Марка 20 40 60 80

Содержание углерода, % 0,2 0,4 0,6 0,8

Площадь перлита, % 25 50 75 100

Площадь феррита, % 75 50 25 0

Структура эвтектоидной стали (С = 0,8 %) после отжига состоит полностью из перлита, который в зависимости от термической обработки может быть пластинчатым (рис. 5.2, в) или зернистым. Твердость и предел прочности на растяжение эвтектоидной стали выше, чем доэвтектоидной, а пластичность ниже.

Структура заэвтектоидной стали (С > 0,8 %) состоит из перлита и вторичного цементита. В зависимости от вида термической обработки вторичный цементит может наблюдаться на микрошлифе в виде светлых, небольших по величине зерен, либо в виде светлой сетки по границам зерен перлита (рис.7.2, г).

Количество вторичного цементита в структуре заэвтектоидной стали невелико и увеличивается с увеличением содержания углерода в ней. Наличие в структуре стали цементита приводит к значительному повышению ее твердости и снижению пластичности по сравнению с эвтектоидной сталью.

Величина зерна стали − один из важнейших факторов, влияющих на ее свойства. Стали, имеющие мелкие зерна, обычно обладают более высокими механическими свойствами, особенно пластичностью и вязкостью при обычной температуре. С укрупнением зерна понижается ударная вязкость, твердость и другие свойства стали. Величина зерен стали характеризуется соответствующим номером зерна стандартной шкалы ГОСТ 5639 [6].

5.3. Порядок выполнения работы:

1. Начертить стальной уголок диаграммы Fe–Fe₃C (метастабильное состояние), построить кривую охлаждения сталей и описать превращения, происходящие при охлаждении сталей с различным содержанием углерода от температур, лежащих выше линии ликвидус.

2. Установить подготовленные микрошлифы с разным содержанием углерода от технического чистого железа до высокоуглеродистой стали (например, армко-железо, сталь 20, сталь 50, сталь У8 и У12) на предметный столик металлографического микроскопа, настроенного на заданное увеличение (100^х). Настроить микроскоп с помощью макро- и микровинтов и, перемещая предметный столик, рассмотреть различные поверхности микрошлифа. Выбрать область с наиболее четко выраженной микроструктурой.

3. Определить, к какой группе относится каждый образец:

− зарисовать рассмотренную под микроскопом микроструктуру щлифа;

− указать структурные составляющие.

− дать описание микроструктуры;

− указать класс стали (доэвтектоидная, эвтектоидная или заэвтектоидная) с его описанием.

4. Изучить микроструктуру отожженных образцов, относящихся к различным группам сталей: доэвтектоидной, эвтектоидной с зернистым и пластинчатым перлитом и заэвтектоидной.

5. Написать марку качественной углеродистой стали, найдя по микроструктуре содержание углерода. Для этого примерно определить в исследуемых доэвтектоидных сталях площадь, занимаемую перлитом (у) и подсчитать примерное содержание углерода (х) методом пропорции:

100 % перлита − 0,8 % С

у % перлита − х % С.

6. Установить зависимость основных механических свойств (НВ, σ_в, δ) от содержания углерода и соотношения фаз: феррита и перлита.

7. Сделать выводы по результатам исследований (задания 2 и 3) о том, как меняется микроструктура стали от содержания углерода.

8. Составить отчет.

5.4. Содержание отчета:

1. Название и цель работы.

2. Диаграмма железо-цементит.

3. Рисунки микроструктур углеродистых сталей и их описание.

4. Расчет содержания углерода по микроструктуре для доэвтектоидных сталей.

5. Выводы.

5.5 Оборудование и материалы:

− металлографический микроскоп, настроенный на постоянное увеличение;

− диаграмма состояния Fe-Fe₃C;

− набор подготовленных микрошлифов технического железа и углеродистых сталей с различным содержанием углерода в равновесном состоянии.

5.6. Контрольные вопросы:

1. Какие сплавы называют сталями?

2. Каково содержание углерода в сталях и чугунах?

3. Назовите структурные составляющие доэвтектоидных сталей.

4. Назовите разновидности перлита и особенности свойств.

5. Назовите структурные составляющие заэвтектоидных сталей?

6. Отличаются ли по структуре в равновесном состоянии стали 40 и 60?

7. Сколько углерода содержится в техническом железе и какова его структура?

8. Как изменяются механические свойства доэвтектоидных углеродистых сталей в равновесном состоянии в зависимости от состава и структуры?

9. Как изменяются механические свойства заэвтектоидных углеродистых сталей в равновесном состоянии в зависимости от состава и структуры?

10. Как изменяются прочностные свойства сталей при увеличении содержания углерода в них?

11. Назовите основные легирующие элементы в углеродистых и легированных сталях.

12. На какие виды классифицируют стали по качеству в зависимости от содержания примеси в них?

13. Для изготовления чего используют конструкционные стали?

14. Что обозначают буквы и цифры в марках углеродистых сталей обыкновенного качества? Приведите примеры маркировки.

15. Запишите 2-3 марки углеродистых конструкционных качественных сталей и объясните значение каждого знака.

16. Каким образом маркируют легированные конструкционные стали. Приведите примеры.

17. Какими русскими буквами обозначают легирующие элементы в марках сталей? Приведите примеры.

18. Что означают буквы «А» и «Ш» в конце марок легированных сталей?

Литература

Поиск по сайту: