Тема: Мікроаналіз сталей з особливими властивостями.

Завдання

1. Вивчити мікроструктури легованих конструкційних сталей і сталей з особливими властивостями в початковому стані і після термічної обробки.

2. Схематично замалювати і описати вивчені мікрострукури.

3. Скласти звіт по роботі.

Мета: ____________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Прилади і матеріали: для проведення роботи необхідно мати металографічний мікроскоп, набір мікрошліфів легованих сталей (конструкційних, інструментальних сталей та сталей з особливими властивості); циркуль і лінійку.

Порядок проведення роботи

На металографічному мікроскопі МІМ-8М були проглянуті і вивчені мікрошліфи легованих сталей в початковому стані і після термічної обробки. Результати мікроаналізу приведені в протоколі.

Протокол мікроаналізу легованих сталей в початковому стані і після термічної обробки.

№п/п	Назва сталі	Марка сталі, хімічний склад	Термічна обробка	Мікроструктура
малюнок	назва

	Конструкційна легована сталь	18ХГТ

	Конструкційна середньо вуглецева сталь	30ХГС


	Пружинно – ресорна сталь	70С3А

	Інструментальна швидкорізальна сталь	Р6М3

	Хромиста нержавіюча сталь	12Х17

Мікроструктура конструкційних сталей.

Мікроструктура низько вуглецевих (цементитних) сталей. До низько вуглецевих сталей відносяться сталі марок: 15Х, 20Х, 20ХН, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 18Х2Н4ВА, 18ХГТ, 25ХГТ та інші.

Ці сталі після відпалу мають структуру ферит + перліт, а після гартування і низької відпустки – мало вуглецевий мартенсит.

Рис.8.1 Мікроструктура сталі 18ХГТ

а) після відпалу - ферит + перліт; б) після гартування – мало вуглецевий мартенсит (х500); травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Мікроструктура середньо вуглецевих сталей.

До середьовуглецевих сталей відносяться марки: 30Х, 35Х, 40Х, 50Х, 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА, 30ХН3А, 40ХН, 45ХН, 40ХН2МА. Після відпалу мікроструктура цих сталей буде ферит – перліт, а після гартування і високої відпустки – сорбіт.

Рис.8.2Мікроструктура сталі 45

Прокат. Ферит + Перліт (х500);

травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Рис.8.3 Мікроструктура сталі 45 після нормального відпалу – ферит + перліт (Х500); травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Мікроструктура пружинно-ресорних сталей.

До пружинних та ресорних сталей відносяться: 65Г, 50С2, 55С2, 60С2А, 70С3А, 60С2ХФА, 50ХГА, 60С2Н2А, 60С2ХФА та інше.

Після відпалу ці сталі матимуть структуру перліт – ферит, а після гартування і відпустки при температурі 350-500 С ( залежно від марки сталі) тростит.

Рис.8.4 Мікроструктура сталі 60С2:

а) в стані поставки – ферит +перліт; б) після гартування і відпустки – тростит (Х500); травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Мікроструктура шарикопідшипникової сталі.

Передбачає чотири марки шарикопідшипникової сталі: ШХ6, ШХ15, ШХ9, ШХ15СГ. Після відпалу структура має вид дрібнозернистого перліту, після гартування і низької відпустки структура скритокристалічного мартенситу з рівномірно розташованими дрібними карбідами.

Рис.8.5 Мікроструктура сталі ШХ15 після відпалу: а) нормальний відпал; б) недогрів при відпалі; в) перегрів при відпалі (Х500); травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Мікроструктура інструментальних сталей .

Леговані інструментальні сталі застосовують для виготовлення ріжучого інструменту, працюючого при великих швидкостях різання. До цих сталей відносять наступні марки : Р9, Р12, Р18, Р6М3, Р6М5, Р9Ф5, Р9К5, Р10К5Ф5 і ін.

Швидкоріжучі сталі відносять до карбідного (ледебуритного) класу .

В стані лиття структура швидкоріжучої сталі складається з ледебуритної евтектики. Швидкоріжучі сталі мають три види карбідів: первинні (ледебуритна евтектика), другорядні (виділяються при охолодженні з аустеніту), та евтектичні (утворюються від термічного перетворення ).

Рис.8.6 Мікроструктура сталі в стані лиття швидкороріжучої Р18 (Х500);

травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Рис.8.7 Мікроструктура кованої сталі і відпаленої швидкоріжучої сталі

Р18 (Х500); травлення 4% спиртовим розчином азотної кислоти

Для руйнування ледебуритної евтектики та усунення крихкості литу сталь (швидкоріжучу) піддають обробці тиском(прокатка, ковка), а потім відпалу.

Мікроструктура кованої сталі складаеться з великих первинних карбідів, менших другорядних карбідів та сорбіту. Мікроструктура загартованої швидкоріжучої сталі після трьохкратної відпустки при температурі 550-570 С складається з мартенситу і карбідів .

Мікроструктура сталей з особливими властивостями.

До таких сталей відносяться нержавіючі, жаротривкі, жаростійкі, графітизовані і т.д.

Мікроструктура хромових нержавіючих сталей.

Вміст хрому в цих сталях повинен бути не меншим 12% Сг .

Широко використовують нержавіючі хромисті сталі марок: 12X13, 20X13, 30X13, 40X13, 12X17, 15X28 .

В сталях з 13% Сг при нагріванні та охолодженні проходять перетворення. Вони відносяться до мартенситного класу. Сталі 12X17 та 15X28 відносяться до феритного класу. Сталі мартенситного класу після гартування і низької відпуски складаються з мартенситу. Сталі фритного класу складаються з фериту і невеликої кількості хрому.

Рис.8.9 Мікроструктура сталі 2Х13: а) після гартування від 1050 С мартенсит; б) після гартування і відпуски при 700 С – сорбіт.

Мікроструктура жароміцних і жаростійких сталей.

Сюди відносяться сталі аустенітного класу: 12Х18Н9, 12Х18Н12Т, 12Х17Г9АН14 і ін.

В нормальному стані структура аустенітного класу аустеніт+ карбіди.

Для одержання найбільшої стійкості проти корозії хромонікелеві нержавіючі сталі піддають гартуванню з 1100- 1150 С в воді або на повітрі. Одержуємо однофазну аустенітну структуру, а потім відпустка(старіння) при 750 С, в результаті якого з аустеніту виділяються карбіди (головним чином карбіди хрому), які розташовані по границям зерен аустеніту.

Контрольні питання

1. Які сталі є корозійностійкими (нержавіючими) сталями?

2. Маркування і властивості корозійностійких сталей, хромистих сталей.

3. Якими властивостями володіють жаростійкі і жароміцні сталі?

4. Які сталі, застосовують для вимірювальних інструментів?

5. Які сталі, називають штамповими?

ВІДПОВІДІ

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________