МАТВЕЛ_ЛАБА3

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физической химии

отчет

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Материаловедение»

Тема: Анализ микроструктуры сталей И ЧУГУНОВ

Студентка гр. 3502
Преподаватель		Завьялова А.Ю.

Санкт-Петербург

2025

Цель работы:

Изучить микроструктуры железоуглеродистых сплавов. Научиться по микроструктуре определять вид железоуглеродистого сплава.

Оборудование и реактивы:

- набор образцов стали;

- электронный микроскоп;

Теоретическая часть

Состав стали определяет её микроструктуру. Термин «микроструктура» относится к распределению зерен в стали. Описание микроструктуры включает такие понятия как размер и форма зерна, а также идентификацию микроскопических составляющих, которые присутствуют в стали. Микроструктуру определяют главным образом с помощью оптического микроскопа путем осмотра полированной и травленой поверхности стали.

Каждый микроскопический компонент стали имеет под микроскопом характерный вид, что позволяет оценивать и анализировать микроструктуру.

Микроструктура доэвтектоидных сталей — углерода менее 0,77 % — обычно представляют собой массивы перлитных зерен с ферритом по границам зерен.

Заэвтектоидные стали — содержание углерода более 0,77 % — содержат перлитные зерна с цементитом по границам зерен.

В доэвтектоидных сталях с содержанием углерода менее 0,2 % доминирующим компонентом микроструктуры становятся зерна феррита с перлитом, который различным образом распределяется между ферритом.

Рисунок 1 – Диаграмма железо-углерод

Используемые формулы

- процентное содержание углерода в доэвтектоидной стали

- процентное содержание углерода в заэвтектоидной стали

Обработка результатов

Образец 1: Доэвтектоидная сталь с перлитными зернами.

Р исунок 2 – Фотографии образца с увеличениями 4,10,20,40 раз соответственно с подписанными структурными и фазовыми составляющими.

Определение процентного соотношения между структурными составляющими и между фазами:

Рисунок 3 –Площадь перлита.

Расчет содержания углерода в образце:

Рисунок 4 – Оценка размеров зерен феррита.

Рисунок 5 – Оценка размеров зерен феррита.

Образец 2: Серый чугун на ферритной-перлитной основе.

Рисунок 6 – Фотографии образца с увеличениями 4,10,20,40 раз соответственно с подписанными структурными и фазовыми составляющими.

Определение процентного соотношения между структурными составляющими и между фазами:

Рисунок 7 –Площадь перлита и графита.

Рисунок 8 –Площадь феррита.

Рисунок 9 – Оценка размеров зерен феррита.

Рисунок 10 – Оценка размеров зерен феррита.

Форма графитных включений: пластинчатая.

Образец 3: Высокопрочный чугун на ферритной основе.

Рисунок 11 – Фотографии образца с увеличениями 4,10,20,40 раз соответственно с подписанными структурными и фазовыми составляющими.

Определение процентного соотношения между структурными составляющими и между фазами:

Рисунок 12 – Площадь феррита.

Рисунок 13 – Площадь графита.

Форма графитных включений: Шаровидная.

Образец 4: Заэвтектоидная сталь с перлитными зернами и вторичным цементитом.

Рисунок 14 – Фотографии образца с увеличениями 4,10,20,40 раз соответственно с подписанными структурными и фазовыми составляющими.

Определение процентного соотношения между структурными составляющими и между фазами:

Перлит

Цементит

Расчет содержания углерода в образце:

Оценка размера зерен перлита:

Образец 5: Белый заэвтектический чугун.

Определение процентного соотношения между структурными составляющими и между фазами:

Ледебурит

Цементит

Образец 6: Заэвтектоидная сталь с перлитными зернами.

Перлит

Цементит

Расчет содержания углерода в образце:

Оценка размера зерен перлита:

Выводы

Состав сплава системы железо-углерод влияет на микроструктуру стали, исследуя микроструктуру сталей, можно приблизительно определить процентное содержание углерода в нём, что важно для оценки механических характеристик сплава.