UNIVERZITET U TUZLIMAŠINSKI FAKULTETPredmet:KONSTRUKCIONI MATERIJALI

Laboratorijska vježbaBr.1

METALOGRAFSKA ISPITIVANJA IDIJAGRAM STANJA Fe-Fe3C

Student:SMAJLOVIC ALMIRBr.indeksa:II_276/08

Datum:22.01.2009 g.

Potpis asistenta:_________________1. Nacrtati i obilježiti metastabilni dijagram stanja Fe-Fe3CFe-Fe3C dijagram nacrtati i na A3 formatu

Slika:

slika MF 01

2. Kako se mijenja kristalna rešetka željeza sa promjenom temperature?

Kada zagrijavamo željezo ono ima prostorno centriranu kubnu rešetku sve do temperature od 927 ˚C.Na toj temperaturi ono mijenja kristalnu rešetku u površinski centriranu.Daljnjim zagrijavanjem do temperature 1400 ˚C kada ponovo mijenja u prostorno centriranu kubnu rešetku.

Slika:

3. Definisati sljedeće pojmove:

a) Ferit (α-Fe)je čvrsti rastvor sa umetnutim atomima ugljika u rešetku α-Fe.Maksimalna sadržaj ugljika je do 0.09 % na temperaturi od 727 ˚C,snižavanjem temp. rastvorljivost opada do 0.005 % na temp. 0 ˚C

b) Ferit (δ-Fe)je čvrsti rastvor sa umetnutim atomima ugljika u rešetki δ - Fe sa sadržajem ugljika do 0,09% na temp. 1465 ˚C.

c) Austenit (γ-Fe)je čvrsti rastvor sa umetnutim atomima ugljika u rešetki γ-(Fe) sa sadržajem ugljika do 2,11% na temp.1148˚,snižavanjem temp.opada rastvorljivost ugljika do 0,8% na temp. od 727˚C.

d) Cementit (Fe-Fe3C)je kemijsko jedinjenje željeza i ugljika sa sadržajem ugljika od 6,67%.

e) Perlit je eutektoidna smjesa forita i cementita i nastaje razlaganjem autenita sa sadržajem 0,8% C na temp. 723˚C.

f) Ledeburitje eutetička smjesa austerita i cementita i nastaje očvršćavanjem legure željeza i ugljika sa sadržajem 4,3% C na temp.od 1147˚C.

4. Napisati sledeće reakcije:

a) EutektičkaJe reakcija u kojo se tečna faza preobražava u dvije čvrste faze i to:austent(2,11% C) i jedinjenje Fe3C (sa 6,67˚C).temp.1148˚C

b) EutektoidnaFaza je gdje austenit prelazi u čvrste faze i to:ferit(sa 0,02% C) i Fe3C(6,67%).Temp. reakcije 727˚C.

c) Peritektička Na temp.1495˚C tečna faza prelazi u δ-Fe (0,09 % C) gdje sa formira austenit γ(Fe).

5. Čelici su:Legura željeza i ugljika sa sadržajem ugljika do 2,11%.

6. Gvožđa su:Legure željeza i ugljika sa sadržajem ugljika preko 2,11%.

7. Metalografska ispitivanja predstavljaju:

Ispitivanje metala i legura u nauci tehnici.Ova ispitivanja se vrše da bi se utvrdila unutrašnja struktura metala ilegura.Postoje dvije metode ispitivanja:-Mikroskopska i – Makroskopsaka ispitivanja.

8. Cilj metalografskih ispitivanja:

Cilj ovih ispitivanja je da se utvrdi struktura metala u unutrašnjosti odnosno da se utvrdi njegova mehanička i tehnološka svojstva.Kao npr. (zatezna,čvrstoća,tvrdoća,žilavost,dinamička izdržljivost,sposobnost za varenje,lijevanje,mehaničku obradu i dr.)i da se utvrde greške u strukturi ako ih ima.

9. Navesti faze pripreme metalografskih uzoraka.

U I fazi se vrši uzimanje uzoraka to se vrši na (strugovima,glodalicama itd.) sa malim brzinama rezanja.Ukoliko su uzorci malih dimenzija onda su oni utiskuju uz metale sa malom točkom topljenja ili u organske materije ili plastične mase.U II fazi vrši se brušenje.Brušenje se izvodi tako da se dobije što ravnija površina uzoraka.Brušenje se izvodi najprije na toeilom različite tvrdoće i finoće a poslije na hartiji.Broj obrtaja iznosi od 200 do 1000 u minuti.Temp.ne smije da (bude veća od 80 do 100˚C.III faza je poliranje i ova obrada točka da ukloni sve pruge zaostale brušenjem.Kao sredstva za poliranje koriste se razne paste.IV faza je faza ispiranja uzoraka u destilovanoj vodi u kojo se nalazi kap amonijaka poslije se stavi u alkohol isuši na toplomzraku.V faza je u kojo se uzroci stavljaju reagense za nagrizanje.Sredstvo za nagrizanje ima zadatak da nagrize granice zrna i da se jasno vide granice zrna.Nakon nagrizanja uzorak je spreman za posmatranje.

10. Koristeći metastabilni dijagram stanja Fe-Fe3C nacrtati krive hlađenja za legure sa:

a) 1,2%C ; b) 2,8 %C ; c) 5,5 %C ,

Oznake na dijagramima uskladiti sa oznakama na Fe3C dijagramu.

Dijagrami:

Slika MF 01 (A3 format)

Pojasniti predstavljene krive hlađenja:

Prvi sastav je sa 3 %C. imamo da se sa tačke istopljenog metala vrši hlađenje do temp. 1490˚ na toj točki dolazi samo do promjene brzine hlađenja i tako se hladi do temp.1380˚ i na toj točki dolazi samo do promjene brzine hlađenja do temp.850˚ ponovo dolazi do promjen brzine hlađenja do temp.727˚ gdje dolazi do zastoja i od te točke legura se hladi do 0˚.

Drugi sastav legure je sa 4%C.Imamo hlađenje do temp.1380˚ tu imamo promjenu brzine hlađenja do temp.1270˚ gdje se ponovo mijenja brzina hlađenja taj se proces nastavlja do temp.1020˚ gdje imamo promjenu hlađenja do tačke od 727˚ gdje dolazi do zastoja a dalje se hladi do 0˚.

Treći sastav legure je od 5.7%C.Imamo hlađenje do temp.1480˚ gdje dolazi do promjene brzine hlađenja do točke od 1147˚ gdje dolazi do zastoja poslije leguru hladimo do temp.727˚ gdje imamo ponovan zastoj i kasnije se hladi sa normalnom brzinom hlađenja do 0˚.

11. Izračunati procentualni udio i sastav faza u legurama (Fe-Fe3C)

a) 4%C temp. T=3900˚C

b) 1%C temp. T=600˚C

c) 2%C temp. T=1300˚C

I kriva

austenit +Fe3C perlit + ledeburit

a=4-1,25=2,75 a=3-0,025=2, 975 b=6,67-1=5,67 b=4,3-3=1,3 c=2,75+2=2,75 c=2,975+1,3=4,275

%austenit=a/c¸*100%=1% %Fe3C=b/c*100%=2,09% II kriva

a = 4-1,25=2,75b=6,67-4=2,67

c = 2,75+2,67=5,42

austenit+Fe3C=100%%austenit=a/c*100%=50,7% %Fe3C=b/c*100%=49,3%

a=4-1,25=2,75b=4,3-4=0,3c=2,75+0,3=3,05

austenit+ledeburit

%austenit=90,1%%ledeburit=9,9%

III kriva

a = 5,7 – 4,3 = 1,4b = 6,67 – 5,7=1,15

Rastop + γ c = 2,55

%γ=

%R=

12. Navesti i objasniti metode ispitivanja veličine zrna

Postoje dvije vrste ispitivanja veličine zrna i to:

- metoda poređenja sa slikama etalona i - metoda brojanja zrna- obuhvaćenih površina- po liniji

1-Metoda poređenja sastoji se iz toga da se slikaju zrna i poslije upoređuju sa etalonima koja su standardizirama po ASTM-u.Standardni etalona za upoređivanje ima 8.

2-metoda obuhvaćenih površina jke gdje se pravi fotosnimak i poslije napravi proizvoljna kružnica na snimku i broje se zrna koja su obuhvaćena površinom i zrna presječenih kružnicom.

Srednji prečnik se računa po formuli:

površina kruga

broj zrna zahvaćenih kružnicombroj zrna na kružniciuvećanje mikroskopa

0,5 - koeficijent

3-metoda brojanja zrna po liniji.To je metoda u kojoj se povuče proizvoljan broj linija usvojene dužine.Broje se sva zrna presječena sa linijom.Srednji prečnik se računa po obrazcu:

p - usvojeni broj linija (5-10)l – dužina jedne usvojene linije

broj zrna presječenih usvojenim linijamauvećanje mikroskopa

Sva dodatna objašnjenja stavljati u prilog sa odgovarajucom oznakom