Atkaitintų anglinių plienų mikrostruktūros tyrimas

2 laboratorinis darbas. Darbo tikslas: Susipažinti su atkaitintų anglinių plienų mikrostruktūromis. Išmokti analizuoti anglinių plienų mikrostruktūrą ir savybės. Paskaičiuoti pagal struktūrą anglies kiekį pliene. Bendros teorinės žinios. Užduotys. Paruošti anglinio plieno mikrošlifą. Išėsdinti mikrošlifą ir nupaišyti jo mikrostruktūrą (padidinimas 100 - 300 kartų). Nustatyti plieno mikrostruktūros sudedamąsias ir jas įvertinti pagal užimamus plotus procentais. Paskaičiuoti anglies kiekį pliene. Įvertinti tiriamojo plieno (pagal struktūrą ir anglies kiekį) savybės. Paruošti ataskaitą. Įrenginiai ir medžiagos. Darbo eiga. Darbo rezultatai. Išvados.

Darbo tikslas
Susipažinti su atkaitintų anglinių plienų mikrostruktūromis. Išmokti analizuoti anglinių plienų mikrostruktūrą ir savybės. Paskaičiuoti pagal struktūrą anglies kiekį pliene.
Bendros teorinės žinios
Angliniais plienais vadinami geležies-anglies lydimai, turintys iki 2,14 % C. Be geležies ir anglies plienuose visada būna nedideli kiekiai Si, Mn, Cr, Ni, S, P ir kitų priemaišų. Atkaitintų anglinių plienu mikrostruktūras bei jų kitimą kintant temperatūrai, parodo Fe - C lydinių būsenos diagramą. Ši diagrama apima geležies ir anglies lydimus, turinčius nuo O iki 6,67 % C.
Geležis - blizgantis, pilkšvas, tąsus ir kalus metalas. Jis gana sunkus - 7,87 g/cm3 . Lydimosi temperatūra 1539° C. Yra geležies dviejų pagrindinių alotropinių atmainų: a Fe - turi kubinę centruotojo tūrio gardelę iki 911 C temperatūroje ir aukštesnėje kaip 1392 C temperatūroje, ir y Fe - kubinę centruotojo paviršiaus gardelę temperatūroje nuo 911° C iki 1392° C. Iki 769° C (geležies Kiuri taškas ) geležis magnetinė. Nemagnetinė a Fe atmaina (nuo 769° C iki 911° C ) kartais žymima ß Fe. Aukšta temperaturinė α Fe (nuo 1392° C iki 1539° C ) žymima δ Fe. Geležies mechaninės sąvybes priklauso nuo jos grynumo. Techniškai grynoje geležyje yra iki 0,1% priemaišų ( C iki 0,01% ). Tokios geležies kietumas apie 80 HB, tempimo stiprumo riba apie 250 MPa, santykinis pailgėjimas apie 50%.
Anglis - nemetalas. Pagrindinė stabili kristalinė atmaina - grafitas. Išlydyta geležis su anglimi sudaro vienalytį skystąjį tirpalą, kuriam kristalizuojantis gali susidaryti keturios fazės: anglies kietieji įterpimo tirpalai geležyje (austenitas ir feritas), cheminis junginys Fe3C (cementitas) ir struktūriškai laisvas grafitas (būdingas ketui).
Austenitas - anglies kietasis tirpalas γ geležyje (turi KCP gardelę). Žemesnėje temperatūroje lėtai aušinamas austenitas skyla į kitas fazes. Austenitas plastiškas, žemos takumo ribos, vidutinio kietumo 160 - 180 HB, paramagnetinis. Jis gali susidaryti kristalizuojantis skystajam tirpalui, taip pat alotropiškai keičiantis geležies gardelei jau sukietėjusiame metale.
Feritas - anglies kietasis įterpimo tirpalas α geležyje (KCT gardelė). Yra trys ferito atmainos: aukštatemperatūris, nemagnetinis ir magnetinis. Jos atitinkamai žymimos δ Fe (C), β Fe (C) ir α Fe (C). Pagrindinė ferito atmaina susidaro austenitui alotropiškai keičiantis 911-727°C temperatūroje. Feritas - minkšta plastiška fazė. Jos tempimo stiprumo riba apie 250 MPa, kietumas apie 80-100 HB, santykinis pailgėjimas apie 40-50%, smūginis tąsumas apie 2,5 MJ/m2.
Perlitas - eutektoidinys ferito ir cementito mišinys, pusiausvyros sąlygose turi 0,8% C (0,765% C), susidaro auštant austenitui temperatūroje žemesnėje nei 727° C. Perlito mechaninės savybės priklauso nuo ji sudarančių ferito ir cementito plokštelių storio. Normalaus storio ( 0,5 - 1,0 mikrometro) plokštelių perlito, kuris susidaro lėtai aušinant, kietumas 180 -220 HB, tempimo stiprumo riba 800 - 900 MPa, santykinis pailgėjimas - iki 16%. Plokštelinis perlitas būdingas maža angliniam plienui, o grūdelinis - legiruotam plienui. Grūdelinis perlitas yra šiek tiek minkštesnis (170 HB). ...