopów układu Fe-Fe3C w stanie równowagi”

1. Cel ćwiczenia:

Zadaniem postawionym przed nami na tym laboratorium było zbadanie wpływu zawartości węgla w stopie na jego właściwości oraz ukazanie jak zmienia się mikrostruktura badanego materiału.

2. Przebieg doświadczenia:

Twardość to odporność materiału na odkształcenia trwałe powstające w wyniku wciskania w materiał wgłębnika. Do pomiarów twardości stali wykorzystaliśmy metodę Rockwella (inne metody: metoda Brinella i Vickersa), w której twardość określana jest na podstawie wielkości wgłębienia powstałego w wyniku wciskania w materiał stalowej kulki. Pomiary uzyskaliśmy w skali HRB - stosowanej do stali miękkich. Poniżej umieściliśmy wyniki pomiarów twardości dla czterech badanych próbek:

L.p

Oznaczenia próbki

Twardość

(HRB)

Średnia zawartość węgla

1

MP4-1

I pomiar - 60

II pomiar - 63

III pomiar - 63

Średnia: 62

0,02%

2

MP4-2

I pomiar - 86

II pomiar - 88,5

III pomiar - 86

Średnia: 86

0,16%

3

MP4-3

I pomiar - 97

II pomiar - 96

III pomiar - 98

Średnia: 97

0,48%

4

MP4-4

I pomiar - 99,5

II pomiar - 102

III pomiar - 103

Średnia: 101

0,6%

Średnia zawartość węgla liczona była z pomocą obserwacji mikroskopowych próbek (zawartość węgla w stopach podeutektoidalnych można określić na podstawie obserwacji ilości perlitu w strukturze (100% perlitu zawiera 0,8% węgla):

  1. MP4-1

Próbka składa się głównie z ferrytu (co wynika z dających się bez problemu zaobserwować białych ziaren jednej fazy). Perlit występuje w postaci punktowych wydzieleń (ok. 3%), z czego wynika tak mała zawartość węgla (ok. 0,024%).

0x08 graphic

  1. MP4-2

Drobnoziarnista struktura ferrytyczno-perlityczna. Udział perlitu ok. 20%, co wskazuje na zawartość węgla ok. 0,16%.

0x08 graphic

  1. MP4-3

Struktura perlityczno-ferrytyczna o udziale perlitu ok. 60%, z czego wynika zawartość węgla ok. 0,48%.

0x08 graphic

  1. MP4-4

Struktura perlityczno-ferrytyczna o udziale perlitu ok. 75%, czyli zawartość węgla 0,6%.

0x08 graphic

Wszystkie próbki obserwowane były w powiększeniu x200.

Przeprowadziliśmy również obserwację żeliw, w próbkach:

  1. 0x08 graphic
    C-3

To próbka żeliwa białego nadeutektycznego. Dające się zaobserwować jasne igły cementytu na tle ziaren ledeburytu przemienionego. Zawartość węgla od 4,3-6,67%. Próbkę oglądano pod powiększeniem x200.

3. Wnioski:

Udział węgla (w postaci cementytu lub perlitu) w stopie ma wpływ na jego własności wytrzymałościowe. Cementyt jest fazą kruchą i twardą, dlatego wzrost udziału jego w stopie powoduje spadek właściwości plastycznych metalu, udarności, natomiast zwiększa się twardość stopu. Wytrzymałość na rozciąganie rośnie do zawartości węgla 0,9%, następnie maleje.

0x08 graphic
Wraz ze wraz ze wzrostem zawartości węgla wzrasta twardość stali i jednocześnie maleje jej plastyczność.

1