
- •Металловедение углеродистых сплавов
- •Лабораторная работа № 1
- •3.2. Построение диаграмм состояния
- •3.3. Анализ диаграмм состояния
- •IV – ;V – .
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2
- •Приготовление микрошлифов
- •Металлографический микроскоп
- •Конструкция микроскопа мим-7
- •Определение величины зерна
- •Определение балла неметаллических включений
- •4. Система железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод
- •Двухфазные составляющие
- •5. Структура углеродистой стали в равновесном состоянии
- •Сплав 4. Эвтектоидная сталь.
- •Сплав 3. Доэвтектоидная сталь.
- •З Рис.4.4 4ависимость механических свойств стали от содержания углерода
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Содержание отчета
- •8. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •Серые чугуны
- •Применение серых чугунов
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •3.2. Влияние температуры рекристаллизации на структуру и свойства холоднодеформированных металлов
- •II – первичная рекристаллизация, III – рост зерна
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 7
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 8
- •V1 – отжиг при непрерывном охлаждении;
- •V2 – охлаждение при изотермическом отжиге;
- •V3 – охлаждение при нормализации.
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Контрольные вопросы
Конструкция микроскопа мим-7
Микроскоп МИМ-7 (рис. 1) состоит из трех основных частей: осветителя, корпуса и верхней части.
Рис. 1. Общий вид микроскопа МИМ-7
Осветитель имеет фонарь 1, внутри кожуха которого находится лампа. Центрировочные винты 2 служат для совмещения центра нити лампы с оптической осью коллектора
Корпус II микроскопа. В корпусе микроскопа находятся: диск 3 с набором светофильтров; рукоятка 4 переключения фотоокуляров; посадочное устройство для рамки 5 с матовым стеклом или кассеты с фотопластинкой 9х12 мм; узел апертурной диафрагмы, укрепленной под оправой осветительной линзы 6; кольцо с накаткой 7, служащее для изменения диаметра диафрагмы; винт 8, вращением которого смещается диафрагма для создания косого освещения; винт 9 для фиксации поворота апертурной диафрагмы.
Верхняя часть Ш микроскопа имеет следующие детали:
Иллюминаторный тубус 10, в верхней части которого расположено посадочное отверстие под объектив. На патрубке иллюминаторного тубуса расположена рамка с линзами 11 для работы в светлом и темном поле и рукоятка 12 для включения диафрагмы 24 при работе в темном поле; под кожухом 13 - пентапризма. В нижней части кожуха 13 расположены центрировочные винты 4 полевой диафрагмы, диаметр которой изменяют при помощи поводка 15. Под конусом полевой диафрагмы находится фотозатвор 16.
Определение величины зерна
Размер кристаллических зерен определяется на протравленным микрошлифе. Величина зерна – один из факторов, влияющих на свойство сплавов. С укрупнением зерна понижаются ударная вязкость и прочность металлов и сплавов.
Величина зерен под микроскопом определяется двумя методами: визуальной оценкой и непосредственным подсчетам числа зерен на единице площади шлифа. Размер зерна оценивается соответствующим номером при общем увеличении микроскопа х100 (ГОСТ 5630-69).
Определение балла неметаллических включений
Неметаллические включения изучают на зеркальной непротравленной поверхности при увеличении х100. Тип неметаллических включений, их балл, площадь, занимаемая включениями, определяется по шкале ГОСТ 1778-57.
4. Система железо-углерод. Диаграмма состояния железо-углерод
Система железо углерод имеет следующие фазы: жидкость, феррит, аустенит, цементит, графит.
В жидком состоянии железо и углерод имеют неограниченную растворимость друг в друге.
Феррит. Существуют две разновидности феррита – низкотемпературный -феррит и высокотемпературный -феррит.
Низкотемпературный -феррит (феррит) – твердый раствор внедрения углерода в -железо, которое имеет объемно-центрированную кубическую решетку (ОЦК решетка). Предельная растворимость углерода в феррите равна 0,02% при 723С (точка Р на диаграмме Fe-C). При понижении температуры растворимость углерода в феррите уменьшается и при 20С равна 0,01% (точка Q).
Феррит мягок (твердость по Бринеллю 70-80 ед.), обладает большим относительным удлинением (до 40%). Под микроскопом феррит выглядит в виде светлых однородных зерен.
Высокотемпературный -феррит – твердый раствор внедрения углерода в -железо которое имеет ОЦК решетку. Максимальная растворимость углерода в -феррите равна 0,01% при 1492С (точка Н).
Аустенит – твердый раствор внедрения углерода в -железо которое имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК решетка). Максимальная растворимость углерода в аустените равна 2% при 1130С (точка Е). При температуре 723С аустенит содержит 0,8% углерода (точка S).
Цементит – химическое соединение углерода с железом – карбид железа Fe3C содержащий 6,67% C имеет сложную ромбоэдрическую решетку с плотной упаковкой атомов. Цементит обладает высокой твердостью (твердость по Бринеллю 800 ед.) и хрупкостью. Цементит является метастабильной фазой, т. е. при нагревании до высокой температуры он становиться нестабильным и распадается на стабильные фазы аустенит и графит.
По структуре цементит различают:
Первичный Ц – кристаллизуется из жидкости при температуре, соответствующей линии СД. Под микроскопом наблюдается в виде светлых пластин (альбом).
Вторичный Ц – образуется при выделении углерода из аустенита при понижении температуры, от 1130 до 723°С (линия ЕS). Под микроскопом в сталях с содержанием более 0,8% С цементит вторичный наблюдается в виде сетки по границам зерен (рис. 2д, альбом).
Третичный Ц – образуется при выделении углерода из феррита при температурах ниже 723°С. Хорошо наблюдается в сталях с содержанием 0,01…0,02% С в виде отдельных островков по границам зерен феррита (рис. 2б, альбом).
Графит – углерод в свободном состоянии, является стабильной фазой.