Головна

Мікроструктури вуглецевої сталі в рівноважному стані

  1. У випадках, коли президент РФ не в змозі виконувати свої повноваження, їх тимчасово виконує.
  2. У стаціонарному стані атома електрон, рухаючись по круговій орбіті, повинен мати дискретні квантовані значення моменту імпульсу, що задовольняють умові
  3. Вплив постійних домішок на властивості вуглецевих сталей.
  4. Вплив домішок в стали. Класифікація сталей за якістю в ГОСТ. Марки сталей.
  5. Деформації при об'ємному напруженому стані.
  6. Діаграма стану сплавів з обмеженою розчинністю компонентів в твердому стані
  7. Діаграми стану сплавів для випадку огранич. розчинності компонентів в твердому стані.

Мета роботи: Вивчити мікроструктури вуглецевих статей з різним вмістом вуглецю, встановити зв'язок між структурами в відпаленого стані і діаграмою стану системи "залізо-вуглець".

Прилади, інструмент і матеріали: Проводить металографічний мікроскоп, циркуль, лінійка, набір мікрошліфів вуглецевих сталей.

Мікроструктура вуглецевих сталей для рівноважних умов характеризується нижньої лівої частиною діаграми стану "залізо-вуглець" (рис. 1). Сплави із вмістом до 0,02% С називаються технічним залізом, від 0,02 до 0,8% - доевтектоїдних стали, з вмістом вуглецю 0,8% - Евтектоїдних і від 0,8 до 2,14% С - заевтектоідних.

Структурними складовими заліза і вуглецевих сталей є ферит, аустеніт, цемент, і перліт.

Феррі - Твердий розчин вуглецю в альфа-залізі. Розчиняє незначну кількість вуглецю. Розчинність вуглецю в фериті змінна (лінія PQ). При температурі 727 ° С в альфа-залізі розчиняється 0.02% С, а з пониженням температури розчинність його зменшується до тисячних часток відсотка - 0,006% С. Кристалічна решітка - КОЦ кубічна об'ємно-центрована. Ферит - м'яка (НВ 80), пластична складова сталей. Під мікроскопом вона зазвичай має вигляд світлих зерен неправильної, переважно округлої форми з тонкими темними межами. Забарвлення зерен може бути різною. Одні виглядають більш світлими, а інші більш темними, що пояснюється різною кристаллографической орієнтуванням осей зерен до площини мікрошліфа. Тому зерна неоднаково відображає світлові промені.

 Мал. 1

цемент - Хімічна сполука заліза з вуглецем, має хімічну формулу Fe3C. Утворюється при вмісті вуглецю 6,67%. Цементит твердий (НВ 800) і крихкий, слабо труїться кислотами. При звичайному травленні цементит, подібно фериту, під мікроскопом має світлий колір. Але цементит більш стійкий проти кислот в порівнянні з ферритом, тому він завжди підноситься над навколишнім ферритом. І навіть при сильному травленні поверхню цементиту зберігається гладенькою. Феритні ж зерна, через роз'їдання кислотою, стають "шорсткими" і частково фарбуються.

Відрізнити цементит від фериту можна спеціальним травленням нітратом натрію. Він забарвлює цементит в чорний колір, ферит ж залишається світлим.

Розрізняють первинний цементит, що виділяється з рідкої фази, вторинний цементит, який випадає з пониженням температури з аустеніту (лінія SЕ), внаслідок змінної розчинності в ньому вуглецю, і третинний цементит, що виділяється з фериту (лінія PQ), через зниження розчинності вуглецю в альфа-залозі.

Перл - Механічна суміш фериту з цементитом (евтектоід). Утворюється при розпаді аустеніту з 0,8% С на лінії перлітного перетворення діаграми (А1). Цементит в перлиті може розташовуватися в формі пластинок з зерен, тому розрізняють пластинчастий (Рис. 4) або зернистий перліт (Рис. 5). Зернистий перліт отримують в результаті спеціального Сфероідізірующій відпалу вуглецевих сталей. Перліт пластинчастий складається з послідовно чергуються пластинок фериту і цементиту. Після звичайного травлення на мікрошліфів утворюється мікрорельєф через велику кислотоустойчивости цементиту. Тому що падає в мікроскопі на мікрошліф світло буде давати тіні від виступів цементних пластинок на поглиблені місця (ферритні пластини). На микроструктуре пластинчастого перліту загальної світлий фон - ферит, що виступають пластини - цементит, світлі місця - тіні. Залежно від швидкості охолодження при відпалі дисперсність пластинок фериту і цементиту в перліті може бути різною. Тому за ступенем дисперсності феррітокарбідной суміші розрізняють грубі, СЕРЕДНІЙ і ТОНКИЙ перліт. Середній і тонкий і називають, відповідно, сорбіту та троостита.

Вони утворюються при великих швидкостях охолодження, ніж перліт. Структури сорбіту та троостита погано вирішуються під мікроскопом при звичайних збільшеннях.

доевтектоїдних стали

Мікроструктура доевтектоїдних сталей (до 0,8% С) складається з фериту і перліту (Рис. 3). У міру збільшення вмісту вуглецю в стали кількість перліту зростає, а фериту зменшується. Тому по мікроструктурі доевтектойдной стали можна орієнтовно визначити вмісту в ній вуглецю. Для цього необхідно визначити площу у відсотках, займану ферритом і перлитом.

У зв'язку з малою розчинністю вуглецю в фериті, практично можна допустити, що весь вуглець в доевтектойдной стали знаходиться в перлиті. Звідси, вміст вуглецю "C" стали можна визначити за формулою:

де: Р - площа займана перлитом,%.

0.8 - вміст вуглецю в перліті,%.

Наприклад, припустимо, що 40% всієї площі мікрошліфа, видимої під мікроскопом, зайнято ферритом, а 60% - перлитом. Така сталь містить вуглецю:

евтектоїдних СТАЛИ

У евтектоїдних сталях міститься 0,8% С. У отожженном стані мають однорідну перлитную структуру (рис. 4). Первинна кристалізація цих сталей закапчівается освітою аустеніту і вище критичної точки А1 (727 ° С) евтектоїдні стали повністю складаються з аустеніту.

аустеніт - Твердий розчин впровадження вуглецю в гамма-залозі. Кристалічна решітка - ГЦК - кубічна гранецентрированная. Гранична розчинність вуглецю в аустеніт дорівнює 2.14% (при тисяча сто сорок сім ° С). Аустеніт парамагнитен.

заевтектоідних СТАЛИ

Стали, що містять вуглецю від 0,8 до 2,14%, називаються заевтектоідних. Їх структура складається з перліту і вторинного цементиту (рис. 6). Вторинний цементит виділяється з аустеніту при охолодженні стали від лінії ES до лінії PSK (727 ° С) внаслідок зменшення розчинності вуглецю в аустеніт з пониженням температури.

Вторинний цементит може розташовуватися у вигляді світлої (при звичайному травленні) сітки навколо перлитових зерен або у вигляді окремих включень в залежності від умов нагрівання і охолоджування. При перегрів вище критичної точки А3 в процесі відпалу і наступному повільному охолодженні вторинний цементит виділяється у вигляді сітки по межах зерен. Чим більше вуглецю в заевтектоідной стали, тим більше товстої виходить цементітная сітка. При незначному перегрів вище А1 і кілька прискореному охолодженні після витримки утворюється зернистий цементит.

 Мал. 2
 Мал. 3


 Мал. 4
 Мал. 5



 п / п  Найменування і марка стали  Зміст вуглецю,%  Мікроструктура
 замальовка  Найменування
 сталь 45  0,44  Мал. 2  доевтектоїдних
 У8  0,8  Мал. 4, 5  евтектоїдна
 У10  1,0  рис.3  завтектоідная

Мікроскопічні методи дослідження МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ | ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ


Лабораторна робота №1 | ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ | ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ ПО БРІНЛЛЮ | ВИЗНАЧЕННЯ твердості по Роквеллу | ВИЗНАЧЕННЯ ТВЕРДОСТІ ПО Вікерс | ВИЗНАЧЕННЯ мікротвердості | БІЛІ чавуну | СІРІ чавуну | ковкого чавуну |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати