- •Рыбинская государственная авиационная технологическая академия
- •Кафедра «Материаловедение, литье и сварка» Методические указания к лабораторной работе «Микроскопический анализ. Карбидная неоднородность быстрорежущих сталей»
- •1. Основные определения
- •2. Содержание и порядок выполнения работы
- •3. Приготовление микрошлифов
- •Пересчет баллов зерна при различных увеличениях оптического микроскопа
- •Размер зерна по гост 5639-82*
- •Образец записи результатов измерений
Образец записи результатов измерений
№ измерения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Размер зерна в делениях |
5 |
4 |
6 |
8 |
7 |
4 |
5 |
2 |
6 |
8 |
средний размер в делениях – 5,5 дел
(цена деления 10 мкм)
средний размер зерна 105,5 = 55 мкм
средняя площадь зерна 552 = 3025 мкм2
балл зерна – 3,5
Полученная площадь зерна 3025 мкм2 3000 мкм2. Поэтому оценить балл зерна можно как 5,5.
Если площадь зерна подсчитать как площадь круга, то получим 2375 мкм2 ~ 2500 мкм2, что соответствует наименьшей площади балла 5 и наибольшей площади балла 6. Отсюда следует, что балл зерна определяется, как 5,5.
6. Оценка карбидной неоднородности быстрорежущей стали
Быстрорежущая сталь применяется для изготовления режущего инструмента. К структуре быстрорежущей стали предъявляется ряд требований и, в частности, требуется равномерное распределение карбидов. Карбидная неоднородность оказывает существенное влияние на прочностные свойства деформированной стали. По мере увеличения балла карбидной неоднородности механические свойства быстрорежущей стали ухудшаются. Это приводит к снижению стойкости инструмента в результате выкрашивания режущей кромки. Оценка карбидной неоднородности сталей производится по микрошлифам образцов, взятых от прутков стали в состоянии закалки с последующим высоким отпуском. Определение балла карбидной неоднородности по ГОСТ 3952-82* производится визуально, сравнением наблюдаемой в микроскоп структуры при увеличении 100 с эталонной 10-балльной шкалой (рис. 2). Баллы 1–3 соответствуют равномерному распределению карбидов.
Проверьте увеличение микроскопа – должно быть 100. Поставьте на предметный столик образец быстрорежущей стали. Определите балл карбидной неоднородности стали, сравнивая микроструктуру исследуемого образца с эталонными структурами стандартной шкалы (карбиды располагаются в виде светлых округлых выделений на темном фоне).
Зарисуйте микроструктуру и дайте соответствующую подпись к рисунку: «Микроструктура быстрорежущей стали, карбидная неоднородность – балл…, увеличение 100».
|
|
Балл 1 |
Балл 2 |
|
|
Балл 3 |
Балл 4 |
|
|
Балл 5 |
Балл 6 |
|
|
Балл 7 |
Балл 8 |
|
|
|
|
Балл 9 |
Балл 10 |
Рис. 2. Шкала карбидной неоднородности быстрорежущих сталей, х100
7. Определение формы, размера и распределения графитовых включений
Серый чугун является самым распространенным литейным сплавом на основе железа. Комплекс механических и служебных свойств чугуна очень сильно зависит от формы, размера, количества и распределения графита – основной структурной составляющей сплава. Различная форма графита лежит в основе классификации видов серого чугуна. Для удобства работы и обеспечения единообразия оценок разработана система эталонных структур, приведенных в ГОСТ 3443-87. Идентификация структуры производится путем сравнения ее с эталонными структурами при регламентируемом увеличении (рис. 3 , 4)
Установите на микроскопе необходимое увеличение путем смены окуляра. Рассмотрите поочередно два образца с различной формой графита. Образцы не протравлены, поэтому кроме графита никакие структурные составляющие не выявлены. Определите форму графита (Гф...) размер включений (Граз...) и их распределение (Гр...). Зарисуйте микроструктуры образцов и сделайте соответствующие подписи. Например: «Микроструктура серого чугуна: пластинчатый прямолинейный графит ГФ1; размер включений Граз45; распределение неравномерное Гр2; увеличение 100».
|
|
| |||
Металлическая матрица
|
Пластинчатый графит |
Металлическая матрица |
Пластинчатый графит |
Металлическая матрица |
Пластинчатый графит |
|
|
|
а б в
Рис. 3. Серый чугун, включения пластинчатого графита, х100:
а – прямолинейные; б – средней завихренности; в – завихренные
|
|
| |
Шаровидный графит Феррит
|
Шаровидный графит |
Перлит Феррит |
Шаровидный графит Перлит |
|
|
|
Рис. 4. Высокопрочный чугун, х100:
верхний ряд – схема микроструктуры чугуна;
нижний ряд – микроструктура чугуна.
8. Содержание отчета
Определение микроанализа и перечень задач, которые он решает.
Краткое описание процесса приготовления микрошлифа.
Основные характеристики оптической системы металлографического микроскопа.
Зарисовка микроструктуры двух образцов железа с разным размером зерна. Указать балл зерна, определенный визуально.
Таблица с результатами измерений размеров зерна с помощью окулярмикрометра; расчет средней площади зерна, определение балла зерна.
Зарисовка микроструктуры быстрорежущей стали и указание балла карбидной неоднородности.
Зарисовка микроструктуры чугуна с указанием характеристик графита.