Мікроаналіз залізовуглецевих сплавів (чавуни), Контент-платформа

Мікроаналіз залізовуглецевих сплавів (чавуни)

1. Вивчити мікроструктури: сірих та білих чавунів у нетравленому та травленому вигляді.

2. Схематично замалювати і описати структури, що вивчаються.

3. Скласти звіт роботи.

Короткі теоретичні відомості:

Мікроструктура білих чавунів

У білих чавунах весь вуглець перебуває у зв'язаному стані, т. е. як цементиту. Білий чавун залежно від вмісту вуглецю поділяється на доевтектичний (від 2,14 до 4,3%), евтектичний (4,3%) і заевтектичний (від 4,3 до 6,67%). У всіх білих чавунах є цементитна евтектика (ледебурит). Евтектичний білий чавун складається з одного ледебуриту, тому розгляд структури білого чавуну доцільно розпочинати зі структури евтектичного білого чавуну.

Мікроструктура доевтектичного білого чавуну.Доевтектичний білий чавун після повного охолодження має таку структуру: ледебурит (цементитна евтектика) + перліт + вторинний цементит. Вторинний цементит виділяється з аустеніту, що містить при 1147 ° С-2,14% С, а при 727 ° С -0,8% С.

Мал. 1. Права частина діаграми стану Мал. 2. Евтектичний білий чавун

Зі збільшенням вмісту вуглецю, коли ледебуриту стає відносно багато, вторинний цементит у структурі зливається із цементитом ледебуриту (евтектичним). Можна вважати, що структура таких білих доевтектичних чавунів складається з ледебуриту (цементитної евтектики) і перліту. На рис. 3 дана мікроструктура доевтектичного білого чавуну.

Мікроструктура заевтектичного білого чавуну.Мікроструктура заевтектичного білого чавунучавуну складається з ледебуриту (цементитної евтектики) та первинного цементиту (рис. 4).

Мал. 3. Доевтектичний Мал. 4 Заевтектичний білий чавун

білий чавун-перліт та ледебурит цементит первинний та ледебурит (х500)

Мікроструктура сірих чавунів

Мікроструктура сірих чавунівПри розгляді в мікроскоп нетрівленого мікрошліфу сірого чавуну добре видно включення пластинчастого графіту (рис. 5). , введення в чавун деяких домішок (модифікаторів) Наприклад, швидкість охолодження впливає таким чином, що за інших рівних умов графіт утворюється тим більшим, чим повільніше охолодження.

Мал. 5. Вмикання пластинчастого графіту. Шліфи нетравлені (х100):

а- Прямолінійні;б- завихрені; в - розеткові; г - міждендритні

Мал. 6. Феритний сірий Мал. 7 Ферріто-перлітний Мал. 8 Перлітний сірий чавун

чавун - ферит і пластин - сірий чавун - ферит + перліт і пластинчастий графіт

Чим більший перегрів рідкого чавуну і що довше час витримки у своїй, тим дрібніше виходять графітні включення.

Після травлення в 2-4%-ному спиртовому розчині азотної кислоти металева основа в сірих чавунах дуже подібна до мікроструктури сталей і в залежності від кількості зв'язаного вуглецю може бути феритної, ферито-перлітної та перлітної.

Таким чином, можливі такі типи структур сірих чавунів: ферит + пластинчастий графіт - сірий феритний чавун (рис. 6); ферит + перліт + пластинчастий графіт - ферит-перлітний сірий чавун (рис. 7) (співвідношення кількості фериту та перліту в структурі чавуну може бути різним, залежно від хімічного складу та умов охолодження); перліт + пластинчастий графіт - сірий перлітний чавун (рис. 8).

Мікроструктура високоміцних чавунів

При розгляді в мікроскоп нетрівленого мікрошліфу високоміцного чавуну добре видно включення кулястого графіту (рис. 9).

Мал. 9. Високоміцний чавун - включення кулястого графіту, шліф нетрівлений (х100)

Травлення мікрошліфа високоміцного чавуну виробляють 2-4%-ним спиртовим розчином азотної кислоти.

Мал. 10 Високоміцний чавун (х100)

а -ферит і кулястий графіт; б - ферит + перліт + кулястий графіт;в— перліт та кулястий графіт

У високоміцних чавунах можуть бути ті ж типи структур, які були вказані для сірих чавунів, але графіт у цих чавунах кулястий. Таким чином, можливі такі типи мікроструктури високоміцних чавунів: ферит + кулястий графіт - феритний високоміцний чавун (рис. 10 а); ферит + перліт + кулястий графіт - ферито-перлітний високоміцний чавун (рис. 10,б)(співвідношення між кількістю фериту і перліту у високоміцному чавуні може бути різним залежно від хімічного складу та умов охолодження); перліт + кулястий графіт - перлітний високоміцний чавун (рис. 10,в).

Мікроструктура ковких чавунівПри розгляді в мікроскоп нетрівленого мікрошліфу ковкого чавуну добре видно включення пластівеподібного графіту (вуглецю відпалу) (рис. 11). Мікрошліф ковкого чавуну травлять 2-4%-ним спиртовим розчином азотної кислоти.

Металева основа ковкого чавуну може бути феритною, ферито-перлітною таперлітної. Відповідно до цього розрізняють феритний, ферито-перлітний і перлітний чавун ковкий (рис. 12). При розгляді в мікроскоп нетрівленого мікрошліфу ковкого чавуну добре видно включення пластівеподібного графіту (вуглецю відпалу) (рис. 11). Після травлення металева основа ковкого чавуну може бути феритною, ферито-перлітною та перлітною. Відповідно до цього розрізняють феритний, ферито-перлітний і перлітний чавун ковкий (рис. 12).

Мал. 11. Ковкий чавун - включення пластівцевого графіту (вуглецю відпалу), шліф нетрівлений (х100)

Мал. 12. Ковкий чавун:а -ферит і вуглець відпалу; б - ферит + перліт + вуглець відпалу (х200);в— перліт та вуглець відпалу (х300)

1. Переглянути та вивчити мікроструктури різних чавунів

2. Кожну мікроструктуру замалювати.

3. Під кожною замальованою мікроструктурою дати підпис із зазначенням найменування сплаву, його хімічного складу, найменування структури та збільшення.

4. На кожній замальованій мікроструктурі вказати стрілками різні фази та структурні складові та близько стрілок, на полях, написати їх найменування.

5. Зобразити діаграму стану залізо-цементит, провести на ній вертикальні лінії, що відповідають сплавам, і дати опис процесів перетворень, що відбуваються при охолодженні.

1. Які сплави називаються чавунами?

2.Що є металевою основою у сірих чавунів? Яку роль формуванні властивостей вона грає?

3.Дайте характеристику структурної складової – ледебурит

4.Як змінюється структура білого чавуну зі збільшенням у ньому кількості вуглецю?

5.У чому відмінність білих та сірих чавунів?

6.Які чавуни називають ковкими? Якаїхня структура?

7. Які чавуни називають високоміцними? Яка їхня структура?

8. Які чавуни називають звичайними сірими? Яка їхня структура?

1., Рахштадт, М., Металургія.19с.

2. ,Леонтьєв В. П .Матеріалознавство, .М.,Машинобудування,1980,405с

3., Кунявський роботи з металознавства та термічної обробки металів. М.Машинобудування, 1981, 173с.

4. Паїсов до лабораторних робіт з матеріалознавства та термічної обробки металів, М., Металургія, 1968, 95с.

---