5.2 Материалы и принадлежности

• Коллекция микрошлифов различных видов чугунов и контрольные образцы.

• Фотографии микроструктур и схемы их зарисовок.

• Микроскопы.

5.3 Порядок выполнения работы

5.3.1 Просмотреть коллекцию микрошлифов различных марок чугунов, сравнить структуру с прилагаемыми микрофотографиями. Обратить внимание на цвет, форму, размер отдельных структурных составляющих.

5.3.2 В кругах диаметром 35 – 40 мм или квадратах со стороною 30 – 35 мм зарисовать микроструктуры различных видов чугунов (отдельные структурные составляющие указать стрелками, а справа от микроструктуры дать описание видимого в микроскоп изображения). Указать, какую форму включений графита имеет серый, высокопрочный и ковкий чугун, и как её получить. Указать, какую металлическую основу могут иметь чугуны (серые, ковкие и высокопрочные).

5.3.3 Изучить структуру двух контрольных образцов. По структуре определить вид чугуна (белый, серый, и т.д.) и его металлическую основу.

5.4 Оформление отчета

5.4.1. Просмотр коллекции микрошлифов

Белый чугун – … (дать определение).

Микроструктура (доэвтектического, эвтектического или заэвтектического):

Указать структурную группу, дать определение каждой

из структурных составляющих.

Формы включений графита (непротравленные образцы):

серый чугун высокопрочный чугун ковкий чугун

5.4.2 Микроструктура контрольных образцов

Зарисовать микроструктуру двух образцов, описать её (металлическую основу, включения графита), определить вид чугуна (например, серый перлитный, ковкий ферритный и т.п.). Марку чугуна установить по структуре, пользуясь таблицей А.3; расшифровать марку.

Подробно описать способ получения данных видов чугунов.

5.5 Контрольные вопросы

1. Какие сплавы называют чугунами (их состав)?

2. В каком виде присутствует углерод в чугунах?

3. Какой чугун называют белым? На какие группы делят белый чугун по структуре?

4. Какой процесс называется графитизацией? Какие факторы способствуют графитизации?

5. От чего зависит металлическая основа чугуна?

6. Способ производства и структура высокопрочных чугунов.

7. Способ производства и структура ковких чугунов.

Лабораторная работа № 6 исправление микроструктуры перегретой доэвтектоидной стали

Цель работы: изучить микроструктуру перегретой стали и возможность исправить её отжигом или нормализацией.

6.1 Теоретические сведения

Перегретой называется сталь с крупным зерном аустенита в нагретом состоянии и грубой ферритно-перлитной структурой в охлажденном. Перегрев можно исправить термической обработкой. В основе исправления структуры лежат фазовые превращения, протекающие в стали при нагреве и охлаждении.

6.1.1 Фазовые превращения в стали

Превращение перлита (ферритно-цементитной смеси) в аустенит. Оно протекает при нагреве любой стали выше точки А_с1 хотя бы на один градус. Кроме того, при дальнейшем нагреве в доэвтектоидных сталях в интервале температур А_с1 – А_с3 в аустените растворяется избыточный феррит. Выше точки А_с3 стали находятся в однофазном аустенитном состоянии. Причем чем выше температура, тем крупнее получается аустенитное зерно. Для получения мелкого аустенитного зерна сталь необходимо нагревать всего на 30 - 50 ^оС выше точки А_с3 (рисунок 6.1).

Превращение аустенита в перлит. Этот процесс происходит в верхнем температурном интервале (А_с1 – 550 ^оС) диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита. Например, при скоростях охлаждения V₁ и V₂ аустенит распадается с образованием перлитных структур в интервале температур ас и а'с' соответственно (см. рисунок 6.1).

Следует иметь в виду, что чем выше скорость охлаждения, тем ниже температурный интервал распада аустенита, дисперснее и тверже получается смесь феррита и цементита. Продукты распада аустенита (перлит, сорбит, тростит) имеют пластинчатое строение и отличаются друг от друга степенью дисперсности пластин феррита и цементита.

а – схема изменения структуры стали; б – схема диаграммы «железо – цементит»; в – диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита; кривая 1 – охлаждение с печью (отжиг); кривая 2 - охлаждение на воздухе (нормализация). Рисунок 6.1 – Формирование структуры стали