Лабораторные работы / Лаба Материаловедение 5 Микроанализ углеродистых сталей в равновесном состоянии

_{МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ}

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Озерский технологический институт –

филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего

профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

(ОТИ НИЯУ МИФИ)

Кафедра ТМ и МАХП

Лабораторная работа 5

по курсу «Материаловедение»

Преподаватель				Миллер М.А.
Выполнил студент группы	1ТМ-26Д			Сергеев П. С.
	(индекс группы)		(дата, подпись)	(Ф.И.О.)

Озёрск

2017

МИКРОАНАЛИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ.

Цель работы: изучить микроструктуры стали с различным содержанием углерода и установить связь между структурами и диаграммой состояния железо-цементит.

Приборы, материалы и инструмент: 5 образцов известных сталей и 2 образца неизвестных сталей; шлифо­вальная шкурка различных номеров зернистости; деревянные бруски; вытяжной шкаф; водяная баня; фарфоровая ванна; вата; спирт; микроскоп; реактивы для выявления микро­структур.

Ход работы:

1. Обработаем образцы наждачной бумагой и на полировальном круге до необходимого состояния.

2. Хорошо протрём микрошлифы ватой, смоченной спиртом.

3. Произведём травление обработанных поверхностей образцов в 4…5%-ом растворе азотной кислоты в этиловом спирте.

4. Рассмотри протравленные поверхности образцов на микроскопе.

5. Зарисуем структуры сталей, указав их марки, и структурные составляющие.

Рисунок 1. Микроструктура известных сталей.

Сталь 45: 0,45% C; феррит + перлит.

У12: 1,2% C; перлит + цементит вторичный.

Сталь 20: 02% C; феррит + перлит.

У8: 0,8% C; перлит.

Армко-железо: 0,03% C; феррит + перлит.

Рисунок 2. Диаграмма состояния Fe-Fe₃C.

6. Определим содержание углерода по микроструктуре у неизвестной стали и её марку.

Рисунок 3. Микроструктура неизвестных сталей.

Определим содержание углерода в доэвтектоидных сталях по формуле:

			(1)
где:	a – площадь, занятая перлитом, %.

;

Первый неизвестный образец – Сталь30.

;

Второй неизвестный образец – Сталь10.

Контрольные вопросы:

1. Микроанализ и его задачи.

Под микроанализом понимают изучение строения металлов и сплавов с помощью металлографического микроскопа при увеличении в 50...2000 раз. При помощи микроанализа определяют: форму и размер кристаллических зерен, из которых состоит металл или сплав; изменение внутреннего строения сплава, происходящее под влиянием различных режимов термической и химико-термической обработки, а также после внешнего механического воздействия на сплав; микропороки металла; неметаллические включения.

2. Равновесное состояние сталей.

Равновесное состояние сплава – это такое состояние, когда все фазовые превращения полностью закончились в соответствии с диаграммой состояния.

3. Диаграмма состояния Fe-Fe₃C: точки, линии, области.

4. Структурные составляющие сталей:

Аустенит – Твёрдый раствор C в γ-железе (910-1400º C, г.ц.к.).

Феррит – Твёрдый раствор C в α-железе (до 910º C, о.ц.к.).

Цементит – Карбид Fe-Fe₃C.

Перлит – Эвтектоидная смесь феррита и цементита.

5. Эвтектоидное превращение в стали.

При повышении содержания C в стали от ниже 0,8% до выше 0,8% происходит эвтектоидное превращение, сопровождающееся переходом всего феррита в сплаве в перлит при достижении 0,8% и выделения цементита вторичного при дальнейшем увеличении содержания C.

6. Структуры сталей с различным содержанием углерода.