Исследование микроструктуры чугунов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа № 4

Тема: Исследование микроструктуры чугунов

Цель работы: изучить микроструктуры различных видов чугунов

Задание:

1. Изучить микроструктуры серых, высокопрочных и ковких чугунов: в нетравленом виде -- форму включений графита; после травления -- структуры ферритных, феррито-перлитных и перлитных чугунов.

2. В травленом виде изучить также, структуры половинчатых чугунов -- перлито-цементитных и перлито-ледебуритных.

3. В серых, высокопрочных и ковких чугунах определить (приблизительно) содержание связанного углерода по микроструктуре, исходя из количества перлита.

4. Результаты микроанализа чугунов в травленом виде оформить в виде таблицы. Письменно ответить на контрольные вопросы

Оборудование: металлографический микроскоп, набор микрошлифов.

Пояснения к работе

Микроструктура серых чугунов

Микроструктура серых чугунов в нетравленом виде. При рассмотрении в микроскоп

Рисунок -1. Включения пластинчатого графита. Шлифы нетравленые (Х100): а -- прямолинейные; б -- завихренные; в -- розеточные, г -- междендритные

нетравленого микрошлифа серого чугуна хорошо видны включения пластинчатого графита (рис. 1). На величину и расположение включений графита влияют скорость охлаждения, температура и время выдержки расплавленного чугуна перед отливкой, химический состав чугуна, введение в чугун некоторых примесей (модификаторов).

Например, скорость охлаждения влияет таким образом, что при прочих равных условиях графит образуется тем крупнее, чем медленнее охлаждение. Чем больше перегрев жидкого чугуна и чем дольше время выдержки при этом, тем мельче получаются графитные включения.

Микроструктура серых чугунов в травленом виде. Металлическая основа в серых чугунах очень сходна с микроструктурой сталей и в зависимости от количества связанного углерода может быть ферритной, феррито - перлитной и перлитной.

Рисунок - 2 Ферритный .серый чугун -- феррит + пластинчатый графит: а -- микроструктура (Х500); б--схема микроструктуры

микроструктура чугун перлитный углерод

Рисунок - 3. Ферритно-перлитный серый чугун -- феррит + перлит + пластинчатый графит. а -- микроструктура (Х500); б--схема микроструктуры

Рисунок - 4. Перлитный серый чугун -- перлит + пластинчатый графит: а -- микроструктура (Х500); б -- схема микроструктуры

Таким образом, возможны следующие типы структур серых чугунов: феррит + +пластинчатый графит -- ферритный серый чугун (рис. 2); феррит + перлит + +пластинчатый графит -- феррито - перлитный серый чугун (рис. 3; соотношение количества феррита и перлита в структуре чугуна может быть различным в зависимости от химического состава и условий охлаждения); перлит + пластинчатый графит -- перлитный серый чугун (рис. 4).

Рисунок - 5. Серый чугун с фосфидной эвтектикой -- перлит + пластинчатый графит + фосфидная эвтектика: а -- микроструктура (Х500); б -- схема микроструктуры

При повышенных концентрациях фосфора в серых чугунах имеется фосфидная эвтектика (рис. 5), располагающаяся полностью или частично по границам зерен.

Микроструктура половинчатых чугунов

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.

Металлическая основа половинчатого чугуна зависит от количества связанного углерода. Если количество связанного углерода незначительно превышает эвтектоидную концентрацию, то металлическая основа состоит из перлита и вторичного цементита

(рис. 6), т. е. в известной мере аналогична структуре заэвтектоидной стали. В таком чугуне в процессе первичной кристаллизации цементитная эвтектика (ледебурит) не образуется.

Если в процессе первичной кристаллизации чугуна после выделения некоторого количества графита частично образовался ледебурит (цементитная эвтектика), то структура металлической основы будет ледебурит + перлит (Рис. 7)

Рисунок - 6. Половинчатый чугун -- перлит + цементит (вторичный) + пластинчатый графит: а -- микроструктура (Х500); б -- схема микроструктуры

Рисунок - 7. Половинчатый чугун -- ледебурит + перлит + пластинчатый графит: а -- микроструктура (Х500); б -- схема микроструктуры

Рисунок - 8. Высокопрочный чугун -- включения шаровидного графита, шлиф нетравлен (Х100)

Рисунок - 9. Ферритный высокопрочный чугун -- феррит + шаровидный графит: а -- микроструктура (Х500); б -- схема микроструктуры

Рисунок - 10. Ферритно-перлитный высокопрочный чугун--феррит + перлит + шаровидный графит: а -- микроструктура (Х100); б--схема микроструктуры

Рисунок - 11. Перлитный высокопрочный чугун -- перлит + шаровидный графит: а -- микроструктура (Х100); б - схема микроструктуры

Микроструктура высокопрочных чугунов

Микроструктура высокопрочных чугунов в нетравленом виде. При рассмотрении в микроскоп нетравленого микрошлифа высокопрочного чугуна хорошо видны включения шаровидного графита (рис. 8).

Микроструктура высокопрочных чугунов в травленом виде. В высокопрочных чугунах могут быть те же типы структур, которые были указаны для серых чугунов, но графит в этих чугунах шаровидный. Таким образом, возможны следующие типы микроструктуры высокопрочных чугунов: феррит + шаровидный графит -- ферритный высокопрочный чугун (рис. 9); феррит + перлит + шаровидный графит -- феррито-перлитный высокопрочный чугун (рис. 10; соотношение между количеством феррита и перлита в высокопрочном чугуне может быть различным в зависимости от химического состава и условий охлаждения); перлит + шаровидный графит -- перлитный высокопрочный чугун (рис. 11).

Микроструктура ковких чугунов

Микроструктура ковких чугунов в нетравленом виде. При рассмотрении в микроскоп нетравленого микрошлифа ковкого чугуна хорошо видны включения хлопьевидного графита (углерода отжига) (рис. 12).

Рисунок - 12. Ковкий чугун включения хлопьевидного графита (углерода отжига), шлиф нетравлен (Х100)

Микроструктура ковких чугунов в травленом виде. Металлическая основа ковкого чугуна может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной. В соответствии с этим различают ковкий чугун ферритный (Рис. 13), ферритно-перлитный (Рис. 14) и перлитный (Рис. 15)

Рисунок - 13. Ферритный ковкий чугун -- феррит + хлопьевидный графит: а -- микроструктура (Х200); б -- схема микроструктуры

Рисунок - 14. Ферритно-перлитный ковкий чугун -- феррит + перлит + хлопьевидный графит: а -- микроструктура (Х200); б -- схема микроструктуры

Рисунок - 15. Перлитный ковкий чугун -- перлит и хлопьевидный графит: а -- микроструктура (Х500); б -- схема микроструктуры

Размещено на Allbest.ru