11.3 Експериментальна частина

11.3.1 Обладнання:

• металографічний мікроскоп ММР-4;

• зразки сталі 20Х після цементації;

• зразки сталі 12НХ3А після нітроцементації.

11.3.2 Хід роботи:

Приготувати для металографічного дослідження зразки сталі після цементації і нітроцементації.

За допомогою металографічного аналізу спостерігати мікроструктуру поверхневого шару зразка.

Визначити глибину цементованого шару, для цього слід використати окуляр зі шкалою.

Зарисувати структуру цементованого шару, визначити характерні зони: заевтектоїдну; евтектоїдну; перехідну.

Дослідити структуру поверхневого шару зразка сталі після нітроцементації, вказати основні ділянки, вимірити глибину нітроцементованого шару.

11.4 Контрольні питання

1. Які існують види хіміко-термічної обробки?

2. З яких елементарних процесів складається хіміко-термічна обробка сталі?

3. Які сталі слід надавати цементації?

4. Опішить структуру сталі після цементації.

5. Яка структура поверхневого шару сталі після азотування?

6. Яким чином можливе підвищення твердості і корозійної стійкості поверхневого шару сталі?

7. Внаслідок чого підвищується твердість сталі в поверхневому шарі після цементації?

8. Яка термічна обробка необхідна після цементації, чому?

9. Які сталі слід піддавати азотуванню?

10. Які види металізації поверхневого шару існують? З якою метою застосовуються вони?

Лабораторна робота 12

МІКРОАНАЛІЗ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ

12.1. Мета роботи: за допомогою металографічного аналізу визначити мікроструктуру алюмінієвих сплавів, встановити зв’язок мікроструктури з діаграмою стану

12.2. Теоретичні відомості

Всі алюмінієві сплави в залежності від технології виготовлення з них деталей підрозділяються на деформуючі і ливарні.

Ливарні алюмінієві сплаві називають силумінами, це сплави Al i Si, яки містять 6-13% Si. При вмісту 11,6% Si утворюється евтектика з кристалів твердого розчину Si в Al (α) і кристалів Si – α + Si (рис. 12.1).

Рисунок 12.1 – Діаграма стану Al-Si

Силуміни з вмістом Si близьким до евтектичного складу (10-13%) мають мікроструктуру евтектики (α + Si) і незначну кількості надлишкових кристалів α або Si.

Для підвищення механічних властивостей (пластичності) силуміни модифікують Na (0,01-0,1%). Структура модифікованого силуміну являє твердий розчин Si в Al (α ) і евтектику (α + Si) з дрібними кристалами Si (рис.12.2).

Рисунок 12.2 – Структура силуміну немодифікованого натрієм (а), модифікованого (б)

Деформуючи алюмінієві сплаві підрозділяються на сплави, які зміцнюються термічною обробкою і сплави, які не зміцнюються термічною обробкою.

Алюмінієві сплави, які не зміцнюються термічною обробкою – це сплави алюмінію з марганцем (AMц) і алюмінію з магнієм (АМг). Зміцнення цих сплавів відбувається холодною обробкою тиском (наклепом або нагартовкою).

Алюмінієві сплави, які зміцнюються термічною обробкою (загартування на пересичений твердий розчин і нормальне або штучне старіння) в залежності від хімічного складу поділяються на 4 групи (рис.12.3).

1. Сплави потрійної системи: Al-Mq-Si з добавками міді, марганцю, хрому (авіалі АВ).

2. Сплави потрійної системи: Al-Cu-Mq з добавками марганцю, кремнію, яки називаються дюралюмінами. Діаграма стану Al-CuAl₂, приведена на рис.12.2. Мікроструктура дюралюмінів після відпалу являє α –твердий розчин і зміцнюючи фази (CuAl₂, MgSi, Al₂CuMg).

Рисунок 12.3 – Діаграма стану Al – Cu

3. Сплави високої міцності: Al-Cu-Mq-Zn (В95).

4. Жароміцні алюмінієві сплави (АК4, ВД17). Ці сплави додатково леговані Ni, Fe, Ti.