К сульфидам относятся:
пластичные, непрозрачные в тёмном поле зрения, вытянутые по направлению волокна отдельные включения или группы включений, как правило, двойного сульфида железа и марганца.
-
а) сульфиды раскатанные , 100х
б) хрупкие силикаты, 100х
К нитридам относятся:
строчки и рассредоточенные по всему полю зрения желто-розовые кристаллы нитридов и карбонитридов титана, преимущественно правильной формы;
строчки и рассредоточенные по всему полю зрения бледно-розовые включения нитридов и карбонитридов ниобия неправильной и округлой формы;
тёмные кристаллы нитридов алюминия, в основном, правильной формы, анизотропные.
Характеристика неметаллических включений: оксидов, силикатов, сульфитов, нитридов Методы оценки загрязненности стали и сплавов неметаллическими включениями
Для оценки загрязненности стали и сплавов неметаллическими включениями используют металлографические методы, условно обозначаемые Ш, К, П и Л согласно ГОСТ 1778-70.
-методом Ш (варианты Ш1-Ш14) – сравнением с эталонными шкалами, применяются для испытания деформированного металла;
-методом К (варианты К1-К2) – подсчетом количества включений, применяются для испытания деформированного и литого металла;
-методом П (варианты П1-П4) – подсчетом количества и объемного процента включений, применяется для испытания деформированного и литого металла;
-методом Л (варианты Л1-Л2) – линейным подсчетом включений, применяется для испытания литья.
По методу Ш сравнивают наблюдаемые на нетравленом микрошлифе включения со стандартными эталонными пятибальными шкалами.
Так же используются следующие стандарты:
ГОСТ 5639 – 82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна;
ГОСТ 8233 – 56. Сталь. Эталоны микроструктуры;
ГОСТ 5640 – 68. Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты;
ГОСТ 9450 – 60. Металлы. Метод испытания на микротвердость вдавливанием алмазной пирамидой;
ОСТ 34-70-690-96. Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации.
Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
Среди диаграмм состояния металлических сплавов самое большое значение имеет диаграмма состояния системы Fe-C. Это объясняется тем, что в технике наиболее широко применяют железоуглеродистые сплавы.
Компоненты и фазы в сплавах железа с углеродом
Железо и углерод – элементы полиморфные. Железо с температурой плавления 1539 ºC имеет две модификации - α и γ. Модификация Feα существует при температурах до 911 °C и от 1392 до 1539 °C, имеет ОЦК решетку с периодом 0,286 нм (при 20-25 °C). Важной особенностью Feα является его ферромагнетизм ниже температуры 768 ºC, называемой точкой Кюри.
Модификация Feγ существует в интервале температур от 911 до 1392 °C, и имеет ГЦК решетку, период которой при 911 °C равен 0,364 нм. ГЦК решетка более компактна, чем ОЦК. В связи с этим при Feα → Feγ объем железа уменьшается приблизительно на 1 %. Feγ парамагнитно.
Углерод существует в двух модификациях: графита и алмаза.При нормальных условиях стабилен графит, алмаз представляет собой его метастабильную модификацию. При высоких давлениях и температурах стабильным становится алмаз. (Это используют при получении синтетических алмазов).
Фазы в сплавах железа с углеродом представляют собой жидкий раствор, феррит, аустенит, цементит и свободный углерод в виде графита.
Феррит (обозначают Ф или α) – твердый раствор внедрения углерода в Feα . Различают низкотемпературный и высокотемпературный феррит. Предельная концентрация углерода в низкотемпературном феррите составляет лишь 0,02 % , в высокотемпературном – 0,1 %. Столь низкая растворимость углерода в Feα обусловлена малым размером межатомных пор в ОЦК решетке. Значительная доля атомов углерода вынуждена размещаться в дефектах (вакансиях, дислокациях). Феррит – мягкая, пластичная фаза со следующими механическими свойствами: σв=300МПа; δ=40%; ψ=70%; KCU=2,5 МДж/v2; твердость – 80-100 HB.
Аустенит (обозначают А или γ) – твердый раствор внедрения углерода в Feγ . Он имеет
ГЦК рещетку , межатомные поры в которой больше, чем в ОЦК решетке , поэтому растворимость углерода в Feγ значительно больше и достигает 2,14% . Аустенит пластичен , но прочнее феррита (160-200 HB) при 20-25 °C.
Цементит (обозначают Ц) – карбид железа (почти постоянного состава) Fe3C, содержит 6,69% C и имеет сложную ромбическую решетку. При нормальных условиях цементит тверд (800 HB) и хрупок. Он слабо ферромагнитен и теряет ферромагнетизм при 210 °C. Температуру плавления цементита трудно определить в связи с его распадом при нагреве. При нагреве лазерным лучом она установлена равной 1260 °C.
Графит – углерод, выделяющийся в железоуглеродистых сплавах в свободном состоянии. Имеет гексагональную кристаллическую решетку. Графит электропроводен, химически стоек, малопрочен, мягок.
Железоуглеродистые сплавы подразделяют на две группы: стали, содержащие до 2,14 % С, и чугуны.