Контрольные вопросы.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
Кафедра литейных процессов и конструкционных материалов
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
По дисциплине «материаловедение»
МИКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ
Выполнил:
ст. гр. ЗУКс–113
Осетров Т. А.
Проверил:
Костин А. В.
Владимир 2014
Лабораторная работа № 11
МИКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ
Цель работы: изучить микроструктуру отожженной стали и установить связь между структурой и механическими свойствами.
Ход работы:
1. Вычертить в масштабе диаграмму железо– углерод(область ста-лей) с обозначением на ней всех фаз и структур.
2. Построить схематично кривую охлаждения для доэвтектоидной
стали. Объяснить ее с помощью правила фаз(содержание углерода зада-ет преподаватель).
3. Рассмотреть под микроскопом комплект шлифов. Определить по
микроструктуре тип сплава. Изучить, зарисовать и описать структуру
исследуемых сталей.
4. Для доэвтектоидных сталей определить(приближенно) содержание
углерода по микроструктуре и написать марку качественной стали.
5. Ответить на контрольные вопросы.
6. Составить отчет.
Диаграмма железо-углерод.
2.Кристаллизация зазвтектоидных сталей начинается в точке 1
 
|
выделением из жидкого расплава А и заканчивается в точке 2. После затвердевания сплав имеет однофазную структуру А. При дальнейшем охлаждении от точки 2 до точки 3 структурных превращений сталь не претерпевает, идет простое охлаждение. В интервале точек 3-4 происходит выделение ЦII. При медленном охлаждении А выделяется по границе аустенитных зерен. На площадке 4-4' происходит эвтектоидное превращение А в П. При дальнейшем охлаждении ниже точки 4 из Ф, входящего в П, выделяется ЦIII. ЦIII, наслаиваясь на кристаллы ЦII и цементита перлита, не оказывает заметное влияние на свойства. Поэтому при рассмотрении структур заэвтектоидных сталей о ЦIII обычно не упоминают. Конечная структура П +ЦII +ЦIII - перлито-цементитная.
4.В доэвтектоидной стале находится менее 0,8 % углерода.
5.Заключение.
При содержании углерода в стали более 1…2% твердость ее возрастает, а временное сопротивление уменьшается, что объясняется выделением по границам бывшего зерна вторичного цементита.
Механические свойства устанавливают по результатам статистических, динамических и усталостных (на выносливость) испытаний.
Статистические испытания характеризуются медленным и плавным приложением нагрузки. Основными из них являются: испытания на растяжение, твердость и вязкость разрушения.
Пластические свойства металлов характеризуются относительным удлинением, δ=[(lk-lo)/lo] 100% и сужением, ψ=[(Ао-АК)/Ао] 100%, где lo,lK и Ао, Ак – соответственно длина и площадь поперечного сечения образца до и после разрушения.
Твердость металлов испытывают путем вдавливания в него под определенной нагрузкой стального шарика, алмазного конуса или пирамиды и оценивают по величине произведенной пластической деформации (отпечатку). В зависимости от вида используемого наконечника и критерия оценки различают твердость по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу.
Контрольные вопросы.
1. Какие сплавы железа с углеродом относятся к доэвтектоидным?
Доэвтектоидными сталями называют стали в которых содержание углерода менее 0,8%.
2. Что такое феррит и каковы его механические свойства?
Феррит – это ферромагнетик, не проводящий электрического тока, структурная составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в a-железе.
3. Что такое перлит и каковы его механические свойства?
Одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — сталей и чугунов: представляет собой эвтектоидную смесь двух фаз — феррита и цементита (в легированных сталях — карбидов). Перлит — продукт эвтектоидного распада (перлитного превращения) аустенита при сравнительно медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов ниже 727 °C. Механические свойства перлита зависят в первую очередь от межпластиночного расстояния (суммарная толщина пластинок обеих фаз): чем оно меньше, тем выше значение предела прочности и предела текучести и ниже критическая температура хладноломкости. При перлитной структуре облегчается механическая обработка стали. Дисперсные разновидности перлита называют сорбитом и трооститом.
4. Что такое цементит и каковы его механические свойства?
Цементит — карбид железа, химическое соединение с формулой Fe3C. Цементит — представитель так называемых фаз внедрения, соединений переходных металлов с легкими металлоидами. В фазах внедрения велики доля как ковалентной, так и металлической связи.
Твёрдость по Бринеллю больше 800 кг/мм2.
Первичный цементит кристаллизуется из жидкого сплава
Вторичный цементит - из аустенита
Третичный цементит - из феррита
5. Каково содержание углерода в перлите?
Среднее содержание углерода в перлите – 0,8%
6. При какой температуре образуется перлит в стали?
Температура превращения аустенита в перлит 723°С.
7. Как влияет увеличение углерода в стали на механические характери-стики сталей?
Если содержание примесей не превышает количества, указанного в ГОСТ 380-88, то их влияние на свойства сталей незначительно. Следовательно, структура и свойства технических сталей могут характеризоваться почти так же, как и чистых двойных сплавов, то есть в полном соответствии с диаграммой состояния железо - углерод. В соответствии с диаграммой состояния после отжига в равновесном состоянии структура стали представляет собой смесь феррита и цементита, в которой количество последнего увеличивается пропорционально содержанию углерода. Ясно, что свойства медленно охлажденных (отожженных) сталей будут определяться прежде всего свойствами и количеством составляющих фаз.
8. Какую микроструктуру имеют доэвтектоидные стали и где они при-меняются?
Эта сталь предназначена для холодной штамповки.
9. Какую микроструктуру имеют заэвтектоидные стали и где они при-меняются?
они широко применяются в качестве штамповых сталей, сталей для измерительных инструментов и т.д
10. Какова равновесная микроструктура сталей20, 45, 60, У8, У12?
Химически чистые металлы обладают низкой прочностью, поэтому в технике их применяют сравнительно редко. Наиболее широко используют сплавы - вещества, полученные сплавлением (спеканием порошков, электрическим осаждением или др. методами) двух и более химических элементов.
Список литературы:
Источник:
Остапенко Н.Н.,Крапивницкий Н.Н. Технология металлов. М. Высшая школа,1970г.
Каменичный И.С. Практика термической обработки инструмента. Киев, 1959 г.