Тема: Изучение структур железоуглеродистых сплавов по диаграмме железо – углерод

Цель работы:

Проанализировать сплавы заданной концентрации углерода по диаграмме и описать процессы, которые происходили в сплаве при его медленном охлаждении.

Вопросы для повторения:

1. Какое назначение имеет диаграмма Fe – C?

2.Какие структуры могут иметь железоуглеродистые сплавы?

Ход работы:

Найти на оси точку, которая соответствует данной концентрации углерода

Провести вертикальную линию через эту точку до линии солидус.

Определить структуры, которые пересекает вертикальная линия

Точки пересечения обозначить цифрами и дать описание аллотропических превращений в каждой точке пересечения

Определить структурные составляющие сплава в этих точках

вариант
% содержания С	0,3	0,5	0,8	1,0	1,2	1,4	1,7	1,9
2,2	2,4	2,7	3,1	3,5	4,0	4,3	4,5

вариант
% содержания С	2,0	0,6	2,14	1,3	0,4	1,8	2,3	1,5
4,7	5,0	5,2	5,5	5,7	6,3	6,0	6,7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Тема: Изучение микроструктур железоуглеродистых сплавов под микроскопом в равновесном состоянии

Цель работы:

Научиться работе с микроскопом, научиться производить микроанализ различных сплавов в равновесном состоянии.

Вопросы для повторения:

Для чего необходимо знание диаграммы железо – углерод?

Какие железоуглеродистые сплавы называется чугуном и сталью?

Какие могут быть структуры у железоуглеродистых сплавов?

Ход работы:

К железоуглеродистым сплавам относятся сталь и чугун.

Сталь-железоуглеродистый сплав с содержанием углерода менее 2,14 %.

Сталь с содержанием углерода до 0,025% имеет ферритную структуру и называется техническим железом. В доэвтектоидных сталях с содержанием углерода до 0,8% -микроструктура состоит из феррита и перлита. В эвтектодных сталях с содержанием углерода 0,8% -перлитная структура. Заэвтектоидные стали имеют перлитно-цементитную структуру.

Основной структурой закаленной стали является структура мартенсита.

Мартенсит ~ пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе. Мартенсит имеет характерное игольчатое строение.

Чугун - железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2,14%.

Чугуны делятся на не графитизированные (белые), половинчатые и графитизированные (серый, ковкий, высокопрочный).

В белых чугунахвесь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. В половинчатых чугунах связанного углерода больше, чем требуется для. образования перлитной структуры металлической основы, но меньше общего количества углерода. Следовательно, часть углерода в половинчатых чугунах находится в свободном состоянии, т.е. в виде графита

В сером чугунеуглерод находится в свободном состоянии в виде пластин. При рассмотрении микрошлифа ковкого чугунахорошо видны включения хлопьевидного графита (углерода отжига). У высокопрочныхчугунов хорошо видны включения шаровидного графита.

Задание: изучить микроструктуры сталей и чугунов;

1) схематически зарисовать в квадратах 40 × 40 каждую микроструктуру;

2) под каждой зарисованной микроструктурой дать подпись с указание наименования сплава, ее химического состава;

3) на каждой зарисованной микроструктуре указать стрелками различные фазы и структурные составляющие с обозначением их наименования

СТАЛЬ

		Мартенсит закалки Мартенсит с трооститом Ст. 20ХГ ×500 Ст. 20ХГ ×500 Закалка 1050оС закалка 950оС на масло
	Феррит С-0,03% Пластинчатый перлит Зернистый перлит ×100 С - 0,45% ×500 С - 0,8% ×500
		Перлит и цементит С -1,2% Аустенит ×500 Цементит – белая сетка

ЧУГУН

	Белый чугун С-3,3% ×300 Ковкий чугун ×300 Ледебурит и перлит

Серый чугун Модифицированный чугун Перлитный ×150 шаровидный углерод ×150

Антифрикционный чугун ×500

Высокопрочный чугун Ковкий чугун ферритный ферритно-перлитный ×100 ×100

1 – доэвтектический – перлит и ледебурит ×500 2 – эвтектический ледебурит (цементит-светлый, перлит-тёмный ×1000 3 – заэвтектический – цементит (светлый) и ледебурит ×500     СЕРЫЙ ЧУГУН

Ферритный ×500 Ферритно-перлитный перлитный ×500

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Тема: ТЕРМООБРАБОТКА. ВЫБОР РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ.

Цель работы: научиться определять по диаграмме железо - углерод температуру закалки, нормализации, отжига и время обработки.

Вопросы для повторения:

1. С какой целью проводят термообработку стали при производстве деталей?

2. Что такое закалка металла?

3. Что называется отжигом? Какие есть разновидности отжига?

4. Что называется процессом нормализации?

Описание работы

Цель любого процесса термической обработки состоит в том, чтобы нагревом до определенной температуры и последующим охлаждением вызвать желаемое изменение строения металла.

Основные факторы воздействия при термической обработке: температура и время.

Термическая обработка в зависимости от структурного состояния, получаемого в результате ее применения, подразделяют на отжиг, закалку и отпуск.

Отжигомназывается процесс термической обработки, заключающийся в нагреве стали до определенной температуры, выдержке и последующем, как правило, медленном охлаждении (в печи).

Отжиг первого рода - фазовых превращений не происходит (уменьшающий напряжения).

Отжиг второго родахарактеризуется фазовыми превращениями (перекристаллизация). Различают отжиг второго рода; полный, неполный, изотермический, нормализационный (нормализация).

При полном отжигедоэвтектоидную сталь нагревают до температуры на 20 - 30°С выше линии GS диаграммы железо - углерод (заэвтектоидную сталь полному отжигу не подвергают).

Неполному отжигуподвергают заэвтектоидную и эвтектоидную сталь.

Нормализационный отжиг (нормализация)заключается в нагреве выше линии SЕ на 20 - 30°С с последующим охлаждением на воздухе.

0 0,8% С→