1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze strukturami stali węglowych oraz z ilościową oceną zawartości poszczególnych faz w stopie.

W zakres ćwiczenia wchodzi:

• zapoznanie ze strukturami stali w stanie wyżarzonym

• wyznaczenie podstawowych wielkości stereologicznych struktur

• analiza wyników

2. Opis stanowiska badawczego

Do wykonania ćwiczenia niezbędne są:

• mikroskop metalograficzny

• próbki stali przygotowane do badań mikroskopowych

• Polskie Normy

3. Przebieg realizacji eksperymentu

• obserwacja pod mikroskopem zgładów przygotowanych próbek

• omówienie podstawowych własności stali

• wykonanie szkiców struktur

• omówienie sposobu wyznaczania zawartości faz

4. Szkic i opis uzyskanej struktury.

Żelazo ARMCO (powiększenie 500x)

Struktura: niewielkie ilości perlitu na tle ferrytu

Właściwości:

R_m = 300 Mpa

Miękkość

Duża przenikalność magnetyczna

Zastosowanie:

• jako sproszkowany dodatek do farb i pigmentów

• dodatek do katalizatorów w procesie karbowania skór

Stal 15 (powiększenie 500x)

Struktura: Małe ilości perlitu na tle ferrytu

Właściwości:

R_m = 375 MPa

R_e = 225 MPa

HB = 143; odporność na ścieranie, wysoka granica sprężystości

Zastosowanie:

konstrukcje budowlane, części maszyn i urządzeń pracujących w temperaturach od 300⁰C do

-40⁰C.

Stal 45 (powiększenie 500x)

Struktura: Niewielka przewaga ziaren perlitu nad ziarnami ferrytu

Właściwości:

R_m = 600 Mpa

R_e = 355 Mpa

HB = 241; nadaje się do obróbki plastycznej, odporna na korozję atmosferyczną

Zastosowanie:

Stal ogólnego użytku, stosowana na średnio obciążone i odporne na zużycie części maszyn, takie jak: większe koła zębate; wrzeciona tokarek i wiertarek; korbowody i tłoczyska; wały minośrodowe i korbowe pomp, pras, silników spalinowych; wały turbin, prądnic i inne części pojazdów; widelce, młotki, noże, osie i wałki.

Stal N8 (powiększenie 500x)

Struktura: perlit

Właściwości:

HB = 187;

Zastosowanie:

Stosuje się do produkcji narzędzi takich jak matryce do pracy na zimno, przebijaki, dłuta, piły taśmowe, nożyce, przecinaki, stemple.

Stal N12 (powiększenie 500x)

Struktura: wydzielenia cementytu po granicach ziarn perlitu

Właściwości:

HB = 207; po wyżarzaniu zmiękczającym ma strukturę cementytu kulkowego na tle ferrytu

Zastosowanie:

Stal N12 stosuje się na narzędzia do obróbki plastycznej na zimno , noże do papieru, narzędzia grawerskie i zegarmistrzowskie , skrobaki, pilniki, narzędzia do obróbki skrawaniem przy małych prędkościach oraz do obróbki kamieni młyńskich i do ostrzenia noży.

Stal pudlarska (powiększenie 500x)

Struktura: wtrącenia żużlu na tle ziaren ferrytu

Właściwości:

Duża miękkość, plastyczność i odporność na korozję

Zastosowanie:

Kowalstwo artystyczne.

5. Wnioski.

• Wraz ze zmianą ilości węgla zmieniają się własności stali

• Wzrost zawartości węgla powoduje wzrost twardości ale spadek plastyczności stali

• Na podstawie stosunku ilościowego faz (ferrytu i perlitu) na obserwowanym zgładzie można w przybliżeniu określić zawartość węgla (dotyczy stali podeutektoidalnych)

• Cementyt wtórny wydziela się po granicach ziarn perlitu (w stalach nadeutektoidalnych)