Sprawozdanie 3.docx

I.Cel ćwiczenia

·        Poznanie struktur i właściwości stali węglowych

·        Zapoznanie z właściwościami ferrytu, austenitu i cementytu

·        Pojęcie stali i staliwa

·        Praca z normami materiałoznawstwa

II. Przebieg ćwiczenia

a)Definicje

Staliwo – wieloskładnikowy stop żelaza z węglem w postaci lanej (czyli odlany w formy odlewnicze), nie poddany obróbce plastycznej.

Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2%, Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt, występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Stal eutektoidalna – stal zwierająca 0.8% węgla. Stal taka ma strukturę ziarnistego perlitu, składającego się z płytek ferrytu i cementytu.

Stal podeutektoidalna – stal zawierająca poniżej 0.8% węgla. Na polerowanym przekroju oglądanym pod mikroskopem daje się zauważyć ziarna ferrytu oddzielone obszarami perlitu. Wraz ze wzrostem zawartości węgla, udział ferrytu maleje, a perlitu wzrasta. Wzrasta także twardość stali, a obniża się jej ciągliwość.

Ferryt – stop żelaza z węglem będący międzywęzłowym roztworem stałym węgla lub innych pierwiastków w odmianie alotropowej α żelaza (α-Fe). Tworzy sieć krystaliczną typu sieci wewnętrznie centrowanej. Ferryt charakteryzuje niska zawartość węgla, w temperaturze pokojowej maksymalnie 0,008%, a w temperaturze przemiany austenitycznej (723 °C). W obecności węgla tworzy węglik żelaza Fe3C - cementyt. Stop ferrytu i cementytu nosi nazwę perlitu.

Cementyt – jedna z podstawowych faz międzymetalicznych z grupy węglików, występującą w stopach żelaza z węglem i innymi pierwiastkami. Cementyt jest jednym ze składników stali; jest materiałem twardym i kruchym, posiada strukturę krystaliczną.

Austenit – roztwór stały węgla oraz innych dodatków stopowych w żelazie γ. Rozpuszczalność węgla w austenicie bez dodatków stopowych nie przekracza 2%. Austenit nie zawierający poza węglem innych dodatków stopowych jest stabilny tylko w temperaturach powyżej 727°C. Austenit schłodzony poniżej tej temperatury rozpada się na mieszaninę ferrytu i perlitu, jeśli zawiera do 0,8% węgla, lub perlitu i cementytu, jeśli zawiera więcej niż 0,8% węgla. W przypadku zawartości 0,8% węgla przemienia się w perlit.

b)Struktura stali

a)Próbka Armco

Rysunek obok przedstawia obraz próbki „Armco” w powiększeniu 100x. Jest to próbka w której zawartość węgla nie przekracza 0.008% węgla jego struktura jest czysto ferrytyczna. W danej próbce można zaobserwować ferryt w czystej postaci.

b)Próbka F+P

Rysunek przedstawia próbkę w powiększeniu 100x. Wdanej próbce zauważalny oprócz ferrytu jest perlit oraz pojedyncze wtrącenia nie metaliczne. Dzięki zawartości perlitu możemy ze wzoru %C= %P/100 x 0.8 obliczyć szacunkową zawartość węgla w danej próbce która wynosi około 0.64 %C przyjmując iż perlit występuje w ilości około 8 %. Wielkość ziarna wg. norm wynosi 8

c)Próbka 11

Rysunek obok przedstawia próbkę w powiększeniu 100x. Jest to próbka stali podeutektoidalnej takiej jak w próbce F+P tylko poddanej walcowaniu co zmieniło jej strukturę przez co zmieniły się też jej właściwości. Na rysunku widać wyraźnie budowę pasmową która powstała pod wpływem obróbki plastycznej jaką jest walcowanie.

Rysunek obok przedstawia próbkę stali eutektoidalnej w powiększeniu 400x. Widać wyraźnie występowanie perlitu oraz ferrytu w strukturze przypominającej strukturę lini papilarnych. Jest to próbka w której występuje 0.8%  węgla

d)Próbka 12

e)Próbka 15

Rysunek przedstawia Staliwo podeutektoidalne w powiększeniu 100x. Bardzo dobrze widoczny jest perlit oraz ferryt. Widoczna jest naturalna struktura odlewnicza ponieważ próbka nie została poddana jakim kol wiek obróbkom plastycznym.

III. Wnioski

W zależności od zawartości węgla w stali ma ono różną strukturę oraz właściwości które można zmieniać poddając stal obróbkom takim jak plastyczna lub cieplna. Zawartość ferrytu zmienia się wprost przeciw proporcjonalnie do zawartości perlitu w stali czyli im więcej perlitu tym mniej ferrytu możemy zaobserwować w próbce stali, wpływa to także na budowę strukturalna stali.

IV. Literatura

www.wikipedia.org

M.Kaczorowski  „Konstrukcyjne materiały metalowe, ceramiczne I kompozytowe”