1 laboratorinis darbas supaŽindinimas su metalŲ...

1 laboratorinis darbas

SUPAŽINDINIMAS SU METALŲ MIKROANALIZE IR METALOGRAFINIU OPTINIU MIKROSKOPU

Darbo tikslas Išmokti dirbti su metalografiniu optiniu mikroskopu ir paruošti bandinius mikrostruktūros

tyrimams.

Bendrosios teorinės žinios Mikroskopinė analizė (mikroanalizė) yra metalų ir lydinių mikrostruktūros tyrimas

optiniu mikroskopu stebint specialiai paruoštus jų bandinių paviršius (mikrošlifus), remiasi tuo, kad besikristalizuojančiame lydinyje susidaro įvairios fazės, t. y. skirtingų savybių tūriai, kurie skirtingai reaguoja su ėsdinančiais tirpalais ir skirtingai atspindi šviesą. Kadangi metalai yra neskaidrūs kūnai, tai apie jų sandarą sprendžiama pagal atspindžio šviesą. Per mikroskopą matoma metalo struktūra yra vadinama mikrostruktūra. Mikroanalizė leidžia nustatyti metalų bei jų lydinių struktūros grūdelių dydžius, lydinių struktūrinių dedamųjų skaičių, jų kiekius ir išsidėstymą, struktūros pokyčius, įvykusius terminio, termocheminio, mechaninio arba kitokio apdorojimo metu, metalo defektus (šlako intarpus, poras, įtrūkimus ir kt.) ir nemetalinius intarpus metale (oksidus, sulfidus, fosfidus, nitridus ir kt. Bandiniai mikrošlifams išpjaunami iš tos vietos, kuri geriausiai parodo tiriamojo metalo struktūrą. Kai metalų kietumas neviršija 40 HRC, bandiniai išpjaunami mechaniniu būdu (metalui pjauti pjūklu, freza ir kt.), kai kietumas viršija 40 HRC – siūloma išpjauti abrazyviniais diskais. Svarbu, kad pjaunamas metalas neįkaistų (ne daugiau kaip 1000C), nes priešingu atveju gali pasikeisti metalo struktūra. Patogiausiai dirbti su 15 mm skersmens ir 15 mm aukščio cilindriniais arba 15x15 mm pagrindo ir 15 mm aukščio stačiakampiais bandiniais. Išpjautas bandinys vėliau specialiame įtvare užliejamas epoksidine derva. Mikroanalizei parinktoji plokštuma šlifuojama skirtingo rupumo švitriniais popieriais, naudojant aušinimą vandenių. Šlifavimą pradedame popieriumi, kurio abrazyvo grūdelių matmenys yra 160–200 µm dydžio, ir baigiame – 1–2µm grūdelių dydžio. Kiekvieną kartą, keičiant popierių, bandinys pasukamas 90º kampu.

Gerai paruoštas šlifas turi atitikti daugelį reikalavimų. Bandiniai šlifams išpjaunami iš įvairių tiriamo objekto vietų taip, kad būtų galima gauti realią informaciją apie medžiagos struktūrą ir savybes. Paruošto mikrošlifo paviršiuje neturi būti įbrėžimų ir duobučių. Ruošimo metu neturi ištrupėti nemetaliniai intarpai, karbidai ir kitos fazės. Paviršius turi būti plokščias, kad gerai matytųsi labai padidinta struktūra.

Šlifuojant negalima bandinio labai spausti prie švitrinio popieriaus, nes nuo to jis gali įkaisti. Be to, abrazyvo grūdeliai gali įsmigti į metalą. Negalima iš karto nuo stambiagrūdžio švitrinio popieriaus pereiti prie smulkiagrūdžio, nes grubūs stambaus abrazyvo įbrėžimai nepašalinami. Jie užpildomi metalo milteliais ir paviršius tik atrodo lygus. Vėliau apdorojant bandinį (poliruojant bei ėsdinant), šie įbrėžimai vėl išryškėja.

Mechaninis šlifavimas atliekamas specialiuose įrenginiuose, turinčiuose keletą 250– 300 mm skersmens besisukančių diskų. Prie šių diskų pritvirtinamas švitrinis popierius. Baigus šlifuoti švitriniais popieriais, mikrošlifo plokštuma poliruojama. Poliruoti galima mechaniniu ir elektrolitiniu būdais. 1.1 pav. pateiktas metalo paviršius, gautas šlifuojant įvairaus rupumo švitriniais popieriais.

Mechaniniu būdu poliruojama besisukančiais 250–500 mm skersmens diskais, aptrauktais zamšu, fetru arba minkšta medžiaga. Poliruojant disko paviršius nuolat drėkinimas poliravimo skysčiais. Jį sudaro aliuminio, chromo ir kitų oksidų miltelių vandens suspensijos. Poliravimas laikomas baigtu, kada šlifo plokštuma įgyja veidrodinį blizgesį, ir žiūrint pro mikroskopą joje nematyti įbrėžimų. Poliruojant negalima bandinio stipriai spausti prie disko, nes poliruojamoji plokštuma gali įkaisti ir oksiduotis. Baigus poliruoti, bandinys plaunamas

4

vandeniu ir džiovinamas karštu oru. 1.2 pav. pateiktas metalo paviršius, gautas po šlifavimo poliruojant jį deimantine pasta.

1.1 pav. Po plokštumos šlifavimo įbrėžimai metale vis dar matomi. Padidinta 200 kartų

1.2 pav. Po poliravimo deimantine pasta, šlifavimo įbrėžimai nuo šlifavimo dar liko.

Labai gilus vertikalus įbrėžimas liko dėl plokštumos šlifavimo rupiausiu švitriniu popieriumi. Padidinta 200 kartų

Poliruojant elektrolitiniu būdu, bandinys į elektros grandinę įjungiamas kaip anodas ir

panardinamas į vonią su elektrolitu. Katodas yra nerūdijančio plieno arba aliuminio plokštelė. Įjungus srovę, vyksta elektrolizė, poliruojamos iškyšos tirpsta, dėl to paviršius pamažu susilygina, pasidaro veidrodinis. Elektrolito sudėtis ir elektropoliravimo režimai parenkami atsižvelgiant į poliruojamą metalą. Poliruojant elektrolitiniu būdu, metalo paviršius nesideformuoja, neiškraipoma jo struktūra, bet jis brangiau kainuoja.

Žiūrint į poliruotą mikrošlifo plokštumą per mikroskopą galima ketuje pastebėti grafitą, nemetalinius intarpus, tačiau metalo struktūra yra nematoma. Norint išryškinti metalo struktūrą, poliruotą plokštumą reikia veikti reaktyvais (ėsdinti). Priklausomai nuo metalų cheminės sudėties bei tyrimo tikslų, jų struktūrai išryškinti naudojami įvairūs rūgščių, šarmų bei druskų tirpalai.

Mikrostruktūros išryškinimo, veikiant poliruotą plokštumą cheminiu reaktyvu, esmė yra ta, kad reaktyvas nevienodai intensyviai reaguoja su metalo struktūros grūdeliais ir jų ribomis su skirtingomis lydinių struktūrinėmis dedamosiomis.

5

1 lentelė. Reaktyvai, naudojami struktūrai išryškinti Pavadinimas Sudėtis Naudojimas

Nitalis 1–5 cm3 HNO3100 cm3 etilo spirito Geležies lydiniams, cinko ir alavo lydiniams

CH3CO2CH3 – Br 30 cm3 metilo oktano 10 cm3 bromo tirpalo

Ketui

HNO3 – HF

8 cm3 azoto rūgšties 4 cm3 fluoro vandenilio rūgšties 100 cm3 disciliuoto vandens

Austenitiniams karščiui atspariems plienams, gausiai legiruotiems manganiniams plienams

C6H2(NO2)3OH – HCl

4 gr. Pikrino rūgšties 1 cm3 druskų rūgšties 100 cm3 etilo spirito

Martensitiniams korozijai atspariems plienams

HCl – HNO3

40 cm3 druskų rūgšties 30 cm3 azoto rūgšties 40 cm3 disciliuoto vandens

Feritiniams korozijai atspariems plienams

FeCl3 – HCl

5 gr. Geležies chlorido 10 cm3 druskų rūgšties 100 cm3 etilo spirito

Vario lydiniams

H3PO4

25 cm3 ortofosforo rūgšties 75 cm3 distiliuoto vandens

Aliuminio lydiniams

Apšviečiant ėsdintą mikrošlifto plokštumą, mažiau išėsdintos struktūrinės dedamosios

atspindi daugiau šviesos spindulių, todėl mikroskopo matymo lauke yra šviesos, giliau išdėstytos struktūros detalės atspindi mažiau šviesos spindulių ir mikroskopo matymo lauke yra tamsios.

Baigiama ėsdinti, kai poliruotas paviršius pasidaro matinis. Ėsdinimo trukmė priklauso nuo metalo cheminės sudėties, jo struktūros ir yra gana įvairi. Angliniams plienams ji trunka 5–10 s. Baigus ėsdinti, šlifas nuplaunamas vandeniu ir džiovinamas karštu oru. Paskui ėsdintas paviršius apžiūrimas per optinį mikroskopą. Jei struktūra matoma neaiškiai, šlifą reikia papildomai poliruoti (šlifuoti) ir ilgiau arba trumpiau veikti reaktyvu.

Bendrosios žinios apie optinį metalografinį mikroskopą. Metalografiniai mikroskopai yra skirti neskaidriems kūnams stebėti atsispindėjusioje

šviesoje. Optinį metalografinį mikroskopą sudaro trys pagrindinės sistemos: optinė, apšvietimo ir mechaninė. Pricipinė mikroskopinės analizės schema parodyta 1.3 paveiksle. Pro objektyvą į mikrošlifo paviršių krenta lygiagrečių spindulių pluoštas. Tiriamąjį lydinį sudaro ferito grūdeliai ir plokšteliniai grafito intarpai. Šviesos spinduliai, patekę ant tiriamojo mikrošlifo paviršiaus, atsispindi nuo mažai rūgšties paveiktų lygių ferito grūdelių, todėl jie matomi kaip šviesūs plotai.

Grūdelių ribos, lyginant su pačiais grūdeliais, yra užterštos ir turi daug kristalinės sandaros defektų. Ėsdinant, rūgštis jas labiau išėda, sudarydama griovelius, kurie išsklaido krintančiają šviesą. Ši šviesa atgal neatsispindi ir mikrostruktūroje matomos tamsios linijos. Kai kurios struktūrinės dedamosios, pavyzdžiui, grafitas, neatspindi šviesos ir mikrostruktūroje yra

6

tamsios. Kaip tamsūs ploteliai yra matomos kietų atskilusių ir minkštų išpoliruotų dalelių, atsivėrusių tuštumų ir įtrūkimų vietos.

Pagrindiniai optinės sistemos elementai yra objektyvas ir okuliaras. Objektyvai ir okuliarai parenkami atsižvelgiant į pageidaujamą didinimo laipsnį. Objektyvas – tai sudėtingas lęšių, įtaisytų viename bendrame įtvare, derinys. Objektyvai būna sausi, jei tarp objektyvo lęšių yra oro, ir imersiniai, jei tarp objektyvo lęšių yra distiliuoto vandens arba kito skaidraus skysčio. Imersiniai objektyvai naudojami norint labai padidinti vaizdą.

Okuliaras padidina objektyvo teikiamą vaizdą. Naujų struktūros detalių jis neišryškina. Kiek kartų didina okuliarai, užrašoma ant įtvaro. Mikroskopo didinimo laipsnis yra lygus objektyvo ir okuliaro didinimo sandaugai. 1.4 pav. pateiktas nerūdijančio plieno mikrostruktūros vaizdas. 1.5 pav. pateiktas metalografinio mikroskopo optinės ir mechaninės dalies vaizdas.

a b

1.3 pav. Mikroskopinė analizė: a – principinė schema, b – optinė metalografinio mikroskopo schema; a paveiksle: 1 – linzė, 2 – metalo paviršius, 3 – okuliare matomas vaizdas; b paveiksle: 1 – lemputė, 2 – kolektorius, 3 – diafragma, 4 – šviesą skirstanti stiklinė plokštelė, 5 – objektyvas, 6 – mikroskopo staliukas, 7 – mikrošlifas, 8 – prizmė, 9, 10 – okuliarai, 11 – veidrodis, 12 – fotoplokštelė.

1.4 pav. Legiruotojo plieno ( 310 AISI) metalo mikrostruktūra ( austenitas ) žiūrint pro

optinį metalografinį mikroskopą. Metalo struktūra pažeista tarpkristalinės korozijos. Padidinta 200 kartų.

7

1.5 pav. Metalografinio mikroskopo schema: 1 – lęšis, 2 – laikiklis, 3 – diafragma, 4 –

prizmė (filtras), 5 – lauko diafragma, 6 – centravimo lęšis (lauko diafragmai centruoti), 7 – šlifas, 8 – objektyvas, 9 – kompensavimo prizmė, 10 – cilindro prizmė, 11 – sukamasis analizatorius (filtras), 12 – okuliaro lęšis

Mikroskopo optika bus išnaudojama efektyviausiai tik teisingai parinkus objektyvo ir

okuliaro derinį. Atliekant laboratorinius darbus, rekomenduojama, kad mikroskopas didintų nuo 100 iki 500 kartų. Mikrostruktūras nagrinėti tikslinga pradėti mažai padidintas, toliau vis labiau didinant. Metalografiniais mikroskopais mikrostruktūras galima nagrinėti vizualiai, taip pat fotografuoti.

Užduotis:

1. Paruošti metalo mikrošlifą. 2. Susipažinti su metalografinio mikroskopo konstrukcija ir išmokti su juo dirbti. 3. Pro mikroskopą apžiūrėti neėsdintą ir ėsdintą mikrošlifą. 4. Nustatyti metalo mikrostruktūrą ir ją nupiešti. 5. Parengti ataskaitą.

8

Įrenginiai ir medžiagos Darbui atlikti reikalingi: optinis metalografinis mikroskopas, ruošinys mikrošlifui parengti, šlifavimo popierių komplektas, stiklas, poliravimo įrenginys, vanduo šlifui nuplauti, filtravimo popierius ir mikrostruktūros išryškinimo reaktyvai, mikrostruktūrų nuotraukos.

Darbo eiga 1. Susipažinti su metalografinio mikroskopo konstrukcija ir išmokti juo dirbti. 2. Paruošti metalo mikrošlifą, nuosekliai atliekant šlifavimo, vėliau poliravimo operacijas.

Šlifas laikomas paruoštas, jei pro mikroskopą nematyti stambių įbrėžimų. 3. Ėsdinti paruoštą mikrošlifą ir nupiešti matomą struktūrą. 4. Nustatyti metalo mikrostruktūros dedamąsias.

Ataskaitos turinys

1. Pateikti darbo pavadinimą ir tikslą, bendras teorinės žinias, įrenginius ir medžiagos. 2. Nupiešti ir paaiškinti optinio metalografinio mikroskopo schemą. 3. Pateikti ir aprašyti bandinio mikrostruktūrą.

Pastaba: ataskaitos 1 punkto nurodymai turi būti parengti prieš dirbant laboratorinį darbą.

Kontroliniai klausimai 1. Kas yra mikroanalizė? Kaip išryškinama metalo mikrostruktūra? 2. Kodėl bandinys turi būti šlifuojamas? 3. Kodėl bandinys turi būti poliruojamas? 4. Kokių sudėčių cheminiai reaktyvai naudojami? 5. Paaiškinkite optinio metalografinio mikroskopo veikimo schemą. 6. Kaip parenkamas mikroskopo didinimas? 7. Ką galima nustatyti metalografiniu tyrimu?

Literatūra

1. ASM Handbook, Metals Handbook. Vol. 9. Metallography and microstructures. 2000. 2. Encyclopedia of materials: science and technology/ editors in chief, by K.H. Buschow.

Amsterdam: Elsevier, Vol. 4, 2001. 3. Kulikauskas L., Medžiagotyra. Vilnius. Žara, 1997 – 510 p. 4. Ambroza P. ir kiti. Medžiagotyra ir terminis apdorojimas. Laboratorinių darbų metodiniai

nurodymai. Mokomoji knyga. Kaunas, Technologija, 2002 – 66 p. 5. Juodelis V. Medžiagų mokslo laboratoriniai darbai. Vilnius, Technika, 1991 – 88 p.

9


ATKAITINTŲJŲ ANGLINIŲ PLIENŲ MIKROSTRUKTŪROS TYRIMAS

Darbo tikslas Išnagrinėti atkaitintųjų anglinių plienų mikrostruktūras. Išmokti analizuoti anglinių plienų

mikrostruktūrą ir savybės. Apskaičiuoti pagal struktūrą anglies kiekį pliene.

Bendrosios teorinės žinios Angliniais plienais vadinami geležies ir anglies lydiniai, turintys iki 2,14 % C. Be

geležies ir anglies, plienuose visada būna nedideli kiekiai Si, Mn, Cr, Ni, S, P ir kitų priemaišų. Atkaitintųjų anglinių plienų mikrostruktūras bei jų kitimą kintant temperatūrai rodo Fe – C lydinių būsenos diagrama. Ši diagrama apima geležies ir anglies lydinius, turinčius nuo 0 iki 6,67 % C.

Geležis – blizgantis, pilkšvas, tąsus ir kalus metalas. Jis gana sunkus – 7,87 g/cm3. Lydymosi temperatūra – 1539º C. Geležies yra dvi pagrindinės alotropinės atmainos: α Fe – kubinė centruotojo tūrio gardelė iki 911º C temperatūros ir aukštesnėje kaip 1392º C temperatūroje; γ Fe – kubinė centruotojo paviršiaus gardelė temperatūroje nuo 911º C iki 1392º C. Iki 769º C (geležies Kiuri taškas) geležis yra magnetinė. Nemagnetinė α Fe atmaina (nuo 769º C iki 911º C) kartais žymima β Fe. Aukštatemperatūrė α Fe (nuo 1392º C iki 1539º C) žymima δ Fe. Geležies mechaninės savybės priklauso nuo jos grynumo. Techniškai grynoje geležyje yra iki 0,1 % priemaišų (C iki 0,01 % ). Tokios geležies kietumas yra apie 80 HB, tempimo stiprumo riba – apie 250 MPa, santykinis pailgėjimas – apie 50 %. Anglis – ne metalas. Pagrindinė stabili kristalinė atmaina – grafitas. Išlydyta geležis su anglimi sudaro vienalytį skystąjį tirpalą, kuriam kristalizuojantis gali susidaryti keturios fazės: anglies kietieji įterpimo tirpalai geležyje (austenitas ir feritas), cheminis junginys Fe3C (cementitas) ir struktūriškai laisvas grafitas (būdingas ketui). Austenitas – anglies kietasis tirpalas γ geležyje (turi KCP gardelę). Žemesnėje temperatūroje lėtai aušinamas austenitas skyla į kitas fazes. Austenitas plastiškas, žemos takumo ribos, vidutinio kietumo – 160–180 HB, paramagnetinis. Jis gali susidaryti kristalizuojantis skystajam tirpalui, taip pat alotropiškai keičiantis geležies gardelei jau sukietėjusiame metale. Feritas – anglies kietasis įterpimo tirpalas α geležyje (KCT gardelė). Yra trys ferito atmainos: aukštatemperatūrinis, nemagnetinis ir magnetinis. Jos atitinkamai žymimos δ Fe (C), β Fe (C) ir α Fe (C). Pagrindinė ferito atmaina susidaro austenitui alotropiškai keičiantis 911–727º C temperatūroje. Feritas – minkšta plastiška fazė. Jos tempimo stiprumo riba yra apie 250 MPa, kietumas – apie 80–100 HB, santykinis pailgėjimas – apie 40–50 %, smūginis tąsumas – apie 2,5 MJ/m2 . Perlitas – eutektoidinis ferito ir cementito mišinys, pusiausvyros sąlygomis turi 0,8 % C (0,765 % C), susidaro auštant austenitui, žemesnėje nei 727ºC temperatūroje. Perlito mechaninės savybės priklauso nuo jį sudarančių ferito ir cementito plokštelių storio. Normalaus storio (0,5–1,0 mikrometro) plokštelių perlito, kuris susidaro lėtai aušinant, kietumas – 180–220 HB, tempimo stiprumo riba – 800–900 MPa, santykinis pailgėjimas – iki 16 %. Plokštelinis perlitas būdingas mažaangliam plienui, o grūdelinis – legiruotajam plienui. Grūdelinis perlitas yra šiek tiek minkštesnis ( 170 HB ).

Cementitas – geležies karbidas Fe3C, turintis sudėtingą tankią rombinę gardelę iki 210 °C, ji yra magnetiškai silpna. Cementite yra 6,67 % anglies. Tai kiečiausioji Fe – C lydinių dalis – kietumas 1000 HV (apie 800 HB). Cementitas yra metastabili fazė – aukštoje temperatūroje lengvai skyla į austenitą ir grafitą. 2.1, 2.2, 2.3 paveiksluose pateiktos ferito, ferito ir perlito, perlito ir cementito struktūros. Plieno mechaninės ir technologinės savybės labai ryškiai priklauso nuo anglies koncentracijos pliene. Mažaanglis plienas yra minkštas, labai plastiškas, gerai suvirinamas,

10

tačiau nelabai stiprus ir nesigrūdina, t. y. užgrūdintas jis netampa nei ryškiai kietesnis, nei stipresnis.

2.1 pav. Plieno mikrostruktūra ( C = 0,1 % ), padidinta 500 kartų. Šviesi spalva – feritas, tamsi – perlitas

2.2 pav. Plieno mikrostruktūra ( C = 0,4 % ), padidinta 100 kartų. Šviesi spalva – feritas, tamsi – perlitas

2.3 pav. Plieno mikrostruktūra ( C = 1,0 %), padidinta 1000 kartų. Juoda spalva – perlitas, balta – cementitas

11

Kuo pliene daugiau yra anglies, tuo jis kietesnis ir stipresnis, didesnis jo atsparumas dilimui, tačiau mažesnis jo plastiškumas bei tąsumas. Taip pat mažesnis yra šilumos ir elektrinis laidumas, atsparumas korozijai, pasunkėja suvirinimas. Anglies kiekiui pliene padidėjus 0,1 %, stiprumas padidėja 70–100 MPa, kietumas – maždaug 20 HB, tačiau taip pat maždaug 20º pakyla plieno šaltojo trapumo riba. Anglies įtaka atkaitintojo plieno savybėms parodyta 2.4 paveiksle ištisinėmis linijomis. Brūkšninėmis linijomis pažymėtos plieno savybės, esant normaliajai būsenai.

2.4 pav. Anglies įtaka mechaninėms plieno savybėms ( ------- esant atkaitintajai būsenai, - - - - - esant normaliajai būsenai) Anglinių plienų mechaninių savybių reikšmės priklauso ne tik nuo anglies kiekio pliene, bet ir nuo plieno būsenos, visų pirma nuo to, kaip buvo ataušintas iki austenitinės sandaros įkaitintas plienas. Atkaitintojo, t. y. labai lėtai ataušinto plieno savybių lygis yra stabilus, nors absoliutinės reikšmės gali šiek tiek skirtis. Plieno tempimo riba didėja tik iki eutektoidinės koncentracijos, nes vėliau, gausėjant anglies, struktūroje pradeda atsirasti antrinio cementito, kuris lėtai aušinant išsidėsto trapiais apvalkalėliais apie plastiškesnius perlito grūdelius, sumažindamas bendrą stiprumą. Kietumas didėja tolygiau. Pagrindiniai plastiškumo rodikliai – santykinis pailgėjimas ir santykinis susitraukimas iš pradžių mažėja sparčiau, o anglingesnėje srityje sulėtėja. Smūginis tąsumas minimalias reikšmes pasiekia, kai anglies pliene pagausėja iki 0,6 %. Ši koncentracija laikome ribine angliniams konstrukciniams plienams (anglingesnieji priskiriami įrankinių plienų grupei ). Anglies kiekiui nustatyti pliene reikia turėti mikrostruktūrų nuotrauką ( piešinį ) ir įvertinti, kokią dalį ploto procentais užima atskiros struktūrinės dedamosios. Stebint pro mikroskopą bandinio struktūrą (padidintą 100 kartų) nustatome, kokią dalį ploto procentais mikroskopo matymo lauke užima atskiros struktūrinės dedamosios. Anglies kiekis apskaičiuojamas iš formulės: Cpl = Cf + Cp + Cc = 0,01 ( 0,006 Х f + 0,8 Х p + 6,67 Х c ), čia Cpl – bendras anglies kiekis pliene, %; Cf, Cp, Cc – anglies kiekiai ferite, perlite, cementite; Х f , Хp, Хc – ferito, perlito, cementito struktūrinių dedamųjų užimami plotai (procentais).

Užduotis 1. Paruošti anglinio plieno mikrošlifą. 2. Išėsdinti mikrošlifą ir nubraižyti jo mikrostruktūros schemą (padidintą 100–300 kartų).

12

3. Nustatyti plieno mikrostruktūros dedamąsias ir jas įvertinti pagal užimamus plotus (procentais).

4. Apskaičiuoti anglies kiekį pliene. 5. Įvertinti tiriamojo plieno (pagal struktūrą ir anglies kiekį) savybes. 6. Parengti ataskaitą.

Įrenginiai ir medžiagos Darbui atlikti reikalingi: optinis metalografinis mikroskopas, tiriamojo plieno bandinėlis, šlifavimo popierių komplektas, stiklas, vanduo šlifui nuplauti, filtravimo popierius ir reaktyvai mikrostruktūrai išryškinti, plieno mikrostruktūrų nuotraukos arba struktūrų atlasas.

Darbo eiga 1. Pagaminti mikrošlifą, t. y. paruošti anglinio plieno bandinėlį mikrostruktūrai nustatyti. 2. Suderinti mikroskopą, kad reikiamai didintų (100–500 kartų). 3. Išėsdinti mikrošlifą ir žiūrint pro mikroskopą nupiešti gautą mikrostruktūrą 50 mm

skersmens skritulyje. 4. Piešinyje nurodyti plieno struktūrines dedamąsias, užrašyti jų pavadinimus ir kiekį

procentais. 5. Apskaičiuoti anglies kiekį pliene. 6. Suderinus mikroskopą didinti 500 kartų, nustatyti perlito pobūdį (plokštelinis arba

grūdelinis). 7. Parengti darbo ataskaitą.

Ataskaitos turinys

1. Pateikti darbo pavadinimą, tikslą ir užduotį, trumpą teoriją, darbui atlikti reikalingus įrenginius ir medžiagas.

2. Nupiešti gautą mikrostruktūrą 50 mm skersmens skritulyje, nurodyti plieno struktūrines dedamąsias, užrašyti jų pavadinimus ir kiekį procentais.

3. Anglies kiekio pliene skaičiavimai. 4. Įvertinti ir aprašyti perlito tipą, sudėtinių dalių stambumą ir dispersiškumą. 5. Atlikto darbo išvados. 6. Naudota literatūra.


Kontroliniai klausimai 1. Kokie lydiniai vadinami plienais? 2. Kas yra geležis ir anglis. Kokios jų savybės? 3. Kas yra austenitas, feritas, perlitas ir cementitas? Kokios jų savybės? Kaip jie atrodo

žiūrint pro mikroskopą? 4. Kaip galima apytiksliai nustatyti anglies kiekį pliene? 5. Kaip keičiasi plienų struktūra ir savybės, didėjant juose anglies kiekiui? 6. Kada ir kaip plienų struktūroje susidaro perlitas? Kokios yra perlito atmainos? 7. Paaiškinti Fe – C lydinių būsenos diagramą. 8. Kokiomis mechaninėmis savybėmis pasižymi atkaitintas mažaanglis plienas? 9. Kokiomis mechaninėmis savybėmis pasižymi atkaitintasis vidutinio anglingumo

(0,45 % C) plienas? 10. Koks maksimalus atkaitintojo anglinio plieno (0,8 % C) stiprumas?

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos. Vilnius: Žara, 1997. 510 p. 2. Pavaras, A.; Žvinys, J. Plienai. Kaunas: Technologija, 1995. 416 p. 3. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol.9. Metallography and Microstructures, 2000.

13

4. Encyclopedia of materials: science and technology/editors in chief, by K. H. Buschow – Amsterdam: Elsevier, 2001. Vol.4.

5. Ambroza, P. ir kiti. Medžiagotyra ir terminis apdorojimas. Laboratorinių darbų metodiniai nurodymai. Mokomoji knyga. Kaunas: Technologija, 2002. 66 p

14

3 laboratorinis darbas TERMIŠKAI APDOROTŲ ANGLINIŲ PLIENŲ MIKROSTRUKTŪROS TYRIMAS

Darbo tikslas Išnagrinėti termiškai apdorotų plienų struktūras. Išmokti nustatyti termiškai apdorotų

plienų mikrostruktūrą ir savarankiškai atlikti gautų struktūrų analizę.

Bendrosios teorinės žinios Skirtingos sudėties plienų peraušintas austenitas pradeda ir baigia skilti esant skirtingoms

temperatūroms. Šio skilimo eigą, esant įvairiai temperatūrai, rodo peraušintojo austenito izoterminio skilimo diagramos. Anglinio poeutektoidinio plieno peraušintojo austenito izoterminio skilimo diagrama pavaizduota 1 pav.

3.1 pav. Anglinio eutektoidinio plieno peraušintojo austenito izoterminio skilimo diagrama

ir austenito skilimo produktų temperatūrinės sritys bei kietumas

Izotermiškai laikant nestipriai peraušintą austenitą, susidaro gana stambių ferito ir cementito plokštelių eutektoidinis mišinys, vadinamas perlitu. Taigi 700º C temperatūroje ferito ir cementito plokštelių poros storis yra apie 0,77 mikrometro, o tokios struktūros kietumas – apie 15–20 HRC. Kai laikoma žemesnėje temperatūroje, dėl didesnio peraušinimo ir lėtesnės difuzijos susidaro smulkesnis bei kietesnis ir stipresnės struktūros plienas. Todėl 660º C temperatūroje ferito ir cementito plokštelių poros storis siekia tik 0,25 mikrometro, o kietumas padidėja iki 30 HRC. Tokia struktūra tradiciškai vadinama sorbitu, nors tiksliau ji vadintina smulkiu perlitu. Dar žemesnėje laikymo temperatūroje – 550º C ferito ir cementito plokštelės optiniu mikroskopu jau neįžiūrimos. Jų poros storis yra apie 0,1 mikrometro. Tokia struktūra vadinama trostitu, jos kietumas – apie 40 HRC. Griežtų ribų tarp šių įvairaus smulkumo perlitinės grupės struktūrų nėra, todėl paprastai nurodomas jų kietumas. Trostitas susidaro didžiausio austenito nestabilumo srityje. Kai anglinis plienas yra eutektoidinės koncentracijos, minimali austenito skilimo inkubacinio periodo trukmė – 0,5–1,0 sekundės. Žemesnėje kaip 500ºC temperatūroje geležies difuzija jau nevyksta. Perslinkti metale gali tik maži anglies atomai, todėl pasikeičia peraušintojo austenito skilimo kinetika ir susidarantys skilimo produktai. Peraušintąjį austenitą laikant 500º–250º C temperatūroje, susidaro persotintojo ferito ir karbidų mišinio struktūra – beinitas. Beinitinis virsmas prasideda intensyviai, bet neapima viso austenito tūrio. Neskilusi austenito dalis, ilgai laikoma aukštoje temperatūroje, gali virsti perlitu, o aušinama – arba išlikti, arba virsti martensitu.

Kai labiau peraušintas austenitas pradeda skilti tokioje temperatūroje, kurioje nevyksta nei geležies nei anglies difuzija, susidaro martensitas. Izotermiško laikymo martensitu virsta tik dalis austenito. Kad martensitinis virsmas vyktų toliau, izotermiško laikymo nepakanka – reikia

15

nepertraukiamai aušinti. Taigi martensitinio virsmo pradžios temperatūra Ms kartu yra ir apatinė austenito izoterminio skilimo riba. Martensitinio virsmo pradžios temperatūra Ms priklauso nuo plieno anglingumo ir jame esančių legiravimo elementų kiekio.

Peraušintojo austenito izoterminio skilimo diagramos yra svarbios terminio apdorojimo teorijai, jos padeda analizuoti fazinius virsmus, taip pat leidžia parinkti izoterminio atkaitinimo ir izoterminio grūdinimo režimus. Tačiau daugumos terminio apdorojimo būdų pagrindinis procesas – nepertraukiamas austenito aušinimas. Todėl izoterminės diagramos, aiškindamos kokybiškąją virsmų dalį, negali kiekybiškai įvertinti nepertraukiamai aušinamo austenito pasikeitimų. Pastaruoju atveju sudaromos termokinetinės diagramos, kurios vaizduoja jo skilimą esant įvairiam aušinimo greičiui. 3.2 pav. vaizduojama eutektoidinio anglinio plieno termokinetinė diagrama.

3.2 pav. Aušinimo kreivės termokinetinėje austenito skilimo diagramoje: V1 = 1–

10°C/min; V2 = 1–10°C/s ; V3 = 40–50°C/s; V4 = 70–80°C/s; V5 = Vkr = 150°C/s; V6 = 200–300°C/s

Labai lėtai aušinamas austenitas (1°–10°C/min) pradeda skilti maždaug 710°C

temperatūroje, susidarant stambiaplokščiam perlitui, kurio kietumas yra apie 15–20 HRC. Aušinant ore (1–10°C/s), susidaro sorbitas – smulkiaplokštelinis perlitas, kurio kietumas yra apie 30 HRC. Aušinant dar greičiau (40°–50°C/s), austenito skilimas prasideda žemesnėje kaip 600°C temperatūroje ir susidaro trostitas, kurio kietumas yra apie 40 HRC. Tašku 1 žymima trostito susidarymo pradžia, o 2 tašku – pabaiga. Kai aušinimo greitis padidėja iki 70°–80°C/s, 3 taške prasidėjęs trostitinis virsmas 4 taške sustoja. Tarp 4 ir 5 taškų plienas aušta nesikeičiant sandarai. 5 taške trostitu nepavirtusi austenito dalis pradeda virsti martensitu. Aušinant šiuo greičiu, susidaro mišri trostito ir martensito struktūra. Didėjant aušinimo greičiui, vis labiau mažėja trostito bei daugėja martensito ir, esant greičiui V5 = 150°C/s, trostito jau nesusidaro – susidaro vien martensitinė struktūra. Aušinant bet kuriuo didesniu greičiu, liniją Ms atitinkančioje temperatūroje (taške 6) pradeda susidaryti tik martensitas. Minimalus greitis, kuriam esant aušinamas austenitas virsta vien martensitu, vadinamas kritiniu aušinimo arba kritiniu grūdinimo greičiu. Diagramoje – V5 = Vkr. 3.3–3.5 pav. vaizduojamos plieno terminio apdorojimo metu gautos mikrostruktūros.

16

3.3 pav. Eutektoidinio plieno (C = 0,8 % ) mikrostruktūra – perlitas, padidinta 500 kartų

3.4 pav. Eutektoidinio plieno mikrostruktūra – trostitas, padidinta 500 kartų.

3.5 pav. Eutektoidinio plieno mikrostruktūra – adatinis martensitas, padidinta 500 kartų Martensitas – tai visuma plokštelių pavidalo kristalų, turinčių tetragonalinę, t. y. anglimi

persotintojo ferito, gardelę. Kuo daugiau pliene yra anglies, tuo labiau persotintas susidaro tirpalas, tuo jo gardelė būna labiau iškreipta ir tuo grūdintasis plienas yra kietesnis. Grūdintajame pliene yra dvi svarbiausios martensito atmainos: masyvusis ir adatiškasis. Masyviojo martensito yra mažaangliuose ir vidutinio anglingumo plienuose. Jis būdingas lygiagrečių martensito kristalų grupėms. Anglingesniems plienams būdingesnis adatiškasis martensitas. Smailėjančios martensito plokštelės pjūvyje matomos kaip „adatos“, tarpusavyje išsidėsto didesniais kampais.

Užduotis 1. Išnagrinėti termiškai apdorotojo plieno mikrostruktūras. 2. Paruošti plieno mikrošlifą ir jį išėsdinti.

17

3. Schemiškai nupiešti gautą mikrostruktūrą ir paaiškinti jos susidarymo sąlygas. 4. Išmatuoti plieno kietumą.

Įrenginiai ir medžiagos

Darbui atlikti reikalingi: optinis metalografinis mikroskopas, grūdintojo plieno bandinėliai, plienų mikrostruktūrų nuotraukos arba mikrostruktūrų atlasas, kietmatis.

Darbo eiga

1. Suderinti mikroskopą, kad didintų 200–300 kartų. 2. Paruošti grūdintojo plieno mikrošlifą ir jį išėsdinti. 3. Gautą mikrostruktūrą nupiešti 50 mm skersmens apskritime, rodyklėmis nurodant

jų struktūrines dedamąsias. 4. Po struktūrų piešiniu užrašyti terminio apdirbimo režimą ir kiek kartų mikroskopas

didina. 5. Išmatuoti plieno kietumą. 6. Apibūdinti nagrinėtas struktūras, nurodant jų savybes ir susidarymo sąlygas.

Ataskaitos turinys

1. Pateikti darbo pavadinimą ir tikslą, trumpas teorinės žinias, išvardinti darbui reikalingus įrenginius.

2. Aprašyti galimos termiškai apdorotų plienų struktūras. 3. Grafiškai ir raštu atlikti skyriaus „Darbo eiga“ 3, 4, 5, 6 numeriais pažymėtuose

punktuose nurodytus darbus. 4. Laboratorinio darbo išvados ir literatūra. 5.

Pastaba: ataskaitos 1 ir 2 punkto nurodymai turi būti parengti prieš dirbant laboratorinį darbą.

Kontroliniai klausimai

1. Paaiškinti austenito izoterminio skilimo diagramą. 2. Kas yra perlitas, sorbitas, trostitas, beinitas ir martensitas? 3. Ką parodo termokinetinės diagramos? 4. Koks turi būti aušinimo greitis, kad skylant austenitui susidarytų perlitas, trostitas,

martensitas? 5. Kas yra kritinis grūdinimo greitis? 6. Kokios savybės būdingos trostitinei sandarai? 7. Kokios savybės būdingos martensitinei sandarai?

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos. Vilnius: Žara. 1997, 510 p.

2. Pavaras, A.; Žvinys, J. Plienai. Kaunas: Technologija, 1995. 416 p. 3. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol.9. Metallography and Microstructures,

2000. 4. Encyclopedia of materials: science and technology/editors in chief, by K. H.

Buschow – Amsterdam, Elsevier, 2001. Vol.4. 5. Ambroza, P. ir kt. Medžiagotyra ir terminis apdorojimas. Laboratorinių darbų

metodiniai nurodymai. Mokomoji knyga. Kaunas: Technologija, 2002. 66 p.

18


PLIENO ĮGRŪDINAMUMO NUSTATYMAS GALINIO GRŪDINIMO BŪDU

Darbo tikslas Išmokti nustatyti svarbiausias grūdinamo plieno charakteristikas – užgrūdinamumą ir įgrūdinamumą. Savarankiškai nustatyti pateiktojo plieno užsigrūdinamumą.

Bendros teorinės žinios Užgrūdinamumas – plieno geba padidinti kietumą grūdinant. Tai priklauso nuo anglies kiekio jame: kuo jos daugiau, tuo kiečiau plienas užgrūdinamas. Įgrūdinamumas – plieno geba užsigrūdinti tam tikru gyliu esamomis grūdinimo sąlygomis. Tas pats gaminys, pagamintas iš vienokio plieno, gali būti užgrūdinamas visas, o pagamintas iš kitokio plieno, nors ir grūdinamas tuo pačiu būdu, užsigrūdina tik tam tikru gyliu. Pirmuoju atveju pageidaujamas savybes įgyja visas skerspjūvis, todėl terminio apdirbimo efektas išnaudojamas iki galo, o antruoju atveju – efektas tik dalinis, nors grūdinimo sąlygos tos pačios. Netolygios gaminių ir eksploatacinės savybės. Plieno įgrūdinamumas labiausiai priklauso nuo jo kritinio aušinimo greičio. Kuo šis greitis mažesnis, tuo lėčiau aušinant susidaro vienmartensitinė sandara. Todėl vienodu greičiu aušinant du plienus, giliau įsigrūdina tas, kurio kritinis aušinimo greitis mažesnis. 4.1 pav. vaizduojamos dviejų plienų termokinetinės nepertraukiamai aušinamo austenito skilimo diagramos. Kairioji – anglinio plieno, kurio kritinis aušinimo greitis yra didelis, o dešinioji – legiruotojo, kurio kritinis aušinimo greitis yra mažas. Anglinio plieno aušinimo greitis už kritinį grūdinimo greitį didesnis tik paviršiniame sluoksnyje, todėl tik šiame sluoksnyje yra vienmartensitinė sandara. Legiruotojo plieno aušinimo greitis net centre yra didesnis už jo kritinį grūdinimo greitį. Todėl šis plienas užsigrūdina ištisai, t. y. per visą skerspjūvį yra vienmartensitinė sandara.

4.1 pav. Kritinio aušinimo greičio įtaka anglinio ir legiruotojo plieno užsigrūdinimui: Vp – aušinimo greitis paviršiuje; Vc – aušinimo greitis centre; Vkr – kritinis aušinimo greitis Kritinis aušinimo greitis susijęs su austenito stabilumu. Kuo jis stabilesnis, tuo ilgiau neprasideda perlitinės grupės virsmas ir tuo lėčiau galima jį aušinti norint gauti vienmartensitinę sandarą. Labiausiai austenitą stabilizuoja legiravimo elementai ( Mo, Mn, Cr, Ni, W ). Kritinis grūdinimo skersmuo – tai toks didžiausias nagrinėjamo plieno gaminio skersmuo, kuris esamoje aušinimo terpėje užsigrūdina ištisai, per visą skerspjūvį susidarant vienmartensitinei sandarai. Jei leidžia techninės sąlygos, gaminio centre gali būti pusiau martensitinė sandara.

19

Skirtingas grūdinimo terpes atitinka skirtingo kritinio skersmens reikšmės. Aušinimo ramiajame vandenyje intensyvumą prilyginus vienetui, kitų aušinimo terpių intensyvumas yra toks: 0,2 – alyvoje nemaišant; 0,35 – alyvoje iš lėto maišant; 0,6 – alyvoje stipriai maišant; 1,0 – vandenyje nemaišant; 1,5 – vandenyje stipriai maišant;

2,0 – šarmo tirpale nemaišant; 5,0 – šarmo tirpale stipriai maišant.

Įgrūdinamumo kreivės – tai plieno kietumo kitimo tolstant nuo grūdinamojo paviršiaus kreivės, gautos matuojant specialiu Džominio (W. E. Jominy) pasiūlytu galinio grūdinimo įrenginiu. Bandinys ir jo galinio grūdinimo įrenginys vaizduojami 4.2 pav. Grūdinant įkaitintas bandinys įstatomas į specialų stovelį. Vanduo savuoju slėgiu pro žiotis aušina bandinio apatinį galą ir nubėga į surinkimo baką.

4.2 pav. Džominio įrenginys (a) ir bandinys plieno įgrūdinamumui nustatyti (b); 1 – bandinys, 2 vandens bakas, 3 – žiotis, 4 – vandens surinkimo bakas, 5 – vamzdelis, 6 – specialus stovelis

Ataušusio užgrūdintojo bandinio vienas šonas šlifuojamas ir kas 1,5 mm matuojamas jo kietumas. Gauti duomenys – kietumo ir atstumo nuo grūdinamojo galinio paviršiaus ─ atidedami grafiko koordinatėse. Atidėtus taškus sujungus sklandžia kreive, gaunama įgrūdinamumo kreivė. Tokios kreivės sudarymo pavyzdys pateiktas 4.3 pav. Čia brūkšniuotomis horizontalėmis pažymėtas martensitinės ir pusiau martensitinės zonos kietumas. Susikirtimas su šiomis horizontalėmis ir rodo įgrūdinamumą. Bet kurios markės plieno cheminė sudėtis gali kisti pagal atitinkamo standarto nurodytas ribas. Taigi JAV gaminamame pliene 4337 gali būti 0,34–0,41 % C; 0,65– 0,95 % Cr; 1,55–2,0 % Ni; 0,2–0,3 % Mo, taip pat Si ir Mn. Todėl nustatant tos pačios markės, bet skirtingų partijų plienų įgrūdinamumą, randamo kietumo reikšmės gali skirtis. Dėl šios priežasties standartiniuose įgrūdinamumo grafikuose įgrūdinimą rodo ne įgrūdinamumo kreivės, bet jo juostos, kurias riboja kraštutinių reikšmių įgrūdinamumo kreivių pora. Įgrūdinamumui nustatyti naudojami ir kitokie bandiniai. Pavyzdžiui, mažo įgrūdinamumo plienų aušinamajame galiniame paviršiuje padaroma kūginė įduba arba, kai plienas labai didelio įgrūdinamumo, bandinys aušinamas masyviame įtvare.

20

4.3 pav. Įgrūdinamumo kreivė pagal Džominio galinio grūdinimo bandinius

Užduotis: 1. Nustatyti pateiktojo plieno užgrūdinamumą; 2. Nustatyti pateiktojo plieno įgrūdinamumą; 3. Apytiksliai apskaičiuoti pateiktojo plieno kritinį aušinimo greitį; 4. Nustatyti, nuo ko priklauso pateiktojo plieno įgrūdinamumas.


Darbui atlikti reikalingi: tiriamojo plieno bandinys, elektros krosnelė su temperatūros matavimo įrenginiu, vanduo bandiniui aušinti, Džiominio galinio grūdinimo įrenginys, žnyplės, spaustukai ir dildė, Rokvelo tipo kietmatis, liniuotė arba slankmatis.

Darbo eiga 1. Įdėti bandinį į stovelį ir sureguliuoti grūdinimo įrenginį taip, kad atstumas nuo

vamzdelio žiočių iki bandinio aušinimo galo būtų 12,5 mm.; 2. Įkaitinti bandinį elektros krosnelėje iki 800–850°C ir išlaikyti joje 30 min.; 3. Užpildyti Džominio galinio grūdinimo įrenginio baką vandeniu; 4. Žnyplėmis įkaitintą bandinį iš krosnelės greitai perkelti į grūdinimo įrenginio

stovelį; 5. Atsargiai ir greitai atsukti vandens bako čiaupą. Vandens čiurkšlė turi apiplauti tik

bandinio galą, bet neaptaškyti jo cilindrinio paviršiaus. Aušinimo trukmė – ne mažesnė kaip 15 min.;

6. Įvertinti ataušintą bandinį spaustuvuose ir jo cilindriniame paviršiuje dilde padaryti 2–3 mm pločio takelį;

7. Matuojant slankmačiu arba liniuote, takelyje kas 1,5 mm pieštuku padaryti žymas kietumui matuoti;

8. Žymų vietose Rokvelo kietmačiu, pradedant nuo užgrūdintojo galo, matuoti kietumą;

9. Pagal matavimo rezultatus nubraižyti įgrūdinamumo kreivę HRC=f(l) ir nustatyti pusiau martensitinę zoną.

21

Ataskaita 1. Pateikti darbo pavadinimą ir tikslą, trumpą bendrą teoriją, išvardinti darbui

reikalingus įrenginius ir medžiagas; 2. Aprašyti plienų įgrūdinamumo nustatymo galinio grūdinimo būdu metodiką,

nubraižyti ir paaiškinti galinio grūdinimo įrenginio schemą; 3. Pateikti kietumo matavimo duomenis; 4. Nubraižyti tiriamojo plieno įgrūdinamumo kreivę, nurodant būdingąjį atstumą ir

plieno pusiau martensitinę zoną; 5. Atlikto darbo išvados ir naudota literatūra.


Kontroliniai klausimai: 1. Ką vadiname plienų užgrūdinamumu? 2. Ką vadiname plienų užsigrūdinamumu? 3. Nuo ko priklauso plienų įgrūdinamumas? 4. Kokia struktūra vadinama pusiau martensitine? 5. Kada įgrūdinamumas laikomas ištisiniu ir kada neištisiniu? 6. Kokiais metodais gali būti nustatytas užgrūdintojo sluoksnio gylis? 7. Kokia yra įgrūdinamumo nustatymo Džominio galinio grūdinimo būdu metodo

esmė? 8. Ką vadiname plienų kritiniu aušinimo greičiu? Nuo ko jis priklauso?

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos.Vilnius: Žara, 1997. 510 p.

2. Pavaras, :A., Žvinys, J. Plienai. Kaunas: Technologija, 1995. 416 p. 3. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol.9. Metallography and Microstructures,

2000. 4. Encyclopedia of materials: science and technology/editors in chief, by K. H.

Busehow – Amsterdam: Elsevier, 2001. vol.4.

22


KETAUS MIKROSTRUKTŪROS TYRIMAS

Darbo tikslas Išnagrinėti baltojo, pilkojo, stipriojo ir kaliojo ketaus mikrostruktūras. Išmokti nustatyti

ketaus mikrostruktūrą ir jos dedamąsias. Ištirti ketaus mechaninių savybių priklausomybę nuo struktūros.

Bendrosios teorinės žinios Ketus (seniau vadintas špižiumi) – geležies, anglies ir kai kurių priemaišų (Mn, Si, Cr ir

kt.) lydinys, kuriame gali būti nuo 2,14 iki 6,67 % anglies. Pagal gamybos būdą ir susidarančią struktūrą skiriamos dvi pagrindinės ketaus rūšys: cementitinis ketus, kuriame beveik visa anglis su geležimi sudaro cheminį junginį – cementitą Fe3C (jis dėl šviesaus blizgančio lūžio vadinamas baltuoju), ir grafitinis ketus, kuriame didesnioji anglies dalis yra laisvojo grafito pavidalo (jo pagrindinė atmaina dėl pilkojo lūžio vadinama pilkuoju ketumi). Baltasis ketus susidaro tada, kai išlydytas ketus kristalizacijos metu sparčiau aušinamas arba kai į jo sudėtį įeina ne daug grafitizaciją skatinančio silicio. Baltojo ketaus struktūroje yra daug ledeburito, kurio pagrindą sudaro kiečiausioji Fe–C lydinių sudedamoji dalis – cementitas. Ledeburitas – tai eutektika, kuri 1147º C temperatūroje kristalizuojasi iš skystojo tirpalo, kai jame yra 4,3 % C. Ją sudaro austenito (perlito žemesnėje kaip 727º C temperatūroje) stiebeliai cementito matricoje. Baltasis ketus yra kietas (apie 500 HB), trapus, jo negalima apdirbti spaudimo būdu, sunkiai apdirbamas pjovimo būdais. Grafitinis ketus gaunamas dviem technologiniais būdais: pirma, liejant reikiamos sudėties išlydytą lydinį ir, antra, liejant baltąjį ketų, kuris vėliau grafitizuojamas, laikant jį aukštoje temperatūroje, t. y. atkaitinant į kalųjį ketų. Grafitas – kristalinė anglies modifikacija, turinti heksagoninę gardelę. Ši nemetalinė sudedamoji dalis yra labai minkšta (3–5 HB), lengva (2,5 g/cm3), laidi elektrai, atspari chemiškai, turi aukštą lydymosi temperatūrą (apie 3550ºC). 1pav. pavaizduoti grafito intarpai ketuje.

5.1 pav. Grafito intarpai neėsdintajame ketuje Liejant įprastiniu būdu, gaunamas pilkasis ketus. Pilką atspalvį lūžiui suteikia laisvo grafito plokštelės. Kai prieš išpilstymą šis ketus modifikuojamas priemaišomis, kurios keičia grafitizacijos pobūdį, ir stingimo metu susidaro rutulėlių pavidalo grafitas, gaunama grafitinio ketaus atmaina, vadinama stipriuoju ketumi. Kai sferoidizuojančių priemaišų (ferosilicio, silikokalcio, nikelio, magnio, cerio) dedama mažiau, gaunama stipriojo ketaus atmaina su vermikuliariniu (lot. vermis – kirmėlė) grafitu. Kaliajame ketuje grafitas susidaro atkaitinimo metu skylant cementitui. Atkaitinimo grafitas esti dribsnių, trupinėlių pavidalo. 5.2–5.5 pav. pavaizduotos ketaus mikrostruktūros.

23

a b 5.2 pav. Baltojo ketaus mikrostruktūra, padidinta 500 kartų (balta spalva – cementitas, pilka – perlitas, juoda – grafitas, adatos struktūroje - martensitas)

a b

5.3 pav. Pilkojo ketaus mikrostruktūra, padidinta 500 kartų: a – neėsdintasis ketus, b – ėsdintasis ketus; (juodos juostos – grafitas, balta spalva – feritas, pilka – perlitas) Pilkojo ketaus stiprumas, taip pat ir kitos mechaninės savybės priklauso ir nuo grafito intarpų formos, ir nuo metalinio pagrindo sandaros. Grafito intarpai apibūdinami keliomis charakteristikomis: grafito kiekiu (užimamu tūriu), intarpų dydžiu bei forma ir jų išsidėstymo pobūdžiu. Kuo ketuje mažiau anglies, tuo mažiau jame grafito, tuo geresnės jo stiprumo charakteristikos. Tačiau ne mažiau svarbu, kaip grafitas išsidėstęs. Kai grafito intarpai susmulkinti, jų neigiamas poveikis mažesnis, o kai grafito plokštelės sudaro bendrus derinius – metalinis pagrindas pažeistas labiau. Nuo grafito intarpų formos didele dalimi priklauso ketaus plastiškumas: pilkojo ketaus su plokšteliniu grafitu santykinis pailgėjimas sudaro 0,2–0,5 %, su vermikuliariniu – 1–1,5 %, kaliojo ketaus su dribsnių formos grafitu – 5–10 %, o su rutuliniu grafitu – 10–15 %. Metalinio pagrindo įtaka ketaus plastiškumui yra nedidelė, tačiau nuo jo labai priklauso kietumas bei stiprumas: feritinio ketaus kietumas – apie 150 HB, perlitinio – apie 250 HB. Grafito įtaka ketaus kietumui nedidelė. Grafito įtaka ketuje nėra vien neigiama. Jis sudaro birią drožlę ir tuo palengvina ketaus apdorojimą pjovimu, turi tepimo savybių – tad pagerina antifrikcines savybes. Ketus atsparesnis korozijai už anglinį plieną, tačiau gerokai sunkiau jį suvirinti.

24

a b 5.4 pav. Kaliojo ketaus mikrostruktūra, padidinta 500 kartų : a – neėsdintasis ketus (metalinis pagrindas ir dribsnių formos grafitas), b – ėsdintasis ketus (grafitas ir perlitas)

a b

padidinta 100 kartų padidinta 250 kartų

5.5 pav. Stipriojo ketaus mikrostruktūra (balta spalva – feritas, pilka – perlitas, juoda – grafitas)

Pilkasis ketus žymimas atsižvelgiant į jo stiprumą. Lietuvoje pilkasis ketus žymimas pagal standartus LST EN 1560 ir LST EN 1561. Skiriamas šių markių pilkasis ketus: EN-GJL-100; EN-GJL-150; EN-GJL-200; EN-GJL-250; EN-GJL-300; EN-GJL-350. Skaičiai rodo ketaus stiprumą Rm, N/mm². Stipriojo ketaus markė rodo jo stiprumą ir santykinį pailgėjimą (EN 1563:1997). Pavyzdžiui, EN-GJS-350-22 ketus yra Rm= 350 N/mm², A= 22 %.

Rusijos pilkasis ketus žymimas slavų abėcėlės raidėmis CЧ ir skaitmenimis, rodančiais tempimo stiprumo ribą MPa 10-l. Pagrindinės šio ketaus markės yra CЧ 10, CЧ 15, CЧ 20, CЧ 25, CЧ 30, CЧ 35. CЧ 10 markės ketus tinka nedidelėms apkrovoms ir nedildomiems liejiniams. Tai įvairūs gaubtai, stovai, dėžės, dangčiai. CЧ 15 ketus tinka tada, kai apkrovos šiek tiek didesnės. Dažnai tai įvairūs mašinų gamyboje naudojami plonasieniai liejiniai.

Plačiai naudojamų CЧ 20 ir CЧ 25 markių ketus gali būti ferito su perlitu ar vien perlito matricos. Čia grafito plokštelės yra ir smulkesnės, ir labiau susisukusios. Iš šio ketaus daromos detalės, kurioms tenka didesnė statinė bei dinaminė apkrova, ir kurių sienelės storis gali siekti 60–100 mm. Tai staklių stovai, cilindrų blokai, krumpliaračiai, variklių karteliai ir kitos detalės.

Stipriausių markių pilkasis ketus (CЧ 30 ir CЧ 35) gaunamas modifikuojant grafitu, ferosiliciu arba silikokalciu. Todėl kartais jis vadinamas modifikuotuoju ketumi. Perlito

25

matricoje yra nestambių, viena nuo kitos izoliuotų grafito plokštelių. Šis ketus tinka gaminti detalėms, dirbančioms sunkiausiomis darbo sąlygomis: cilindrų bloko gilzėms, skirstymo velenams, krumpliaračiams, taip pat gero hermetiškumo gaminiams – siurblių ir kompresorių korpusams arba pneumatinei bei hidraulinei stabdžių ir kitai armatūrai. JAV pilkasis ketus pagal ASTM (American Society for Testing Materials) standartą skirstomas į septynias klases: 20; 25; 30; 35; 40; 50 ir 60. Šie skaičiai nusako garantuojamą minimalią tempimo stiprumo ribą, išreikštą tūkstančiais svarų (1 pound – 453,6 g) į kvadratinį colį (1 inch = 25,4 mm). Taigi nurodytosios markės atitinka tokią N/mm 2 išreikštą tempimo stiprumo ribą: 140; 176; 211; 246; 281; 351 ir 422. Nustatant anglies kiekį ketuje reikia turėti bandinio mikrostruktūros piešinį, iš kurio nustatome struktūrų dedamąsias procentais. Struktūrų dedamųjų užimamą plotą padidintą 100 kartų, taip pat galima vizualiai stebėti pro mikroskopą. Anglies kiekis apskaičiuojamas pagal formulę: Ck = Cf + Cp + Cc + Cl + Cg = 0,01 (0,006 Хf + 0,8 Хp + 6,67 Хc + 4,3 Хl + 100/3,5 Хg ), čia Ck – bendras anglies kiekis ketuje, %; Cf, Cp, Cc, Cl, Cg – anglies kiekiai ferite, perlite, cementite, ledeburite, grafite, %; Хf, Хp, Хc, Хl, Хg – atitinkamų struktūrinių dedamųjų užimami plotai, %.

Užduotys

1. Paruošti ketaus mikrošlifą. 2. Nupiešti neėsdintojo ketaus bandinio paviršių. 3. Atlikti neėsdintojo šlifo metalografinį tyrimą. 4. Išėsdinti ketaus šlifą ir nupiešti gautą mikrostruktūrą. 5. Atlikti ėsdintojo ketaus šlifo metalografinį tyrimą ir nustatyti atskiras struktūrines

dedamąsias procentais. 6. Apskaičiuoti anglies kiekį ketuje.


1. Optinis metalografinis mikroskopas. 2. Tiriamojo ketaus bandinėlis. 3. Šlifavimo popierių komplektas ir stiklas. 4. Vanduo šlifui nuplauti, filtravimo popierius ir reaktyvai mikrostruktūrai išryškinti. 5. Ketaus mikrostruktūrų nuotraukos arba struktūrų atlasas.

Darbo eiga 1. Paruošti ketaus bandinėlį mikrostruktūrai nustatyti. 2. Suderinti metalografinį mikroskopą, kad reikiamai didintų (100–300 kartų). 3. Apžiūrint pro mikroskopą poliruotą neėsdintąjį šlifo paviršių, nustatyti grafito intarpų

formą ir išsidėstymą metale. Matomą vaizdą nupiešti 50 mm skersmens apskritime. 4. Atsižvelgiant į grafito intarpų formą, nustatyti tiriamojo ketaus tipą (pilkasis, stiprusis,

kalusis arba baltasis). 5. Išėsdinti šlifo paviršių ir žiūrint pro mikroskopą nupiešti gautą mikrostruktūrą 50 mm

skersmens skritulyje. 6. Piešinyje nurodyti ketaus struktūrines dedamąsias, užrašyti jų pavadinimus ir kiekį

procentais. 7. Apskaičiuoti anglies kiekį ketuje. 8. Paaiškinti ketaus mechaninių savybių priklausomybę nuo struktūros ir anglies kiekio. 9. Parengti darbo ataskaitą.

26

Ataskaitos turinys

1. Pateikti darbo pavadinimą, tikslą, užduotį, trumpą teoriją, darbui atlikti reikalingus įrenginius ir medžiagas.

2. Nupiešti matomą pro mikroskopą neėsdintojo šlifo paviršiaus vaizdą 50 mm skersmens apskritime.

3. Nupiešti matomą pro mikroskopą ėsdintojo šlifo paviršiaus vaizdą 50 mm skersmens apskritime, nurodyti ketaus struktūrines dedamąsias, užrašyti jų pavadinimus ir kiekius procentais.

4. Aprašyti tiriamojo ketaus tipą. 5. Atlikti anglies kiekio ketuje skaičiavimus. 6. Pateikti darbo išvadas. 7. Nurodyti naudotą literatūrą.



1. Kokie Fe–C lydiniai vadinami ketumi? 2. Kas yra baltasis ketus ? Kokia jo struktūra ir savybės? 3. Kokios formos grafito intarpai yra pilkajame ketuje? Kokia būna jų metalinio pagrindo

struktūra ir savybės? 4. Kokios formos grafito intarpai yra stipriajame ketuje? Kokia būna jo metalinio pagrindo

struktūra ir savybės? 5. Kaip gaunamas kalusis ketus? Kokia jo grafito intarpų forma, metalinio pagrindo

struktūra ir savybės? 6. Kokią įtaką ketaus mechaninėms savybėms turi grafito intarpų kiekis, jų forma ir

išsidėstymas metale? 7. Kas yra grafitas? Kaip apibūdinami grafito intarpai? 8. Kas yra ledeburitas? Kaip jis susidaro? 9. Kokios priemaišos dažniausiai būna ketuje? 10. Kur naudojamas ketus? 11. Kaip žymimas pilkasis ketus Rusijoje? 12. Kaip žymimas pilkasis ketus JAV?

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos. Vilnius: Žara, 1997. 510 p. 2. Žvinys, J. Konstrukciniai lydiniai. I d. Ketus. Žinynas. Kaunas: Technologija, 1999. 204

p. 3. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol.9. Metallography and Microstructures, 2000. 4. Encyclopedia of materials: science and technology/editors in chief, by K.H. Buschow –

Amsterdam: Elsevier, 2001. Vol.4. 5. Ambroza, P. ir kiti. Medžiagotyra ir terminis apdorojimas. Laboratorinių darbų

metodiniai nurodymai. Mokomoji knyga. Kaunas: Technologija, 2002. 66 p.

27


VARIO LYDINIŲ MIKROSTRUKTŪROS TYRIMAS

Darbo tikslas Išmokti savarankiškai atlikti pagrindinių vario lydinių mikrostruktūrų analizę. Išnagrinėti žalvarių ir bronzų savybes ir mikrostruktūras.

Bendrosios teorinės žinios Varis – raudonos spalvos metalas, pasižymintis dideliu šilumos ir elektros laidumu,

pakankamu atsparumu korozijai, geru suvirinamumu. Jis lengvai apdirbamas spaudimo būdu, tačiau sunkiai –pjovimo būdu.

Varis yra gana sunkus (8,9 g/cm3), nelabai stiprus (σB = 220 MPa), plastiškas (δ = 50 %, Ψ = 75 % ) metalas. Kristalinė gardelė – kubinė, centruoto paviršiaus (KCP ).

Didžiausia pagaminto vario dalis naudojama elektrotechnikos ir radiotechnikos pramonėje. Konstrukciniams lydiniams sunaudojama 30–40 % vario. Lietuvoje varis žymimas pagal standartą LST EN 1412:2000. Pavyzdžiui, Cu1897, Cu1898. Pagal standartą EN 13347 varis žymimas atitinkamai CuAg1, CuSn1MnSi. Rusijoje techniškai grynas varis žymimas raidėmis M ir skaičiais, apibūdinančiais grynumą: M00 (99,99 % Cu), M0 (99,97 % Cu), M1 (99,9 % Cu), M2 (99,7 % Cu), M3 (99,5 % Cu). Markėje gali būti papildomų raidžių, apibūdinančių kokybę, pavyzdžiui, M00δ – bedeguonis varis, M1к – katodinis varis. Kai varis yra kietas, prirašoma raidė T, kai varis minkštas – raidė M. Kitose šalyse technikoje naudojamas varis žymimas cheminiu simboliu, reiškiančiu procentinį grynumą. Taip pat gali būti rašomos papildomos raidės, kurios apibūdina vario kokybę. Pavyzdžiui, JAV pagal standartą UNS varis žymimas C raide ir skaičiais.

Pagrindiniai JAV naudojami variai yra šie: C10100 (Oхygen free electronic copper OFE) turi turėti ne mažiau kaip 99,99 % Cu; C10200 (Oхygen free copper OF) turi ne mažiau kaip 99,95 % Cu; C11000 (Electronic tough pitch copper ETP) turi ne mažiau kaip 99,90 % Cu.

Vario stiprumą ir kietumą galima padidinti šaltai deformuojant. Atkaitintojo vario stiprumo riba – 22 MPa, deformuotojo 10 % – 270 MPa, deformuotojo 30 % – 320 MPa, deformuotojo 90 % – 450 MPa (santykinis pailgėjimas atitinkamai sumažėja nuo 50 % iki 38 %, 15 % ir 3 %).

Kuo varis grynesnis, kuo mažiau jame priemaišų, tuo jis laidesnis elektrai. Techniškai grynas varis yra plastiškas, bet nestiprus. Mašinose jis naudojamas retai: įvairioms plastiškoms tarpinėms, labai laidžioms šilumai dalims. Vario lydiniai stipresni, technologiškesni, dažnai gerų antifrikcinių savybių. Vario lydinius įprasta skirstyti į tris grupes: žalvarį – vario lydinį su cinku, bronzą – vario lydinį su kitais elementais, išskyrus cinką ir nikelį, ir įvairios paskirties vario ir nikelio lydinius (melchiorus Cu – Ni, naujasidabrius Cu – Ni – Zn, kunialius Cu – Ni – Al ).

6.1 pav. Vario Cu1470 (sulfur-bearing copper, 99,9 % Cu) mikrostruktūra, padidinta 200 kartų

28

Žalvaris yra vario lydinys su cinku ir kitais papildomais elementais. Cinkas yra pigesnis už varį, todėl žalvariai yra pigiausi vario lydiniai. Cinkas deoksidina varį, padidina jo stiprumą, šiek tiek sumažina elektrinį laidumą. Kai lydinyje yra ne daugiau kaip 39 % cinko, susidaro vienalytis kietasis cinko tirpalas varyje, žymimas raide α. Vienfazis žalvaris yra plastiškas. Kai cinko yra daugiau – 39–46 %, struktūroje greta kietojo tirpalo atsiranda intermetalinio junginio CuZn, žymimo raide β, dalelių. Kai dvifaziame žalvaryje β fazės nedaug, padidėja žalvario stiprumas, bet sumažėja plastiškumas. Kai šios fazės daug, lydinys pasidaro trapus ir menkavertis kaip konstrukcinė medžiaga.

Europoje žalvariai žymimi Cu4700, Cu4701, Cu6800 arba kaip cheminiai junginiai atitinkamai – CuZn40, CuZn40SnSiMn, CuZn40Ni.

Paprastieji žalvariai Rusijoje žymimi raide Л (латунь – žalvaris). Deformuojamuose žalvariuose nurodomas vidutinis vario kiekis procentais (Л96 – 96 % Cu, 4 % Zn; Л63 – 63 % Cu, 37 % Zn), o liejamuose – rašoma cinką žyminti raidė Ц ir nurodomas vidutinis cinko kiekis procentais (ЛЦ40C – 40 % Zn, 1 % Pb, likusioji dalis varis ). Legiruotųjų arba daugiakomponenčių žalvarių markėse nurodomi legiravimo elementai ir jų vidutinis kiekis procentais. Pavyzdžiui, jūrinis žalvaris ЛO70-1 (70 % Cu, 1 % Sn, 29 % Zn), lengvai apdirbamas pjovimo būdu. ЛC59-1 (59 % Cu, 1 % Pb, 40 % Zn) žalvarį galima stipriai deformuoti. Legiruotųjų žalvarių stiprumą labiausiai padidina aliuminis ir alavas, šiek tiek mažiau manganas. Aliuminis ir silicis padidina išlydyto žalvario takumą, o alavas, manganas ir nikelis – atsparumą korozijai. Švinas palengvina apdirbimą pjovimo būdu ir pagerina antifrikcines savybes, bet sumažina stiprumą. JAV atskiros žalvario rūšys turi pavadinimus: Naval Brass – jūrinis žalvaris, Yellow Brass – geltonasis žalvaris. Tačiau kai kuriuose prekybiniuose pavadinimuose žalvaris vadinamas bronza: Commercial Bronze, 90 % (90 % Cu, 10 % Zn), Jewelry Bronze, 87,5 % (87,5 % Cu, 12,5 % Zn). JAV žalvariai vadinami Wrought brasses. Dažniausiai naudojami žalvariai yra: C26000 (Cartrige brass, 70 %), 70 % Cu, 30 % Zn; C26800 (Yellow brass, 66 %), 66 % Cu, 34 % Zn; C28000 (Muntz metal, 60 %), 60 % Cu, apie 40 % Zn ir 0,30 % Pb; C33500 (Low-leaded brass), 62–65 % Cu, 0,25–0,7 % Pb, likusioji dalis – cinkas; C35000 (Medium-leaded brass, 62 %), 60–63 % Cu, 08–2,0 % Pb, likusioji dalis – cinkas; C44300 (Arsenical admiralty), 70–73 % Cu, 0,8–1,2 % Sn, likusioji dalis – cinkas.

6.2 pav. Žalvario Cu4700 mikrostruktūra, padidinta 55 kartus. Tamsi spalva – varis, šviesi – cinkas

Bronza yra vario lydiniai su įvairiais elementais, išskyrus cinką ir nikelį. Atsižvelgiant į pagrindinį legiravimo elementą, bronzas įprasta skirstyti į dvi grupes: alavines ir nealavines (aliuminines, silicines, berilines bei kitas). Bronzos gali būti dvikomponentės ir daugiakomponentės, deformuojamosios ir liejamosios. Į daugiakomponenčių bronzų sudėtį gali įeiti ir šiek tiek cinko bei nikelio.

29

Europoje bronza žymima: alavinė bronza – Cu5180, Cu5210 pagal cheminį žymėjimą – CuSn6P, CuSn9P; aliumininė bronza – Cu6061, Cu6100 (CuAl5Mn1Ni1, CuAl8); manganinė bronza – Cu6338 (CuMn13Al7). Vario ir nikelio lydiniai žymimi Cu7061, Cu7158, pagal cheminį žymėjimą atitinkamai – CuNi10, CuNi30.

Rusijoje bronzos žymimos raidėmis Бр. Deformuojamųjų bronzų markėse pirma rašomos legiravimo elementus žyminčios raidės, paskui šių elementų vidutiniai kiekiai procentais, pavyzdžiui, БрОЦС 4-4-2,5 – vario lydinys su 4 % alavo, 4 % cinko ir 2,5 % švino arba БрАЖН10-4-4 – vario lydinys su 10 % aliuminio, 4 % geležies ir 4 % nikelio.

Alavinės bronzos (10–12 % Sn) pasižymi geromis antifrikcinėmis savybėmis. Jos atsparios korozijai, mažai susitraukia liejamos, todėl iš jų galima pagaminti sudėtingos formos liejinius. Tačiau šiems liejiniams būdingas gerokas mikroporėtumas. Naudojamos tokių markių bronzos: БрО10Ф9 (9–11 % Sn, 0,8–1,2 % P, likusioji dalis – varis), БрОФ 6,5–0,4 (6–7 % Sn, 0,26–0,4 % P, likusioji dalis – varis). Taip pat plačiai naudojamos bronzos БрОЦС 4-4-2,5, arba БрО5Ц5С5.

Aliumininė bronza – vario lydinys su aliuminiu (5–11 % Al), yra stipresnė ir atsparesnė korozijai už alavinę bronzą. Iš jos daromos įvairios svarbesnės detalės – krumpliaračiai, įvorės, guoliai, spyruoklės, elektros įrenginių detalės. Iš jos kalamos monetos, medaliai. Pagrindinis aliumininės bronzos trūkumas – išlydyta turi polinkį oksiduotis bei sugerti dujas. Optimalių savybių turi bronzos БрA5, БрA7 ir БрФЖН 10-4-4.

Berilinė bronza yra labai stipri, tampri, atspari korozijai, pakankamai laidi elektrai ir šilumai, lengvai tekinama, bet kartu brangi (berilis maždaug 200 kartų brangesnis už varį, tuo tarpu alavas ir nikelis – tik 4 kartus brangesnį už varį). Iš berilinės bronzos gaminamos svarbių prietaisų spyruoklės, spyruokliniai kontaktai, membranos, dildomi kumšteliai, taip pat nekibirkščiuojantys įrankiai. Ji plačiai naudojama elektronikoje. Dažniausiai naudojamos bronzos yra БрБ2 ir БрБНТ1.9.

Silicinė bronza naudojama kaip pigesnis alavinių bronzų pakaitalas antifrikcinėms detalėms gaminti, taip pat kaip berilinių bronzų pakaitalas, gaminant didelio tamprumo detales – spyruokles arba membranas, ypač kai jos eksploatuojamos gėlame arba jūros vandenyje. Dažnai naudojama bronza БрКН 1-3 arba БрКМц 3-1.

JAV plačiai naudojamos šios bronzos: C51000 (Phosphor bronze, 5A), 4,2 – 5,8% Sn, likusioji dalis yra varis; C63000 (Aliuminum bronze, 10 %), 9–11 % Al, 2–4 % Fe, 4–5,5 % Ni, likusioji dalis – varis; C92600 (Leaded tin bronze), 86–88 % Cu, 0,8–1,5 % Pb, 1,3–2,5 % Zn, likusioji dalis – alavas; C17200 (Berylium copper), 1,8–2,0 % Be, 0,2 % Al, 0,2 % Si.

6.3 pav. Alavinės bronzos Cu5180 mikrostruktūra, padidinta 200 kartų

30

6.4 pav. Berilinės bronzos Cu1720 mikrostruktūra, padidinta 200 kartų

Užduotis 1. Išnagrinėti vario lydinių struktūras. 2. Nustatyti vario lydinio tipą. 3. Aprašyti gautą mikrostruktūrą ir apytikslias lydinio savybes.


1. Optinis metalografinis mikroskopas. 2. Vario lydinių bandinėliai. 3. Stiklas ir šlifavimo popierių komplektas. 4. Vario lydinių mikrostruktūrų nuotraukos arba mikrostruktūrų atlasai.

Darbo eiga

1. Suderinti mikroskopą didinti 100–300 kartų. 2. Paruošti ir išėsdinti vario lydinio mikrošlifą. 3. Vizualiai išnagrinėti ir nupiešti gautą bandinio struktūrą 50 mm skersmens apskritime. 4. Piešinyje rodyklėmis nurodyti struktūros dedamąsias ir taip pat nustatyti, kokios tai grupės

lydinys – vienfazis arba dvifazis.

Ataskaitos turinys 1. Pateikti darbo pavadinimą ir tikslą, trumpai – bendras teorines žinias ir apibūdinti užduotį. 2. Pateikti nupieštą vario lydinio mikrostruktūrą, nurodant struktūrines dalis. 3. Aprašyti gautą mikrostruktūrą ir paaiškinti, kur gali būti naudojamas pateiktas lydinys. 4. Pateikti atlikto darbo išvadas. 5. Nurodyti naudotą literatūrą. Pastaba: ataskaitos 1 punkto nurodymai turi būti parengti prieš dirbant laboratorinį darbą.


1. Kokių savybių turi varis? 2. Kaip žymimas varis Europoje? 3. Kaip žymimas varis JAV? 4. Kokia vario stiprumo ir kietumo priklausomybė nuo deformavimo laipsnio? 5. Kas yra žalvaris? Jo pagrindiniai privalumai ir trūkumai. 6. Kaip žymimas žalvaris Europoje? 7. Kaip žymimas žalvaris JAV? 8. Kas yra bronza? Kurios bronzos dažniausiai naudojamos pramonėje?

31

9. Bronzų žymėjimas Europoje ir JAV. 10. Alavinių bronzų pagrindiniai privalumai ir trūkumai. 11. Aliumininių bronzų pagrindiniai privalumai ir trūkumai. 12. Berilinių bronzų pagrindiniai privalumai ir trūkumai. 13. Silicinių bronzų pagrindiniai privalumai ir trūkumai. 14. Vario ir nikelio lydinių skirstymas ir žymėjimas.

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos. Vilnius: Žara, 1997. 510 p. 2. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol. 9. Metaaography and Micostructures, 2000. 3. Encyclopedia of materials: science and technology/ editors in chief, by K.H. Buschow –

Amsterdam: Elsevier, 2001. Vol. 4.

32


ALIUMINIO LYDINIŲ MIKROSTRUKTŪROS TYRIMAS

Darbo tikslas Išmokti savarankiškai atlikti aliuminio lydinių mikrostruktūrų analizę. Susipažinti su

aliuminio lydinių savybėmis ir mikrostruktūromis.

Bendrosios teorijos žinios Aliuminis – labiausiai paplitęs ir plačiausiai technikoje naudojamas negeležinis metalas.

Tai atsparus korozijai, laidus šilumai bei elektrai, neaukštos lydymosi temperatūros (660 ºC), lengvas (2,7 g/cm³), plastiškas sidabro spalvos metalas. Techniškai grynas aliuminis yra nestiprus (tempimo stiprumo riba – 50–80 MPa), bet jo lydinių stiprumas gali siekti 170– 250 MPa. Todėl jis labai pageidautinas transporte, ypač aviacijoje.

Aliuminis labai giminingas deguoniui, todėl šviežias metalo pjūvis sparčiai oksiduojasi. Susidariusi kelių atomų storio oksido Al2O3 plėvelė yra nelaidi deguoniui ir saugo aliuminį nuo tolesnės oksidacijos. Išgrynintas aliuminis tinka gaminti įvairiems maisto bei chemijos pramonės indams ir talpoms, bet jis yra nestiprus. Todėl dažniau naudojamas komerciškai grynas aliuminis, kuriame yra maždaug 1 % priemaišų. Iš jo pagaminta produkcija sudaro beveik 90 % pagaminto aliuminio.

Europoje aliuminis ir jo lydiniai žymimi pagal standartus: EN 1780-1, EN1780-2, EN1780-3.

Techniškai grynas aliuminis pagal standartą LST EN 573 žymimas raidėmis Al ir skaičiais, rodančiais aliuminio kiekį. Pavyzdžiui, Al 99,99 yra 99,99 % Al, Al 99,5 yra 99,5 % Al.

Rusijoje techniškai grynas aliuminis žymimas raide A ir skaičiais, rodančiais, keliomis procento dalimis aliuminis yra grynesnis kaip 99 %; pavyzdžiui, užrašas A99 atitinka 99,99 % Al, A95 – 99,95 % Al, A5 – 99,5 % Al, A0 – 99,0 % Al. Deformuojamasis komercinis aliuminis žymimas raidėmis AD. Jei jis sukietintas šaltai deformuojant, markės pabaigoje rašoma raidė H („нагартованный“). Kai norima pažymėti, kad aliuminis nesukietintas, markės pabaigoje rašoma raidė M („мягкий“). Kai aliuminis pusiau kietintas, markės pabaigoje rašoma raidė П. Deformacinis sukietinimas stiprumą padidina iki dviejų kartų.

7.1 pav. Aliuminio A99,2 (0,8 % Mg) mikrostruktūra (tamsūs taškai – titano karbido

intarpai aliuminyje), padidinta 200 kartų Aliuminio stiprumas gerokai padidėja, sulydžius jį su kitais elementais. Pagrindiniai

aliuminio lydinių legiravimo elementai yra varis, magnis, silicis, manganas ir cinkas. Daugelis

33

šių elementų su aliuminiu sudaro kietuosius tirpalus. Jie taip pat gali sudaryti intermetalinius junginius (CuAl2, Al3Mg, Mg2Si). Aliuminio lydiniai skirstomi dvejopai: pagal produkcijos gamybos būdą (į deformuojamuosius ir į liejamuosius) ir pagal terminį apdorojimą (į termiškai stiprinamuosius ir į termiškai nestiprinamuosius).

Termiškai nesustiprinti deformuojamieji lydiniai gaunami sulydžius aliuminį su manganu (1–1,6 %) arba magniu (iki 7 %). Šie lydiniai yra plastiški, lengvai deformuojami, gerai suvirinami, šiek tiek atsparesni korozijai už komercinį aliuminį, tačiau nelabai stiprūs. Šių lydinių ruošiniai – lakštai, strypai, vamzdžiai, įvairūs profiliai bei kaltiniai – tinka laivų bei mažų valčių konstrukcijose, buitiniams gaminiams, statyboje (langų ir durų rėmams, rezervuarams, stogo dangoms ir kitoms įvairioms konstrukcijoms). Rusijoje deformuojamieji termiškai nestiprinamieji Al-Mn lydiniai žymimi raidėmis AМц, o Al-Mg lydiniai – AMг1-AMг6 (skaičius rodo vidutinį magnio kiekį procentais).

Būdingiausia deformuojamųjų termiškai stiprinamų aliuminio lydinių grupė yra duraliuminiai (taip pavadinti pagal juos gaminti pradėjusią „Durenmetal“ gamyklą). Tai aliuminio lydiniai su variu (3,8–4,8 % ), magniu (0,6–1,5 %) ir manganu (0,4–0,8 %). Į jų sudėtį gali įeiti ir kitų priemaišų (pavyzdžiui, struktūrai susmulkinti – 0,1 % titano ). Grūdintasis duraliuminis yra plastiškas, ilgainiui jo stiprumas didėja. Grūdinimo metu užsifiksuoja persotintojo kietojo tirpalo vienfazė struktūra. Grūdintojo ir sendintojo duraliuminio tempimo stiprumo riba sudaro maždaug 440 MPa, t. y. prilygsta plieno Cт3 stiprumui. Technologinio duraliuminio kokybė yra prasta: sunkiai liejamas, deformuojamas tik nedideliais greičiais, suvirinant trūkinėja, grūdinant tenka laikytis siauro įkaitinimo temperatūros intervalo (pavyzdžiui, 500 ± 5º C).

7.2 pav. Duraliuminio AlCu4Mg1 (4,4 % Cu, 0,6 % Mn, 1,5 % Mg) mikrostruktūra,

padidinta 500 kartų Aliuminio lydiniai Europoje gali būti žymimi ir cheminiais simboliais (pavyzdžiui,

duraliuminis – AlCu4Mg2, AlCu4Mg1). JAV deformuojamieji aliuminio lydiniai žymimi keturženkliu skaičiumi: pirmasis

skaitmuo rodo lydinio tipą ir pagrindinį legiravimo elementą (1 – techniškasis aliuminis, 2 – lydinys su variu, 3 – lydinys su manganu, 4 – lydinys su siliciu, 5 – lydinys su magniu, 6 – lydinys su magniu ir siliciu, 7 – lydinys su cinku, 8 – lydinys su kitais elementais); antrasis skaitmuo rodo specifinę lydinio modifikaciją; trečiasis ir ketvirtasis – arba aliuminio grynumą, arba lydinio porūšį (numerį). Rusijoje duraliuminis žymimas raide D ir skaičiumi (pavyzdžiui, D1, D16). Rusiškąjį duraliuminį D16 atitinka JAV 2024 markės lydinys. Rusijoje ir JAV kietintųjų lydinių markės pabaigoje rašoma raidė H, o termiškai apdorotų – T, tačiau įvairios terminio apdirbimo rūšys šiose šalyse žymimos skirtingais skaitmenimis, pavyzdžiui, grūdintasis ir sendintasis lydinys Rusijoje žymimas T1, o JAV – T4.

34

Aviakonstrukciniai elementai iš duraliuminio dažniausiai jungiami kniedėmis. Korozijos atžvilgiu geriausiai tiktų kniedės iš tos pačios markės duraliuminio, tačiau jas tektų naudoti tuoj po grūdinimo, nes sendinimo inkubacinis periodas labai trumpas, ir gana greitai sumažėja jų plastiškumas. Todėl kniedės daromos iš lydinių, kuriuose mažiau pagrindinių kietinimo elementų, t. y. magnio arba vario. Tai lydiniai B65 (4,2 % Cu; 0,2 % Mg), B94 (2,1 % Cu; 1,4 % Mg; 6,4 % Zn; 0,1 % Ti).

7.3 pav. Silumino AlSi19 (19 % Si, 0,6 % Cu, 0,4 % Mn, 1% Mg) mikrostruktūra,

padidinta 100 kartų Liejamieji aliuminio lydiniai naudojami fasoniniams liejiniams, todėl turi būti mažo

subėgimo, gerai užpildyti formą, lengvai apdirbami pjovimo būdu ir pakankamai stiprūs bei atsparūs korozijai, neturi turėti polinkio karštiems liejimo įtrūkimams ir porėtumui. Pagrindiniai jų legiravimo elementai – silicis, varis, magnis, kartais manganas, titanas, nikelis ir berilis.

Europos Sąjungos standarte EN 1706 nurodytos liejamojo aliuminio lydinių markės, kurios sudarytos iš lydinio komponentų raidžių simbolių ir skaičių, rodančių tų elementų kiekį procentais. Pavyzdžiui, AlSi12 lydinys turi iki 12 % Si; AlSi5Cu3 – iki 5 % Si ir iki 3 % Cu. Liejamieji aliuminio lydiniai Rusijoje žymimi raidėmis AЛ ir numeriu, o JAV – triženkliu skaičiumi, kurių pirmasis skaičius rodo pagrindinį legiravimo elementą (1 – Cu, 2 – Mg, 3 – Si, 6 – Zn, 7 – Sn). Tačiau galimi ir kitokie žymėjimai.

Užduotis 1. Išnagrinėti deformuojamųjų aliuminio lydinių struktūras. 2. Ištirti liejamųjų aliuminio lydinių struktūras. 3. Ištirti šių struktūrų susidarymą ir lydinių naudojimo sritis.


Darbui atlikti reikalingi: metalografinis mikroskopas, aliuminio lydinių bandinėliai, stiklas ir šlifavimo popierių komplektas, mikrostruktūrų nuotraukos arba mikrostruktūrų atlasas.

Darbo eiga 1. Suderinti mikroskopą didinti 100–300 kartų. 2. Paruošti aliuminio lydinių mikrostruktūras. 3. Nupiešti gautas mikrostruktūras 50 mm skersmens apskritime ir rodyklėmis nurodyti

pagrindines struktūrų dedamąsias. 4. Paaiškinti nagrinėtųjų lydinių savybes ir taikymo sritis.

35

Ataskaitos turinys

1. Pateikti darbo pavadinimą, tikslą ir užduotį, trumpas teorines žinias, išvardinti darbui atlikti reikalingus įrenginius ir medžiagas.

2. Pateikti gautų mikrostruktūrų piešinius, nurodant pagrindines struktūrines dedamąsias. 3. Pateikti struktūrų susidarymo aprašymus.



1. Kokiomis savybėmis pasižymi aliuminis? 2. Kas yra komerciškai grynas aliuminis? 3. Kaip žymimas aliuminis Europoje? 4. Kaip markiruojamas aliuminis Rusijoje? 5. Kaip markiruojamas aliuminis JAV? 6. Kaip skirstomi aliuminio lydiniai? 7. Kur naudojami deformuojamieji termiškai nestiprinami lydiniai? 8. Kokios sudėties yra duraliuminis? 9. Kaip duraliuminis žymimas Europoje? 10. Kaip duraliuminis žymimas JAV? 11. Kokias savybes turi liejamieji aliuminio lydiniai? 12. Kokie yra būdingesnieji aliuminio liejamieji lydiniai?

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos. Vilnius: Žara, 1997. 510 p. 2. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol. 9. Metaaography and Micostructures, 2000. 3. Encyclopedia of materials: science and technology/ editors in chief, by K.H. Buschow -

Amsterdam: Elsevier, 2001. Vol. 4. 4. Žvinys, J.; Šniuolis, R. Inžinerinės medžiagos. Mokomoji knyga. Kaunas: Technologija, 2002. 108 p.

36


TITANO LYDINIŲ MIKROSTRUKTŪROS TYRIMAS

Darbo tikslas Išmokti savarankiškai atlikti titano lydinių mikrostruktūrų analizę. Susipažinti su titano lydinių mikrostruktūromis.

Bendros teorinės žinios Titanas gana lengvas (tankis 4505 kg/m3), sidabriškai pilkos spalvos metalas. Jo lydymosi temperatūra – maždaug 1665 ºC. Kristalinė sandara normalioje temperatūroje – heksagoninė tanki, o aukštesnėje kaip 882 ºC – kubinė centruotojo tūrio. Techniškai gryno titano mechaninės savybės labai priklauso nuo to, kiek jame įprastinių priemaišų (N, C, O, H). Pagausėjus priemaišų nuo 0,1 % (grynesniame jodidiniame titane) iki 1,0 % (komerciniame titane), tempimo stiprumo riba padidėja maždaug nuo 240 iki 660 MPa, takumo riba – nuo 140 iki 560 MPa, o santykinis pailgėjimas sumažėja nuo 55 iki 25 %. Absoliutinis titano lydinių stiprumas mažesnis kaip stipresniųjų plienų, bet titanas yra 42 % lengvesnis už geležį ir todėl jo lydinių santykinis stiprumas didesnis kaip šių plienų. Titano lydiniai pakeičia plienus, kai reikia sumažinti gaminių masę. Aliuminio lydiniai yra dar lengvesni, bet jie neatsparūs kaitrai, todėl, kai darbo temperatūra aukštesnė (iki 400 °C), titano lydiniai pakeičia ir aliuminio lydinius. Pagrindinis titano privalumas tas, kad jo lydiniai tinka darbui didelio šalčio sąlygomis (iki – 253 ºC). Be to, titanas labai atsparus korozijai – jūros vandenyje ir azoto rūgštyje prilygsta nerūdijančiam plienui, o druskos rūgštyje – net patvaresnis. Aukštesnėje kaip 400 °C temperatūroje titanas aktyviai sugeria dujas – vandenilį, deguonį, azotą, anglies oksidus. Kai šių elementų koncentracija didesnė, jie sudaro junginių fazes – hidridus, oksidus, nitridus bei karbidus. Dėl to sumažėja titano ne tik plastiškumas, bet ir technologiškumas. Atsižvelgiant į ore aušinamų lydinių susiklostančią sandarą, titano lydiniai skirstomi į α , β ir α+β lydinius. Titano α lydiniai yra termiškai stabilūs, gerai suvirinami, pakankamai plastiški. Šiai grupei priskiriamas techniškai grynas titanas (BT1-0, BT1-1) ir legiruotasis aliuminio titanas (BT3, BT5). Aliuminis sumažina titano lydinių tankį ir polinkį vandeniliniam tirpumui, padidina jų stiprumą, atsparumą aukštesnėje temperatūroje bei tamprumo modulį. Titano α lydiniai termiškai nestiprinami. Technologinės jų savybės pagerinamos, papildomai legiruojant 2,5 % alavo (BT5-1), rečiau – cirkoniu. Lydinys BT5-1 yra vienas iš plačiausiai naudojamų šios grupės lydinių; iš jo gaminami įvairūs ruošiniai: lakštai, vamzdžiai, viela, profiliniai strypai, įvairiausi kaltiniai.

8.1 pav. α titano (Ti-5Al-2,5Sn) mikrostruktūra, padidinta 100 kartų

37

Šiai grupei artimi pseudoalfa–titano lydiniai, kurių sudėtyje yra maždaug 2 % β stabilizatorių, pavyzdžiui, 1,5 % mangano (OT-4) arba molibdeno su vanadžiu, kartais ir neutraliųjų elementų, pavyzdžiui, cirkonio (BT20). Kadangi šių lydinių sandaroje yra šiek tiek β fazės, tai jie ir išlaiko α lydinių privalumus ir yra technologiškai plastiškesni. Titano β lydiniai yra kubinės kristalinės gardelės, todėl jie yra plastiškesni, tačiau blogiau suvirinami, linkę intensyviau oksiduotis bei absorbuoti vandenilį. Nedidelis jų ir lyginamasis stiprumas. Šios grupės titano lydiniai naudojami retai, nes, norint gauti vienfazę betą sandarą, tenka pridėti daug brangių β stabilizatorių (V, Mo, Nb, Ta), todėl jie yra brangūs.

8.2 pav. β titano (Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo) mikrostruktūra, padidinta 250 kartų Atkaitinti pusiausvyros būsenos titano α+β lydiniai yra dvifaziai. Jie legiruoti aliuminiu ir β-stabilizatoriais, kurių kiekis ne didesnis už kritinį (t. y. reikalingą vienfazei β struktūrai užtikrinti). Šiems lydiniams, pavyzdžiui, BT6 (4 % Al, 6 % V ), būdingas geras stiprumo, plastiškumo bei technologinių savybių derinys: jie lengvai deformuojami, suvirinami įvairiais būdais, pakankamai gerai apdirbami pjovimo būdu.

8.3 pav. α+β titano (Ti-7Al-4 Mo) mikrostruktūra, padidinta 200 kartų JAV titano lydinių markėse nurodomas vidutinis legiravimo elementų kiekis, pavyzdžiui, Ti-5 Al-2,5 Sn (atitinka BT5-1), Ti-6 Al-4V (atitinka BT6), o Ti-4 Al-3 Mo-lV yra artimas Rusijos lydiniui BT14. Tačiau kai kurių lydinių sudėtis gali gerokai skirtis, pavyzdžiui, Ti-8 Mn, Ti-8 Al-2 Nb-1 Ta, arba Ti-3 Ai-13 V-11 Cr.

38

1 lentelė. Titano lydinių pagal CR ISO 15608 grupavimo sistema Grupė Pogrupis Titano ir titano lydinių tipai 51. Grynasis titanas 51.1. Titanas iš O2 <0,20% 51.2. Titanas iš 0,20%< O2 ≤0,.25% 51.3. Titanas iš 0,25< O2 ≤0,35% 51.4. Titanas iš 0,35<O2 ≤0,40% 52. Alfa lydiniai (1) 53. Alfa ir beta lydiniai (2) 54. Artimi beta lydiniams ir beta lydiniai (3)

1. Lydiniai, įeinantis į 52 grupę: Ti-0,2Pd; Ti-2,5Cu; Ti-5Al-2,5 Sn; Ti-8Al-1Mo-1V; Ti-6Al-2Sn-4Zr-2 Mo; Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8 Mo. 2. Lydiniai, įeinantis į 53 grupę: Ti-3Al-2,5V; Ti-6Al-4V; Ti-6Al-6V-2Sn; Ti-7Al-4 Mo. 3. Lydiniai, įeinantis į 54 grupę: Ti-10V-2Fe-3Al; Ti-13V-11Cr-3Al; Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn; Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4 Mo.

Dėl didelio atsparumo korozijai titano lydiniai plačiai naudojami chemijos pramonėje, statant povandeninius laivus ir greitaeigius katerius, tačiau pagrindinis veiksnys, paskatinęs intensyviai plėsti titano gamybą, buvo aviacijos ir kosminės technikos plėtotė. Čia svarbus didelis lyginamasis titano lydinių stiprumas, ypač aukštesnėje kaip 250 °C temperatūroje, kuriai netinka aliuminio lydiniai. Titano lydiniai naudojami lėktuvų ir raketų korpusams, suskystintųjų dujų talpoms ir kitoms detalėms gaminti. Titano lydiniai išlieka plastiški iki –253 °C, todėl tinka kriogeninėje technikoje. Kadangi titanas nemagnetiškas, tinka atominiuose reaktoriuose, superlaidumo generatoriuose. Titano lydinių plėtimosi koeficientas atitinka keramikos dirbinių plėtimąsi, tad jie gali būti suvirinami su keramika, pavyzdžiui, kaip elektrodai. Titano lydiniai taip pat naudojami medicinoje – įrankiams, išoriniams ir vidiniams protezams, kaulų fiksatoriams daryti. Maisto pramonėje iš titano lydinių daromi separatoriai, šaldytuvų dalys, cisternos ir kitos maistui laikyti talpyklos.

Užduotis 1. Ištirti titano lydinių savybes ir mikrostruktūras. 2. Paruošti titano lydinio mikrošlifą, nupiešti struktūrą ir nustatyti lydinio grupę.


Darbui atlikti reikalingi: metalografinis mikroskopas, titano bandinėliai mikrošlifams gaminti, stiklas ir šlifavimo popierių komplektas, titano mikrostruktūrų nuotraukos arba mikrostruktūrų atlasas.

Darbo eiga 1. Suderinti mikroskopą, kad didintų 100–300 kartų. 2. Paruošti titano lydinių mikrostruktūras. 3. Nupiešti gautas mikrostruktūras 50 mm skersmens apskritime ir rodyklėmis nurodyti

pagrindines struktūrų dedamąsias. 4. Paaiškinti nagrinėtų lydinių savybes ir taikymo sritis.

Ataskaitos turinys

1. Nurodyti darbo pavadinimą, tikslą ir užduotį, trumpas teorines žinias, išvardinti darbui atlikti reikalingus įrenginius ir medžiagas.

2. Nupiešti gautas mikrostruktūras ir nurodyti pagrindines struktūrines dedamąsias. 3. Aprašyti, kaip šios struktūros susidarė.

39



1. Kokiomis savybėmis pasižymi titanas? 2. Kas yra komerciškai grynas titanas? 3. Kaip markiruojamas titanas Rusijoje? 4. Kaip markiruojamas titanas JAV? 5. Kaip skirstomi titano lydiniai? 6. Kur naudojami deformuojamieji titano lydiniai? 7. Kokios sudėties yra α titanas? 8. Kokios sudėties yra β titanas? 9. Kokioje minimalioje temperatūroje titanas išlieka plastiškas? 10. Kokios savybės būdingos α+β lydiniams? 11. Kur medicinoje naudojami titano lydiniai?

Literatūra

1. Kulikauskas, L. Medžiagotyra. Konstrukcinės medžiagos. Vilnius: Žara, 1997. 510 p. 2. ASM Handbook, Metals Handbook, Vol. 9. Metalography and Microstructures, 2000. 3. Encyclopedia of materials: science and technology/ editors in chief, by K.H. Buschow –

Amsterdam: Elsevier, 2001. Vol. 4. 4. Žvinys J.; Šniuolis, R, Inžinerinės medžiagos. Mokomoji knyga. Kaunas: Technologija,

2002. 108 p. Ivanas Višniakas Medžiagotyra II Laboratorinių darbų metodikos nurodymai Redagavo N. Žuvininkaitė 2003 04 25. 5,00 apsk. leid. l. Leido Vilniaus Gedimino technikos universiteto leidykla ,,Technika”, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius

40

1 laboratorinis darbas supaŽindinimas su metalŲ...

Documents