Вивчення мікроструктури і властивостей

ЛЕГОВАНОЇ СТАЛІ

Мета роботи – вивчити структуру легованих сталей різних класів, експериментально встановити вплив легуючих елементів на деякі властивості сталі.

Короткі теоретичні відомості

Легованою сталлю називається сталь, в яку при виплавці спеціально вводять елементи, що змінюють її властивості і будова. Для легування сталі застосовують, головним чином, елементи, розташовані близько до заліза в періодичній системі і тому що розчиняються в ньому. В основному як легуючі елементи використовують хром, нікель, вольфрам, молібден, ванадій, титан, алюміній, мідь, рідкий – цирконій, ніобій.

Найважливішим є вплив легуючих елементів на температуру поліморфних перетворень заліза, на механічні властивості фериту, на фазу карбіду; вони уповільнюють всі дифузійні перетворення в сталі, подрібнюють зерно (окрім марганцю), зменшують вміст вуглецю в перліті (зсовують вліво точки діаграми стану «залізо-цементит»), стабілізують аустеніт, що переохолоджує.

У справжній роботі на основі вивчення мікроструктури експериментально встановлюється:

- вплив легуючих елементів на величину зерна сталі;

- вплив легуючих елементів на вміст вуглецю в перліті;

- вплив легуючих елементів на прогартовуваність сталі.

Матеріали, устаткування і приладдя

Для виконання роботи необхідні: колекція мікрошліфів, мікроскоп, спирт, вата, фільтрувальний папір, 4%-й спиртний розчин азотної кислоти.

Хід роботи

Дослідження впливу легуючих елементів на величину зерна сталей 40, 40Х і 40ХН

Сталі 40, 40Х і 40ХН, містять однакову кількість вуглецю (0,40%), але відрізняються тим, що в другій додатково міститься 1% Сr, а в третій – 1% Cr і 1% Ni.

Оцінити розміри зерна перліту сталей 40, 40Х, 40ХН шляхом порівняння спостережуваної структури із стандартною шкалою.

Замалювати структури, що спостерігаються, і порівняти досліджувані сталі за величиною зерна після однакової термічної обробки – нормалізації.

Дослідження впливу легуючих елементів

на вміст вуглецю в перліті (положення точки S

на діаграмі стану «залізо-цементит»)

Цей розділ роботи виконується на відпалених зразках сталей 40, 40Х, 40ХН і 40ХНМА. На представлених мікроструктурах оцінити візуально площу, займану перлітом. За даними оцінки площі, знаючи, що в досліджуваній сталі міститься 0,4% С, визначити вміст вуглецю в перліті досліджуваних сталей з пропорцій:

0,4% – П%;

Х% – 100%,

тоді Х = 0,4•100/П,

де: X – шуканий вміст вуглецю в перліті досліджуваної сталі;

П – площа, яку займає перліт у мікроструктурі досліджуваної сталі.

Розглядаючи послідовно мікрошліфи сталей 40, 40Х, 40ХН і 40ХНМА, можна одержати уявлення про вміст вуглецю в перліті сталі, що містить різну кількість легуючих елементів. Результати досліджень записати в таблицю 6.1.