5.1. Изготовление микрошлифа методом механического шлифования и полирования.
Для приготовления шлифа каждый студент получает два образца углеродистой стали: доэвтектоидной, эвтектоидной или заэвтектоидной.
Поверхность шлифа обрабатывать последовательно на всех номерах шлифовальной бумаги, начиная с более грубого номера да самого тонкого номера. Шлиф следует прижимать к поверхности круга всей плоскостью, чтобы на шлифуемой поверхности не образовывалось выпуклостей или "завалов" к краям, поверхность должна быть ровной, плоской.
При переходе с одного номера шлифовальной бумаги на другой, шлиф повернуть на 90°, чтобы следы от зерен последующего номера бумаги были перпендикулярны к следам от зерен предыдущего номера. Шлифовать в одном направлении необходимо до исчезновения следов обработки предыдущего слоя.. Образовавшиеся при шлифовании частицы абразива следует удалять, особенно тщательно очистить поверхность перед полированием.
Полировать образец на круге с фетром или сукном с полировальной пастой до удаления всех рисок и получения зеркальной поверхности.
Готовый полированный шлиф промыть водой и тщательно просушить фильтровальной бумагой.
Просмотреть под микроскопом поверхность шлифа до травления (на ней не должно быть рисок), зарисовать обнаруженные неметаллические включения, пороки материала (трещины, раковины и т.д.).
Ели шлиф имеет риски, его заново шлифуют и полируют.
5.2. Травление шлифа.
Травление шлифа, производить 4% спиртовым раствором азотной кислоты.
Небольшую каплю реактива нанести на поверхность шлифа пипеткой. Время травления (несколько секунд) до появления матового оттенка на полированной поверхности. Передержанный при травлении шлиф приобретает темную поверхность, в этом случае структура под микроскопом отчетливо не выявляется. Если после травления шлиф сохранил блестящую поверхность или структура сплава отчетливо не выявляется под микроскопом, необходимо дополнительно протравить шлиф. После травления шлиф промыть водой и тщательно просушить фильтровальной бумагой.
5.3. Исследование микроструктуры образца под микроскопом. Установить образец на предметном столике микроскопа, сфокусировать изображение.
Зарисовать видимые под микроскопом структуры, обозначить стрелками наблюдаемые фазы и структурные составляющие, написать их названия, указать увеличение.
Рисунок структуры должен быть по возможности близок к оригиналу рассматриваемой структуры. При зарисовке необходимо уловить и передать характерные особенности структуры. Нет надобности передавать на рисунке фотографически точное изображение. Зарисовка структур должна быть выполнена при работе в лаборатории. Рисунок разместить в квадрате 50x50 мм или в круге диаметром около 50 мм.
5.4. Определение содержания углерода в стали по микроструктуре.
В доэвтектоидной стали рассчитать содержание углерода по соотношению площадей, занятых на шлифе перлитом и ферритом. Соотношение площадей определить, примерно "на глаз" по изображению под микроскопом исследуемой структуры. Методика расчета приведена в теоретическом разделе. Углерод, находящийся в феррите, можно не учитывать.
В заэвтектоидной стали содержание углерода определить по соотношению площадей, занятых на шлифе перлитом и цементитом.
5.5.Описание строения сплавов диаграммы Fe-Fe3C.
Начертить диаграмму состояния железо-цементит обозначить на диаграмме строение сплавов во всех областях диаграммы. Провести вертикальные линии, соответствующие исследуемым сталям, определить структурные составляющие стали по диаграмме состояния железо-цементит, начертить кривые охлаждения этих: сталей, начиная с расплава.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отсчет должен содержать:
· цель работы, конкретизированную с учетом полученных образцов материалов;
· краткое теоретическое содержание: основные определения, понятия необходимые для пояснения результатов эксперимента;
· экспериментальная часть:
o зарисовку и описание микроструктур исследуемых образцов;
o под каждым рисунком указать увеличение, при котором производилось исследование образца под микроскопом; состав раствора для травления;
o указать структурные составляющие видимые на шлифе;
o произвести расчет содержания углерода в исследуемом образце;
o используя, марочник сталей, сделать предположение к какой марке стали относится образец, обосновать;
o используя справочную литературу привести в отчете данные о механических свойствах данной стали;
o нарисовать стальную часть диаграммы железо – цементи;
o сделать кривые охлаждения для сталей соответствующий исследуемым образцам;
o дать пояснения кривым охлаждения, т.е. указать процессы происходящие в критических точках и на участках между ними.
· Выводы: на основании исследования микроструктур объяснить различие в механических свойствах: сталей.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие фазы существуют в системе железо - цементит?
2. Указать двухкомпонентные структуры железоуглеродистых сплавов по диаграмме железо-углерод.
3. Как подразделяются стали в зависимости от процентного содержания углерода?
5. Какие превращения происходят в доэвтектоидных сталях при медленном охлаждении?
6. Какую структуру имеет доэвтектоидная сталь в равновесном состоянии при нормальной температуре?
7. Какие превращения происходят в заэвтектоидных сталях при медленном охлаждении?
8. Какую структуру имеет заэвтектоиднаястальв равновесном состоянии при нормальной температуре??
9. Что называется ледебуритом? Содержание в нем углерода?
10. Что такое перлит перлит? Сколько в нем углерода?
11. Что показывает линия SE на диаграмме состояния железо- углерод?
12. Что показывают линии GS и GP в диаграмме состояния железо-углерод?
13. Какие превращения происходят на линиях ESF и PSK диаграммы состояния железо-углерод?
14. Как определить количество каждой фазы, существующей в двухфазной области диаграммы состояния железо-углерод при заданной температуре?
15. Какие фазы входят в структуру сплавов железа с углеродом, при нормальной температуре в соответствии с диаграммой состояния железо-углерод?
16. Как определись содержание углерода в заэвтектоидной стали по микроструктуре?
17. Как определить количество углерода в доэвтектоидной стали по микроструктуре?
18. Как построить кривую охлаждения любого сплава системы Fe3S по диаграмме состояния?
Лабораторная работа № 2 вариант 2
ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ