27. 02. 2006
M i BM MO2
NR INDEKSU
LABORATORIUM MATERIAŁOZNAWSTWA
I OBRÓBKI CIEPLNEJ
Ćwiczenie nr3; Wykres Fe-Fe3C. Stale i żeliwa
Wykres Fe-Fe3C. Stale i żeliwa.
Cel ćwiczenia.
Zapoznanie się z charakterystycznymi stopami układu żelazo-węgiel.
Stal węglowa jest to stop żelaza z węglem (poniżej ok. 2%C). Węgiel bardzo korzystnie wpływa na własności żelaza. W miarę podwyższania stężenia tego pierwiastka w stali zwiększa się twardość, wytrzymałość na rozciąganie Rm i granicy plastyczności Re. Zwiększanie stężenia węgla powoduje przy tym jednoczesne zmniejszenie własności plastycznych i ciągliwości stali, a w szczególności – wydłużenia A, przewężenia Z, i udarności KC. Stężenie węgla decyduje również o własnościach technologicznych stali. Przy większych stężeniach pogarsza się podatność stali na obróbkę plastyczną na zimno i na gorąco. Węgiel o stężeniu 0,25% zdecydowanie pogarsza również spawalność stali. Stale niskowęglowe o stężeniu węgla mniejszym niż 0,25% - ze względu na dużą ciągliwość – wykazują gorszą skrawalność niż stale strukturze perlitycznej. Stale nadeutektoidalne – ze względu na znaczny udział kruchego i twardego cementytu – charakteryzuje również obniżona skrawalność.
W zależności od stężenia węgla stale węglowe w stanie wyżarzonym charakteryzują się zróżnicowaną strukturą. Stale o bardzo małym stężeniu węgla – ok. 0,1% wykazują strukturę ferrytu (roztwór stały węgla w żelazie µ), który po wytrawieniu uwidacznia się w postaci wielokątnych jasnych ziarn z ciemnymi granicami. Przy większym stężeniu węgla w strukturze stali pojawia się perlit (mieszanina ferrytu i cementytu Fe3C), a stal ma strukturę ferrytyczno-perlityczną. Perlit jest widoczny jako naprzemianległe pasemka przeciętych płytek cementytu i ferrytu. Strukturę czysto perlityczną ma stal o stężeniu 0,77%C. W stalach o większym stężeniu węgla na granicach ziarn perlitu występuje siatka cementytu o grubości zwiększającej się wraz ze wzrastającym stężeniem węgla.
Stale w zależności od zawartości węgla dzielimy na: podeutektoidalne – leżące na lewo od punktu S (0,77%C) , eutektoidalne – o składzie punktu S, i nadeutektoidalne – leżące na prawo od punktu S.
Fazy i składniki strukturalne stali i ich własności .
Ferryt – jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie µ. Powstaje poprzez wchodzenie atomów węgla do luk oktaedrycznych i tetraedrycznych. Na zgładach metalograficznych jest widoczny jako jasny składnik.
Austenit – jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie à o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11%. Na zgładach metolograficznych występuje składnik z charakterystycznymi, prostoliniowymi granicami bliżniaczymi.
Perlit – jest eutektoidem o zawartości 0,77%C. Jest zbudowany na przemian z płytek ferrytu i cementytu o stosunku grubości 7:1. Pod mikroskopem przy małych powiększeniach, po trawieniu nitalem perlit przybiera wygląd szarych, perlistych obszarów, przy większych powiększeniach widoczna jest jednak budowa płytkowa.
Cementyt – jest węglikiem żelaza (Fe3C) o strukturze rombowej. Jest składnikiem bardzo twardym (700HB), ale zarazem kruchym. Przy obserwacjach mikroskopowych po trawieniu nitalem przyjmuje postać jasnych wydzieleń, niekiedy trudno odróżnialnych od ferrytu.
Materiał - ŻELIWO SZARE
Stan materiału -
Struktura -
Powiększenie - x 100
Trawienie -
Materiał - ŻELIWO CIĄGLIWE
Struktura - FERRYT + GRAFIT (na granicach ziarn)
Materiał - ŻELIWO SZARE SFEROIDALNE
Struktura - FERRYT + GRAFIT KULKOWY
Materiał - STAL 45
Struktura - FERRYT + PERLIT
Powiększenie - x 500
Materiał - STAL N11
Struktura - PERLIT + CEMENTYT WTÓRNY
Materiał - ŻELAZO ARNKO
Struktura - FERRYT + CEMENTYT TRZECIORZĘD.
Materiał - STALIWO 500
Struktura - WIDMANSTATTENA - PERLIT + FERRYT
(ułożony płytkowo)
Materiał - SURÓWKA PODEUTEKTOIDALNA
Struktura - PERLIT + LEDEBURYT PRZEMIENIONY +
CEMENTYT WTÓRNY
Materiał - SURÓWKA NADEUTEKTOIDALNA
Struktura - CEMENTYT PIERWOTNY + LEDEBURYT
PRZEMIENIONY
Wnioski i uwagi
1
Minnie_