Początek

Skrypty Ciekawe strony  

Zaliczanie

   
 

Ekspertyza metalograficzna - określenie własności stali

 zależnych od budowy wewnętrznej

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się wpływu struktury na własności mechaniczne stali.

 

II. Wiadomości uzupełniające.

 

Struktury i własności stali.

Odpowiednią, stosowną do przeznaczenia wyrobów strukturę stali osiąga się jako wynik 

odpowiedniego składu chemicznego, obróbki cieplnej, ewentualnie obróbki plastycznej na 

zimno. Wpływ na własności stali mają przede wszystkim dwa czynniki: rodzaj struktury i 

wielkość ziarna.

Wiadomo powszechnie, że głównie drobnoziarnistość struktury stali wpływa na polepszenie 

jej własności mechanicznych. Struktury dendrytyczne, globulityczne, występujące w stali lub 

staliwie w stanie surowym bądź po niewłaściwej obróbce cieplnej ( przegrzanie ), 

charakteryzują duże wymiary ziarn. Struktury te wykazują mniejszą wytrzymałość oraz gorsze 

własności mechaniczne w porównaniu ze strukturą drobnoziarnistą. Dopiero przez 

odpowiednią obróbkę cieplną: jedno - lub dwukrotne normalizowanie można otrzymać 

strukturę drobnoziarnistą lub siatkową o drobnym ziarnie i wymaganych własnościach 

mechanicznych.

Własności mechaniczne, a głównie wytrzymałość, zależą również od ilości perlitu w strukturze 

stali. Składniki stopowe powodują przesunięcie punktu eutektoidalnego w stronę niższych 

zawartości węgla, a co za tym idzie zwiększają ilość perlitu w strukturze. Ważny wpływ na 

zawartość perlitu ma też szybkość chłodzenia po wyżarzeniu. Stal chłodzona szybko ma 

zwiększoną ilość perlitu i odpowiednio wyższą wytrzymałość w porównaniu ze stalą o 

identycznym składzie chemicznym, ale studzoną powoli.

Podobne własności mają stale o strukturze ferrytycznej. Przy wolnym chłodzeniu stale 

eutektoidalne wykazują duże ziarno o budowie grubopłytkowej. Zwiększenie szybkości 

chłodzenia nadaje stali drobnoziarnistość, co powoduje poprawę własności mechanicznych. 

Podczas pobierania próbek do badania należy pamiętać o tym, że wytrzymałość i własności 

plastyczne zależne są również od kierunku pobrania próbek. Najlepsze własności wykazują 

próbki pobrane równolegle do kierunku walcowania. Kierunek walcowania można stwierdzić 

obserwując przebieg pasemek w strukturze ( teksturę ).

 

Struktura i własności żeliwa.

 

Podstawowym składnikiem decydującym o własności żeliwa jest węgiel, występujący w 

stanie wolnym lub jako cementyt. Cementyt jest bardzo twardym i kruchym składnikiem, 

zatem żeliwo, które zawiera dużo cementytu, jest również bardzo twarde i kruche. Ma ono 

przełom srebrzysty i dlatego nazywamy je żeliwem białym. Struktura żeliwa białego powstaje 

podczas chłodzenia szybkiego. Grafit występuje w żeliwie zwykle w postaci płatków 

stanowiących nieciągłości metaliczne. Ze wzrostem ilości i wielkości płatków grafitu obniża się 

wytrzymałość żeliwa, a wzrasta jego kruchość. Żeliwo zawierające grafit ma przełom szary i 

nazywamy je żeliwem szarym. Istotny wpływ na wystąpienie w żeliwie węgla w postaci grafitu 

ma krzem, im więcej krzemu, tym więcej w żeliwie występuje grafitu. Drugim takim 

czynnikiem jest szybkość chłodzenia, im wolniej chłodzi się dany odlew lub im grubsze ma on 

ścianki, tym w żeliwie występuje więcej grafitu.

 

III. Przebieg ćwiczenia.

1.Zmierzyć twardość próbki stalowej o określonej mikrostrukturze i składzie chemicznym.

2.Zmierzyć twardość próbki stalowej o innej mikrostrukturze lecz o tym samym składzie 

chemicznym.

3.Określić wielkość ziarna próbek 1 i 2 oraz porównać wyniki.

4.Porównać struktury próbek z żeliwa szarego zwykłego, modyfikowanego i sferoidalnego.

5.Zbadać twardość wszystkich trzech próbek.

6.Zestawić i porównać wyniki.

 

IV. Uwagi do sprawozdania.

 

1.Naszkicować poszczególne mikrostruktury.

2.Opisać własności mechaniczne badanych próbek stali węglowych i żeliw szarych na 

podstawie ich struktury, oraz twardości.

3.Wyniki zestawić w tabelkach.