Elektrohemijsko taloženje i karakterizacija prahova metala i legura ...
metalografija Fe-C legura
-
Upload
tadijerko-lozic -
Category
Documents
-
view
240 -
download
15
description
Transcript of metalografija Fe-C legura
STRUKTURA I SVOJSTVA MATERIJALA
METALOGRAFIJA ŽELJEZNIH LEGURA
Prof. dr. sc. Ivica Kladarić
Identifikacija i procjena mikrostrukture
METALOGRAFIJA je istraživačka metoda koja obuhvaća optičko istraživanje mikrostrukture sa svrhom njezina kvalitativnog i kvantitativnog opisa.
MIKROSTRUKTURA je stanje strukture koja se ispituje metalografskim metodama.
Najvažnija metalografska metoda je tzv. svjetlosna metalografija, u kojoj se za rasvjetu iskorištava vidljivi dio spektra, a osnovni je instrument svjetlosni mikroskop.
Metalni uzorci se promatraju u reflektiranom svjetlu i zbog toga moraju biti pripremljeni na odgovarajući način.
Dobro pripremljen uzorak je:
� jednak materijalu koji predstavlja;� odvojen, brušen i poliran tako da su uklonjena sva
oštećenja površine metala, radi otkrivanja prave mikrostrukture u postupku nagrizanja;
� bez ogrebotina i jamica od poliranja te bez vodenih mrlja;
� poliran tako da su sačuvani neoštećeni svi uključci;� dovoljno ravan da omogući promatranje pri velikim
povećanjima,
Svjetlosni mikroskopLeitz – Neophot 21
03. 2010.SFSB-SISM
Identifikacija i procjena mikrostrukture
Priprema izbrusaka općenito podrazumijeva:
1. odvajanje iz ispitivanog materijala (lomljenjem, piljenjem, laserom, itd.);
2. ulaganje u odgovarajuću masu (zbog jednostavnijeg rukovanja izbruscima nepravilnog oblika ili zbog zaštite bridova ili pojedinih dijelova);
3. brušenje abrazivnim sredstvom, npr. brusnim papirom (smanjuju se na najmanju moguću mjeru mehanička oštećenja površine);
4. poliranje za postizanje zrcalno ravne površina (različiti abrazivi na podlozi od tkanine npr. glinica na filcu ili dijamantna pasta na svili);
5. nagrizanje odgovarajućom kemikalijom, kako bi se pojedine mikrostrukturne komponente vidjele na poliranoj površini. Refleksija svjetla koje pada na
površinu i granice zrna
03. 2010.SFSB-SISM
Identifikacija i procjena mikrostruktureAnaliza mikrostrukturne slike
Prvi korak u analizi mikrostrukture jest prepoznavanje prisutnih faza:
� ako su poznati kemijski sastav i “povijest” materijala, identifikaciju faza omogućuju dijagrami stanja,
� izravno prepoznavanje faza moguće je primjenom niza pomoćnihmetalografskih metoda (npr. mjerenjem mikrotvdoće).
Za jednoznačno definiranje mikrostrukture, pored vizualnog pregleda i prepoznavanja prisutnih faza, potrebno je brojčano izraziti udjel, veličinu, oblik i raspodjelu sastavnih elemenata mikrostrukture (tzv. kvantitativna metalografija).
Kvantitativna metalografija provodi se:
� analizom dvodimenzionalne metalografske slike (površinska analiza, linijska analiza, točkasta analiza i sl.);
� uporabom referentnih mikrostrukturnih slika;� automatiziranim postupcima za obradbu
slike (računalni analizatori slika)
Površinskaanaliza
Linijskaanaliza
l1
Točkastaanaliza
Usporedbeni niz za tip listićavog grafita
03. 2010.SFSB-SISM
Identifikacija i procjena mikrostrukture
Ugljični čelik
Tvrdoća svijetlih polja je 100 HV1
Tvrdoća tamnih polja je 210 HV1
⇒ PODEUTEKTOIDNI
⇒ FERIT
⇒ PERLIT
Točkasta analizaUkupan broj točaka na mreži: P = 100
Broj točaka na tamnim poljima: PP = 20
Volumenski udio tamne faze: VV = (PP/P)100, %
VV =(20/100)100=20 %
Utvrđivanje željezne legure na osnovi rezultata točkaste analize primjenom zakona proporcionalnosti :
PC
PCx
%100%8,0
%20%
⇒
⇒
100
8,020
100
20
8,0
⋅=
=
x
x
⇒ ⇒ Cx %16,0=
03. 2010.SFSB-SISM
Metalografija čelika
ϑϑϑϑ,OC 1147 –
911 –
723 –
0,025 0,8 2,03 %C
γ’
αid+Fe3Cid
α'+γ' γ’+Fe3C”
α’+αid+Fe3Cid αid+Fe3Cid+Fe3C’’
α'
1,4
x = 1,4 %C
⇒ ferit + perlit
F+P =100 %F. a = P. b
a b
a = 0,4 – 0 = 0,4b = 0,8 – 0,4 = 0,4
F . 0,4 = P . 0,4 /:0,4F = PP+ P =100 %2P = 100 /:2P=50 %;
F=100-50 =50%
0,4 %C
50 %F + 50 %P
0,4
x = 0,4 %C
⇒ prelit + karbid
P + K =100 %P . c = K . d
c d 6,67%
c = 1,4 – 0,8 = 0,6d = 6,67 –1,4 = 5,27
P . 0,6 = K . 5,27 /:0,6P = 8,8 K
8,8K + K =100 %9,8 K = 100 /:9,8K ≈≈≈≈ 10 %;
P ≈≈≈≈100-10 ≈ 90%
1,4 %C
90 %P + 10 %K
0,8
x = 0,8 %C ⇒ prelit
P =100 %
0,8 %C
100 %P03. 2010.SFSB-SISM
1. Zadatak: Izračunaj udio karbida u perlitu.
01027 ≈⋅= −id
cK
α
67,63 =CFe
cK
%1003
=CFe
Metalografija čelika
_____________________________________
?3
=idCFe
0,025 0,8 2,03 6,67 %C
ϑϑϑϑ,OC 1147 –
911 –
723 –
ididCFeP
3+= α
%1003
=+= ididCFeP α
bCFeaidid ⋅=⋅
3α
a b
8,008,0 =−=a 87,58,067,6 =−=ba
bCFe
idid ⋅=3
α
___________________________________________
%10033
=+⋅ ididCFe
a
bCFe %1299,11
8,0
87,51
100
1
1003
≈=
+
=
+
=
a
bCFe
id
03. 2010.SFSB-SISM
2. Zadatak: Izračunaj udio sekundarnog karbida u leguri sa 1,5 %C
%8,0=P
cK
67,6"3 =CFe
cK
ididCFeP
3+= α
Metalografija čelika
_____________________________________
?"3
=CFe
0,025 0,8 2,03 6,67 %C
ϑϑϑϑ,OC 1147 –
911 –
723 –
ididCFeP
3+= α
%100"3
=+ CFeP
dCFecP ⋅=⋅ "3
c d
7,08,05,1 =−=c
17,55,167,6 =−=d
PCFe −=100"3
__________________________________
( ) dPcP ⋅−=⋅ 100
1,5
ddPcP ⋅=⋅+⋅ 100
%8807,8810017,57,0
17,5100 ≈=⋅
+=⋅
+=
dc
dP %1288100100"
3=−=−= PCFe
03. 2010.SFSB-SISM
[ ]CX %?=
%6=ΣK
100=+ KF
Metalografija čelika
__________________________
0,025 0,8 2,03 6,67%C
ϑϑϑϑ,OC 1147 –
911 –
723 –bKaF ⋅=⋅
a
bKF ⋅=
______________________________
100=+⋅ Ka
bK
{ 44 344 21
KF
CFeCFeidid
"33
++α
[ ]CX %?=
a b
0−= xa
xb −= 67,610060
67,66 =+
−
−⋅
x
x
Cx %4,0100
67,66=
⋅=
3. Zadatak: Koja legura u sebi sadrži 6% karbida i kojeg? Skicirati strukturu.
321321
KF
ididCFe
3' ++αα
1006667,66
=+⋅−⋅
x
x
x
[ ]CX %4,0=
P
03. 2010.SFSB-SISM
Legura s 0,4 %C sadrži 6 %Fe3Cid karbida.
[ ]CX %?=
%3"3
=CFe
100"3
=+ CFeP
Metalografija čelika
__________________________
0,025 0,8 2,03 6,67%C
ϑϑϑϑ,OC 1147 –
911 –
723 –
bCFeaP ⋅=⋅ "3
a
bCFeP ⋅= "
3
___________________________________
100""33
=+⋅ CFea
bCFe
%8,0=P
cK
67,6"3 =CFe
cK
4. Zadatak: Koja legura u sebi sadržava 3 %Fe3C”? Skicirati strukturu.
"3CFeP +
[ ]CX %?=
a b
8,0−= xa
xb −= 67,6
10038,0
67,63 =+
−
−⋅
x
x978,097367,63 ⋅−⋅=⋅−⋅ xx
6,97100 =⋅ x
Cx %98,0=
03. 2010.SFSB-SISM
Metastabilni Fe-C dijagram
0,025 0,8 2,03 4,3 6,67 %C
ϑϑϑϑ ,OC
1536 –
1493 –
1392 –
1147 –
911 –
723 –
γγγγ ' + T γγγγ e + Fe3Ce T+Fe3C'
ααααid+Fe3Cid
αααα'+γγγγ' γγγγ’+Fe3C”
γγγγ’+γγγγe+Fe3C”+Fe3C
e
γγγγ’+γγγγe+Fe3C”+Fe3C
e+Fe3C’
αααα’+ααααid
+Fe3Cid
ααααid+Fe3Cid
+Fe3C’’
ααααid+Fe3Cid+
Fe3C”+Fe3Ce
ααααid+Fe3Cid+
Fe3C”+Fe3Ce
+Fe3C’
δδδδ+TTTTδδδδ+γγγγ’
podeutektoidne legure
nadeutektoidne legure
nadeutektičke legure
podeutektičke legure
ČELICI Fe- LIJEVOVI
TTTT
γγγγ’
03. 2010.SFSB-SISM