S P R A W O Z D A N I E

(układ żelazo węgiel)

Wkonać:

1. Narysuj wykres układu żelazo-węgiel.

2. Narysuj 5 próbek struktury ferrytyczno-perlitycznej w zależności od zawartości węgla.

3. Narysuj i określ zawartość perlitu w próbce oglądanej przez mikroskop.

4. Narysuj wykresy przemiany podczas chłodzenia dla zawartości węgla w żelazie 3%, 1,5% i 0,5%

5. zdefiniuj perlit, ferryt, austenit, itp.

AD1.

AD 2.

Struktury ferrytyczno-perlityczne w zależności od zawartości węgla wykazują wzrost perlitu w strukturze wraz ze wzrostem węgla.

0,05%C 0,15%C 0,18%C

0,50%C ponad 50%C

AD 3.

1. Oglądaną próbkę rozpoznano (nr4) i przerysowano.

2. Określenie zawartości węgla na podstawie struktury
Z ilości perlitu i ferrytu w strukturze stali podeutektoidalnych w stanie wolno chłodzonym można obliczyć zawartość węgla w stali. Biorąc pod uwagę, że przy zawartości 0,8% stal posiada strukturę czysto perlityczną, a przy 0% węgla - czysto ferrytyczną, oceniając pod mikroskopem procentowy udział perlitu w strukturze stali, można obliczyć zawartość węgla w stali ze wzoru:

gdzie:	x - zawartość węgla w %,
	P - powierzchnia zajęta przez perlit w %.

Ocena ta jest oczywiście tylko przybliżona, niemniej daje w praktyce cenne usługi. Posługując się tym wzorem należy pamiętać, że odnosi się on tylko do stali węglowych i to tylko w stanie wolno chłodzonym. Również i w stalach nadeutektoidanych z ilościowego udziału cementytu w strukturze można ocenić zawartość węgla w stali, jednak ocena ta jest bardzo mało dokładna i dlatego rzadko stosowana w praktyce.

3. Przystąpiono do określenia % zawartości perlitu za pomocą linijki.

1. Szerokość rysunku próbki wynosi 90mm.

2. Dokonano trzech pomiarów długości perlitu w próbce.

• 
  20mm

• 18mm średnia pomiaru = 19,3mm

• 20mm

Uzyskany odczyt podstawiono do wzoru aby uzyskać powierzchnię w % zajmującą przez perlit w badanej próbce 19,3x 100 : 90 = 21,4% perlitu

Obliczamy zawartość węgla podstawiając do wzoru

X = P:100 x 0,8 = 0,17 %C

Ad 4.

1. 
   5%C L

C

Led (A+C_II)

Temp C_II

Led. Przem (P+C_III)

C_III

5%C czas

4.2 3%C

L

Austenit

Led (A+C_II)

Temp C_II

Led. Przem (P+C_III)

C_III

3%C czas

4.3 1,5%C L

Austenit

Austenit +C_II

Temp C_II

Perlit+C_II

C_III

1,5%C czas

1. 
   0,5%C

L

Austenit

Żelazo α+ Austenit

Ferryt α

Temp Ferryt +Perlit

Perlit+C_III

C_III

0,5%C czas

AD. 5

• Cementyt- jest to węglik żelaza Fe₃ C a zawartość węgla jest stała i wynosi 6,67%.

• C ementyt pierwszorzędowy występuje w stopach o zawartości powyżej 4,3% węgla, podczas krzepnięcia powstają najpierw kryształy cementytu- zawartość węgla maleje wzdłuż DC a po osiągnięciu krzywej temperatury solidus wszystkie przemiany zachodzą w ciele stałym.

• Cementyt drugorzędowy powstaje wskutek zmiany rozpuszczalności węgla w austenicie w miarę obniżania temperatury z 1148⁰ C do 727⁰C.

• Cementyt trzeciorzędowy powstaje wskutek zmiany rozpuszczalności węgla w ferrycie wzdłuż krzywej PQ o zawartości od 0,218 do 0,008% węgla , w miarę obniżania temperatury z 727⁰C do temperatury otoczenia.

• Ferryt - stały międzywęzłowy roztwór węgla w żelazie α, maksymalna rozpuszczalność węgla 0,0218% w temperaturze 727⁰C, w miarę obniżania temperatury rozpuszczalność maleje do wartości 0,008% w temperaturze otoczenia.

• jest najbardziej miękkim składnikiem strukturalnym stopów żelaza, twardość 80HB, wytrzymałość Rm 300Mp.

• Austenit - jest to stały międzywęzłowy roztwór węgla w żelazie γ,maksymalna rozpuszczalność węgla 2,11% w temperaturze 1148⁰C i maleje w miarę obniżania temperatury wzdłuż krzywej ES do zawartości 0,77% w temperaturze 727⁰C. Austenit jest składnikiem strukualnym , nietrwałym poniżej temperatury 727⁰C w wyniku przemiany eutektoidalnej .

• Perlit- jest to mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu drugorzędowego i zawiera 0,77% węgla.

• Ledeburyt- jest mieszaniną eutektyczną austenitu i cementytu pierwszorzędowego , zawartość węgla 4,3%, jest nietrwały, w temperaturze poniżej 727⁰C przechodzi w ledeburyt przemieniony z powodu przemiany austenitu ledeburytycznego w perlit.

• żelazo - stop żelaza z węglem o zawartości węgla do 0,5%

• martenzytem - nazywamy przesycony roztwór stały węgla w żelazie α , który jest produktem przemiany bezdyfuzyjnej.

• Stal - stop żelaza z węglem o zawartości węgla od 0,1 do 1,5%, która była poddana walcowaniu, kuciu (obróbka plastyczna)

Ozn.

%C

Temp.

Ozn.

%C

Temp.

Ozn.

%C

Temp.

D

6,67

1227

J

0,17

1495

Q

0,008

20

A

0

1538

E

2,11

1148

N

0

1394

B

0,53

1495

E'

2,08

1154

P

0,0218

727

C

4,30

1148

G

0

912

S

0,77

727

C'

4,26

1154

H

0,09

1495

S'

0,68

738

---