Atlas Struktur Metalograficznych
description
Transcript of Atlas Struktur Metalograficznych
-
g'
-,",:il:.:"J:?:,iil,;.::1#:^i-,n:}T1d,'".,i.j9..i:.ir#:ft'""..;ffi::iiii:}iir'*x#ftiliilil1'ilil1fiil*::* "lt.l;,:;lui;:r'Jil:.:'i";i:;il;-g.toee
,"tyt.uto.'"i, za rozmaitir _ na
#tl#:*f:::';,**:;,f"fi"i:::-:ir.i,:'il#1*ffii;t1Ki*fiJi?iJT:l!::XX1:!'.-i|f;il:*:';/E**::.ffi:::Tliil:,T1.:;;;;.;;,",
i""i ,vrt" aro o"""i ich zrnicowania pocl
wzgldem orientacji oo"l'"''o'i".1 ' oani"*i"niu c1o ptaszczyzny szlilu.
rej orientacji krystalograficZaLemdveziarnazyl:**,*lr!:,3iffi;,1ffi'*;1;|,ili.ffi r'j, j.'..#x,*:;:::;;;::#;#"#;*";i.k,';."9*1^,..ii?", i**T:* lx"ffiix*..i.Jiji,1*!!'i,"j'l:*"n,""J.,1,'",'Ty**iT:j;::;;;k;ffi ffi i#JitT**ill"iT,",ff-?:;lJ#:":Tiff 11:lialstpstwo przebiegu pro
Na zrijciach przeclstal
A' Zr6'nicov,nnie orientacji krYstalo8raficznej'':T'",'',u
B, Zr znicowanie oricntacji krystatograficznej procluktw
rozktadu
bainitycznej luktw rozkaduC, ZrlZri"o*anie orientacj i kry
stalograficznej proc
bainitYcznej
austenitu w grnym zakresie przemlany
austenitu w clolnym zakresie przelnlany
50 pn
-
lr.F.t;fi{i
Na cztefech zdjciach przeclstawiono.to samc, pole wiclzenia przy Zastosowaniu
rnyclr sposobow
owiet lcnia sz| i fu w rnikroskopie, a |nianowlc le:
^' . .^.^/I^ .{^ n^\
A. Przyowiet'eniu * ,,n"i" :^,",. rt,, tzn.*1T|1,:lfjltJ[':a::iixilJjtrs'^:f;T||";ili.l"' '".
; ff"".*':'iill'f:ffiTlx]i,il;rTiii-w\zkwiata,.ktra po oclbiciu uchoclzi poza obiektyw,
jasneoclbicie,u,,o",u,,in-oi.|,ii,,y*io,y,helementwtopograf ii.
C. Przyowietleniu u',".i"'o .polo,i,o'uny*, o.u,"
"on**nio oat,i"i" elementom zakrzywiajcyrn bieg
strumienia wiata' lzszczepionym w pryzmacie Wo|lastona, zapcwniajcym
" *}"i;'#:ii"JH[J:il"'f"xi:lrK:Iffij; i'li; ;;;eznicowani",zczeg66w topogratii szlifu'
Przeclmiotem "n,",'""iii",, 1ik.":]::tyji:* **:'ff?ff,"J-iJ',1"?,:J,';';1l,i:"w pr6-ni prz,y
nr.. iioo .C i ostuc|zonego powoli, by zapewntc rozKlao
a:lsl!:ulu : ^::;: .
ru,^|,,",, *.'t.ot *t,"",i, natomiast
Selektyrre po,o'oni":,o"talu zapewnio obrys granic ziarn austenitu'i kraterv
wok wtrce , natol
clyt.uzyjny rozkad uu,,"ni.u.*|o'odow't ''.."^"*fn"
j,,.,'; p"*i"'"chni )iam i delikatny obrys kolonii
oerlitu. Sfadowanin. powier".h,.,i . efbktem ,""jli,r,-g""ni' "io,n
wzt|uz paszczyzn bliniaczych
austenltu. 100un
-
Przedrniotemobserwacj ispodstawowestrukturyukaduelazo-cementyt i lustrujcebuclowroskopowstopwwstanie,tt izony'dorwnowagi 'tzn.poumiarkowaniepowolnyrnstuclzeniu.
Szcz'eg{|nosobliwo stanowi struktura austenitu stali eutektoidalnej ujawniona po wygrzaniu
szlit.u przy
l200.C w komorz prniowej. orzymano p,"", o.$o,o*anie obrys.ziarn,.a.orientacj
ziarn i bliniakow
utrwa'ono przez ut|enlent" ;";i"..^"i 'p,.o*ad"onym clo komory prniowej w lnaej iloci po ro7'poc7'c|L|
studzenia szlit-u.
Pozostae struktury ujawniono przez tray, efiie nitalem i przedstawiaj one kolejno:
Struktur ferrytyczn o stosunkowo cluych ziarnach"
Struktr-rr l.errytyczno-pe r|ityczn,typow dla $tali zawierajcej ok. 0,37o C.
strukfur; perlityczn stali zawierajcej ok, o,87o C.
. t.. '..^|: ^''+-l.r^i.tllStrrrktr"rr sferoiclytu ot,zymanpnez toagutoc1
pytek perlitu stali eutektoidalnej.
Struktur stali narleutekt"iJ"r.".i, ,no'''ionu;" si wydzieleniem siatki cementytu na
granicach z,iarn
o strukturze perlitycznej' -rsnych wydzielef cementytu, eutektyki oraz ciemnych. Strrrktur ledeburytu przemienionego, zoon
z 1i
skupisk Perlitu.
' Struktur cementytu pierwotnego w postaci dugich igie na tle eutektyki' '.
. Ciemne wydzielenia g,aritu nait" struktury narlcutektycznej zoorrej z perlitu i cementytu'
Wszystkiemikrolbtograf iewykonanoprzypowik.szeniuok.200x,ktreoznaczonoporwnawczymlcinkiem o clugoci l00 pm.
100unl*
-
We wszystkich przypadkach struktur ujawniono przez trawienie nitalcm.
Pierwsze trzy ztljcia wykonano przy takirn sarnym powikszeniu, a r nice budowy wynikaj z wpywu
przechorlzeniaprzcmiany austenitu na perlit. Im wikszejest przechoclzenie, tynl trudniej rozpozna pytkow
Luclow perlitu, ale te tym wyraniej przejawia si zrnicowanie kontrastu koloriii perlitycznych o odnrienncj
oricntacji pytek.
ostatnie zdjcic wykon^no przy znacznie wikszym powikszeniu grrrbo-ptytkowego perlitu. Na nim
zaznacza si wyranie ksztat pytek cementytu, potlobne tch roznieszczenie w poszczegrilnych koloniach,
oraz podobnie j asna tonacja jak osnowy ferryty cznej.
100un
100um
100um
50 un
-
Zestawienie ilustruje cztery przykady niejednorodnoci stali podeutektoidalnych wygrzanych w zakresre
temperatur pocztku roZrostu ziain i ostutlzonych na powietrzu. Dotycz one w szczeglnoci:
A. sta]i mikrostopowej, zawierajcej |iczne aktywne zarodki krystalizacji Ibrrytu, a w obszarach rozrostu ziafn
austenitu rna zdolno do pizechodzenia, sprzyjajc uformowaniu struktury perlitycznej.
B. stali niskostopowej o licznych aktywnych zarodkach krystalizacji ferryttl i podwyszonej zdolnoci do
przechorlzenia, sprzyjajcej formowaniu bainitu grnego w obszarach fozrostu ziarn austenitu.
C. Stali niskostopowej o ograniczonej licztrie aktywnych zarodk w krystalizacji ferrytu i ograniczoncj
skonnoci clo przechodzenia sprzyjajcej formowaniu ferrytu w ukadzie Widrnannstittena w obszarach
rozrostu ziarn austenitu
D. Stali niskostopowej o ograniczonej |iczbie aktywnycb zarodkw krystalizacji ferfytu i podwyszonc.i
skonnoci do przechtoclenia sprzyjajcej lbrrr-rowaniu bainitu dolrrego w obszarach rozrostu ziartr
austenitu.Zestawienie ujawnia, e:
1' Rozrost ziarn wystpuje w obszarach nie zawierajcych aktywnych zarodk w dla c|yfuzyjrrego rozkadtr,
wskr"rtek czego wtycir obszarach przemiana rozwiia si zgodnie Z ros'rc skkrnnoci do przeclrodzerria, kt
-
Czrery mikofotografie struktury f.errytyczrro*perlitycznej ujawniaj zrlnicowany wpyw zabieg wtechnologicznych zastosowanych w procesie wytwaania blach grubych ze stali rnikrostopowych o jeclnakowej
zawartoci wgla ok' o,I2vo.
Zrnicowanie struktur dotyczy drobnoziarnistoci oraz pasrnowoci' jakkolwiek we wszystkich przypadkachwielko ziarn ferrytu nie przewysza 40 prm.
Porwnanie przeprowac|r'ono na przykaclzie dwu stali mikrostopowych rrinicych si rodzajem rrrikro_dodatkw' a mianowicie:
l . Strli z dodatkami o,0357o Nb, 0,1.57o Y i 0,0|5vo N' w kt(jrcj po regulowanym walcowaniu i krtkotrwaymwyananiu przy 7o0, blach o gruboci l2mm wystpuje struklura (lbt. A) o mieszanym ziamic o rednicacho
-
l . j
Zabiegi tcchnologiczne wywarte na staI podeutektoidaln, zawierajc ok, o,257o C s utrwalone w mate-riale w fbrmic zrnian struklury, ktre atwo ujawni przez wyLrawienic sz]ifw nita|eln. Zestawienie ilustrtrjecztery r()Lne przykady zmian snuktury:A. Stal wygrzano w zaktesie pocztku rozrostu ziarn, w ktryrn wystpiy duze oraz liczne drobne ziarrra'
Pomiclzy duytni i maylrri ziarnatrli Zazflacza i zrnicowanic licznoci aktywnych zarodkwkrystalizacji ferrytu, a tam gdzie ich byo zarnato wystpio zarodkowalrie ig|aste.
B. stal wyBrzana poniej zakresu ro7-rostu ziarn austenitu wykaztrie rwnotnient roznrieszczenie aktywnychzarodkw krystalizacji ferrytu, a|e dziedz'iczy pasmowo struktury wywoan przerbk plastyczn nagorQco.
c. stal intcnsywnie zgnieciona wykazuje ukierurrkowanie ziarn pod wpywenr zgniotll i znaczne rozclro-bnienic skarlnikw stf ukturalnych.
D. Stirl ulepszona cieplnie wykazuje zfiaczne rozdrobnienie skaclnikw strukturalnych oraz iglasto jakonastpstwo przechodzenia rozkadu austenitu do zakresu przemian zaroclkowanych niedyl.uzyjnie.
r':.;i];
*
i l
-
Zcstawione trz,y rlrikro{btografie iIrrstr.uj l]astpstwa zgniollt w stali o stlukl'urzc perlitycznej. Ujawniono
jc przez trawienie nitalcm na silifach wykonanych w warstwie przypclwicrzchniowej wyrobw, gdzic c|ziaay
Znaczne napr-enia.
A,. Zt|.icic ilustruje intensywnc pynicie nrateriau, dcforlnacj z'iarn i siatki l.erryttt oraz utworzetlic nieci-
gloci (szczc| iny).
B' Struktura pcrlilyczna warslwy przypowicrzclrniowcj beczki waloa robooz-cgo w strclle przy|egej do kotliny
walcowania' gr|zie znaczne natenic tr.iosiowcgo stanu l]apr,eli przy podwyzszonej totilperatul"/"e
spowoclowao ulwt.xzenic blirriakiiw dc{brrnac.ii w pcrlicic i ugicie py1ek cemcnlytl|.
C. Struktura warstwy prz,ypowierzclrniowej walca opisartego w p. B rrjawniirj4ca ugicie py|ek ccllentytt]
oraz ich przcrwanie poclilz-iaanienl napr-eli stycznych, co doprov.laclzio clo utworzcnia szczcliny.
-
Zcstawienie ujnruje zdjcia struktury stali podeutektoidalnej, l5HM, ujawnione na szlifach trawionychnitalem' Struktrrr otrzyrnano w lrrateria|e prbek wygrzanych przez jcdn godzin przy 950"C i poddanychprzemianic izoterlnicznej pr,zy r1znych tcmpcrattlrach w zakresie od 600 .'C do 400 ,'C' Oznaczenia zoclpowiadajnastpujcymtelnperaturomrozkaduizotertnicznego: A-600.C,B-550. 'c,c-.500.C,D*450 "C.
W kadyrrl przypadku wystpuje stfuktura dwufazowa typl| bainitycznego znamionujca si iglast budowosllowy l.cIIytu bainityczne9o ora_I, srrrukyrni sktrpienialni drugiej fazy pr>mldr'y igarni t-crrytLl. Im tli-szatc|rrperatura rozkadr"r' tym snrukle"isze s wyclzielenia fcrrytu bainityczncgo' orientacja igie nie jest dowolna'itzcie D clowodzi, e jest ona cilc zwizana z orientaoj krysl-alograficzrr lrracicrzystcgo austenitu - obrystr(ljk4ta r wnobocznego utwolzony przez iglastc wydzielcnia ferrytu wiadcry, rc zarot|kawanie i wzrost igicprz'ebicgay wzdu' paszczyz:l okLaedralnych tnacierzystego austenitu" Wyscpki wydzieleli t|rugiaj fa'z,yzicientyfikowano jako austenit szczLkowy, a w nielicznyclr przypadkaclr * jako llartenzyt.
-
W zakrcsie tellrpcfatur rozkaclu irustcnitu ptzewyszajcych tctnpelatttr rckrystalizacji f.crrytu, iglaste
wydzielerria l.errytu atwo 7'xtracaj, regulartry obrys zc wzglc|u na clrr, sw
-
Zestawienie prr-eclstawia stfuktufy iglastc otr.zylnywane w slali w proceslrclr rozkirdu attstcnitu podczzrs
clrorlzcnia i ujawnione na Szlifach trawionych nitalem. Niezalcnie od zitsloscrwirnych powikszci z'aznacr'a
sig zartiwno zr ,nicowanic intensywl-toci natrawiania sz'czeg tw strrrkturalnych, jak tez selektywno
ukierunkowania utwor(rw iglastych.
Na zriigciach A, B, c jar'r osnow stanclwi artstenit szcztkowy, w kt rynl wystplrj wyclzielcrria iglast.e
naLrawione illtcl]sywnie (ciemrrc) ltlb stabicj (sz'arc). Z rcguy intcnsywnetnLl nirtrawieniu pocl|cgaj11 wszystkic
t.llicszaniny, natomiast raztwory przejawiaj zwilcsztltl oclporrro korozyjn4. Na 1ej poclstawic cicmne utwoty
s iclcntylikowirnc jako igy bainitu clolnego stanclwiccgo lrlieszanin dyspcrsyjn wglik w wydzielonych
w l.crrytycznc.i osngwie igy. Wiclocznc nir zdjoil'l C igy szare s icicntylikowane jirko igy n-rartenz-ytu,
stanowii1ccgo przcsycony wglem rar-tw(lr stay. Pciniewaz lalrie igy lbrrrlu.i si przy nizszcj tctrrpcrattlt:z, l'ti
igy bainitu clolncgo, przeto nzipotykajo przcszkorly dl swoborlnego wzfostu, si1 zttaczlrie krtszc i nie
pr?'ckr L\c ft-larier utworzonych ylrzcz igy bainitLt.
Na zrljciLr D przedstawiono struktur lnaf{cnzytu otr7.ylnan} w zaharlowanej stali zawicrajqce.i 0,3o/o C,
llrrstrrrjc ona seIektywr.re ukicrunkowanie Lltwor w iglastych. Zarys trjkt w rtjwIlobocznych dowclrlz-i
zelrriwll
-
ry
Po hiLrtowaniu i odpuszczaniu stali zawierajcyclr 0'25*0,4olo C wystpuje struktura sorbityczna, ktrejcztery warianty przedst.awiorro na zdjciach po wytrawieniu szliftiw nitalem. Znarnionuje si ona wysokclyspersj skadnikw strllktl|ra|nych i ladarli iglastoci, co wynika ,z roz]
-
100w
Zabiegi tcchrrologiczne wywieraj istotny wpyw na struktur stali i jej wasnoci mechaniczne . Wprzykad stanowi stal zawierajipa0,32o/o C, |,42?o Mn oraz dodatek glinu w i|ocio,067o.A' Po gorcym walcowaniu stali nagrzanej do l 170 "C, z'ako(lczonym przy 97O.'C i ostr'rdze niu na powiettr
stal wykazuje struktur. ferrytyczno-perlitycz'n, ktrej odpowiada granica p|irstycznoci ok. 460 MPa or.uclzrrno KM=60 J /cm' przy -40,,C.
B' Po nortnalizowaniu przy 850.'C Zaznacza si znaczne rozrlrobnieriie ziarn strukturv ferfvtper|itycznej, granica plastycznoci osiga ok. 500 MPa a KM=135 J/tm2 przy - 40 .C.
C. Po lrartowaliu w wodzie z temperatury 850 "C i odpuszczeniu przy 630 "C sral wykazLrjerozdrobnion struktur sorbityczn' w kt rej lady iglastoci produktw rozkadr"r tnona xlzpoz,nawi|
-
Nastpstwa zgniotu utrwa|aj si w strukttlrze stali' lecz nie zawsze daj si ujawni. Zestawienie ilustru;cprzykatly nastpstw zgrriotr-r w warstwie powicrzchniowej stali konstrukcyjrrych, w kt rej wystpiy najwikszenaprcnla'
A. W ziarnie ferrytu pr.z,y powierzchrri zgniecionc.i stali niskowglowcj nastgpstwo zgtliottt wyraa srrtgicietn prkw. Taki obraz otrzylnano po wylrawicrriu szliftl przez f goclziny nasyconyn foztworelllwoclnym tiosiarczernu socir-r' E{'elrterl dziaania odczynnikir jt:st sclcktywne trawicnie wzc\ttt, zbir wnolegyclr paszczy ztl krystalogralicznych osnowy {errytyczncj
B. W s4sietlztwie ziarna opisarrego w punkcie A zgniot spowodowa ufotmowanie z'arorlka zntsr'czeni.t' atwienie przkowe uatwio przeIerJzcnie kierunku rozwoju nadcrwania w stt-ll(tL|fze ferI.ytu.
C. W sil:r"rkiirrze stali zawieraj4ccj ok. 0,6vo C zgniot wywarty tra powierzchni walca lobtlczcgo spoworltlwapynicie ziarnir perlitu i siatki fcrrytrl oraz rozt\z'ia lnatcrirtu przy granicy obszaru struktury nralte'rytyc'rnel w warstwic powicrzchniowej.
D. W strllkturze ulepszonej cieplriic lllaclry panccrnej przestrz|t pociskicn spoworlowa zakrzywienic strukturypasmowc.j' zr w stre{ie intensywncj krrrnulac.ji ciepa przy powicl-zchni prlbki wyst.lpia warslcwka lralclenituz ylkowlty l l l i txIgl|zic l r i l r r l l i .
lO0un
-
:IlPt.zecltniotem obserwacji jest mikrostruktura fefrytu po rrrych zabiegach ciep|nyclr, ujawniona ttawicnienr
nalotowynl w nasyconyllr roztworz^- tiosiarczanu sodu w wodzic destylowanej.
A. Po wyarzaniu nornalizujcym wystpirje wyrany obrys
-
1|...',
- i l
Plzeclrniolem obserwac.ji jesi leliel. struk1ury stali zawiera.jipej ok.0,3o C po wygrzaniu w prni przy ok.1200 "C i powolnym stuclzcnitt w zakresic ptzeliliany perlitycznej. Szli{y clotiawiono n.r:jyc(xlyr,-, 1.,rrt*ore1ttitrsiarczanu sodu w wodzie destylowanej i por wtrano zc s|-ruktirr. prbki trawiorlc.j nitalcm.
Kolejlrc zdjcia (A * D) ilustruj wrirstanic f'errytrr w gtb ziarn ausl-cllitu' ocl granic lru roclkowi; irnwikszc nasyccnie wewn.}(rz Ziarll, tym cicrisze ,,igy'' rosfl}cc w gi1b austcnitu. W nastpswic wygrzallwprni przy ok. l200.'C zttz'llaczaj si l.oztlyte kolciny granic ziarn austcnitu u|-I.walone oclprrr
-
Przedtniotern obser.wacji jest szlit na stali wglowej zawicraj4cej r>k' 0,1o/o C, zarnarrej udarowo przytemperaturze -]0.,C. obscrwacje przeprowaclzono po zr 'nicowallyni potraktowarriu szlifu:
A' Stluktur ujawnion trawicnielrl w f%) ro7'tworze alkohcrlclwylrr HNo cechtrjc obrys granic ziarn t.erytui grirnic b]i,niak w deforrnacji. Pcrlit pozostaje cierlny -1ako n:rtrawiony intcnsywlric.
ts. Po krtkotrwaym (kilka rnintlt) zatlurzelriu szli|u w roztworze n.isyco|lyill tiosiarczatru soclu wdcstylowanej wystprrj osady o gruboci za|efiej od gstoci retyktrlanlcj powierzcluli sz-litrr imicj scc obserwacj i przejawia kontrastoWt: zrnicowanic elckt .''
C. Dugotrwae zanurzcnie (okoo 2 godziny) w roztwor7'e niisyconyln tiosiarczatru soclu w worlclestylowanej powodrrje uatrawicrrie z'iarn wzc]u okrcklrrcgo ,llli
-
l00pm
Zestawicnie ilustrLlje el'ekty trawienia nalotow.ego szlif w roz{worcln nasyconyln tjosiarcz-zrtrtl
w worlzic clestylowancj. Przechliot barlari staIrowia slal wglowa zawicrajca ok. 0,|ol, C zatnaltay:rzy *7O.'C' Po trawieriiu ttjirwniono zr.rjnicowane Zabarwicllic ziarn iobszar w bliniaczych, wynikaj4cczr nicowania gruboci tlsiiclzonyclr na|clttiw, a tak'c zalysy struktury prkowej ziaru l.crrytu. E{.cktkclntrastowegc-l Zabal.Wicnia uatwiaj ujawnierric bli,niak
-
50 pn
B.
W stl.ttkturze stali wg|owcj, zawicrajce.j ok, a,|?o C trawienie roztworeln nasyconyl11 tiosiarczanu soduw wodzie destylclwanej powodLrje wystpienie w ziarnach t.crrytir tlkadu prkriw, charakteryzujcych lrkadp:tszcz'yzn krystalclgraficznych feirytu. Takie postpowanie urno]iwia ujawnicriic podz-iarn w strukturzeItrrytir, trudnych do ujawnienia po trawieniu nitalem.
A. W stali r.ekrystalizowancj znamientrir jest prostoliniowo pr-kw wewntrz ziarn i b]j'niak w rekry-stalizacji oraz prostolinijnc rrgicic prkw na granicach bliniaczych'Zgnl'ot ztlktca pfostoliniowo prz1kw i powoduje uskoki na grarricach bliniak w delbrrnacji, kt
-
100an
tnTB.OL.Przedmiotem obserwacji sszlity Zc stali z-awierajcej ok. a,8o/aC, wy,grzane w prni przy ok. 1200 "C'
a nastpnie ostudzone powoli' by zapewni rozkad austenitll w zirkresie przemiany perlitycznej' Uzyskane
w ten sposrib reliefy fbtografowano w ciemnym polu wiclzenia.
C)clparowarrie metalu przy wysokiej temperaturze zapewnio obrys granic Ziarn austenitu. Ztlnicowanicpowiaiy ta obszarw b|iniaczych rlowodzi
- lacly przemiany austenitycznej w stali podeutektoi
- Relief otrzyrnywany na polerowanych pr
-
Na polerowallej powierzchni pnibek zc stali zawierajcej o,3o/o C po wygrzaniu przy okoo 1000 .C
i ostudzeniu w kotnorze prniowej ollzymano rclief struktrrry austenitu i produktw rozkaclu. Poclczas
sturlzenia po osignicitl tcmperatury ok. 200.C wprowatizono do komory pr niowej powictrze dla zapewnte*
nia efektu trawienia cicplnego.
Na zcijcir-r A uwicloczniono obrys granic ziarna austenit,tl o r6'ncj wielkoci oraz natoony niui obraz ziirrn
I.errytu o zfznjcowany|l stopniu utlcnienia. Warunki stuclzenia zapewniy dyfuzyjrry ro(ad austcnitu,
ktrcgo nastgpstwenr jest rozbieno ukadu z,iarn pomiclzy struklur macierzystego allstenitu a strukturprodukttiw przemiany.
Na kolcjnych zciach B - D uwidoczniono cly|uzyjny rozrost ziarll feffytu przy granicach ziarn austenitu
oraz lbrtrrowanic ig|astych wyclzielcri lbrrytu w gbi ziarn austeniiu' Wiclocz.nc na zcljciach granicc Llli'niaczeaustenilu nie wykazrrj z'wii1zku Ze stfuktur procluktw rozkadu dyllzyjnego'
- l00tmNa poletowatrej powierzchni prbek ze stali zawierajcej 0,37o C po wygrzarriu przy ok. 1200.'Ci ostrrdzeniu w kolnorze pr rriowej otrzymano relief strrrktury austcnitu i pr.oclLrktw rozkarlrr. Nastpnicpr
-
Na wypolerowancj powicrzchni pr bek z wglowej stali eutektoidalnej wygrzanych ptzy 1200 .'C
i ostuclzonych w konlorze prniowej otrzymano relief struktury austenitu oraz produktw rozkadu dyftr-zyjnego w zakresie przcmiany perlitycznej.
W przypadku prezentowanyln na fotografii A prbk po wygrzaniu przy 1200 .,C wytrawiono cicplnic,
wprowadzajc powietrze do komory prniowej. W rczultacie otfzymalro unikalny obraz struktury auslenitustali wglowej przy 1fo0
.C, utrwalajcy zrnicowtut orientac.i krystalograficzn ziarn i bliniaktlwrckrystal izacj i austcni(u.
Pozostae trzy, zdjcia B, c, D, dotycz nietrawionych reliefw po ostudzeniu prbek stali wg|owejw komorzc pr
-
A.Zestawienic ilustrr.rje mcchanizm iglastego zarodkowania przemiany alotr"opowej.
Re|ief szlit.u stali ok. 0,3vo C po wygrzaniu przy ok. 1200 .'c i osttldzeniu w konrorze pr
-
Zestawienie ilustruje zgodno szcz.eglw przy odmiennoci zapisu struktur.y stali, zawierajcejok. 0,3?o C' Dwi prbki po wypolerowaniu szlif.w poddano w konrorze prniowej wygrzaniu przyok. 1200 "C i ostudzeniu do temperatury otoczenia. W rezultacie selektywnego odparowania materiatui dystoisji na szlifach wystpia struktura reliefu, przedstawiona na fot. A il c. Nastpnie prribki
ponownie wypolerowano i wytrawiono nitalem, po czym wykonano z'djcia strrtktrrry w tym samymmiejscu i przy tym samym powikszeniu (fbt. B i D).
Porrjwnanie obrazw Struktury ujawnionej obiema metodami dowoc|zi, e:
A. obrysowi granic z,iam austenitu na reliefie odpowiadaj obrysy siatki rerrytu.B. lglastej dystclrsj i ret iclu o
-
A.
B.
c,
Zestawienie ilr.rstruje wpyw granic b|i'niaczych austenitu na pfoces rozkadtr w Zzrkr.esie bairritycznytn.
oba zdjcia prze
-
Zestawienie cztcrech mikrofotografii ilustruje to samo miejscc w strukturze stali 36HNM otrzymanej poprzemianie w zakresie bainitu dolnego.A. . Relief powierzchniowy ujawnia dystorsj powicrzchni wywoan iglastymi produktami przerniatry.B. Re|ief powicrzclrniowy dotrawiotly dwusiarczynem soclu uwidacznia obszary b|iniacze tnacierzystego
austenitu. W kadynl obszave wystpuje odmienna |eczzgodnaorientacja igie.C. Strrrktura po spolerowaniu i trawieniu nita|em ujawnia wyclzie|enia wglikw wewntrz igie'D. Struktura po wygrzaniu przy 650.'C i ponownym po|erowaniu i trawicniu nitalem ujawnia uwolnienie igie
od wydzielerl wglikw.ostatnia mikrofbtografia (E) przedstawia strr"rktur sta|i 35H po izotermicznym rozkaclzie austcnitu przy
470 "C. Zantacza si zalrzymanie wzc|tunego wzfostu igie w miejscu granicy bliniaczej macierzystcgoerustenitu, rozrnycie iglastoci w nastpstwie nierwnonliernego wzros|.|'l poprzcznego igie, wystpowanicciemnych skupisk perlitu orazjasnoszaryclr obszarw auslenitu szcztkowego.
100pn 100un 10Oan
lO0un 50un
-
Sze rnikrofotografii ilustruje struktur austenitu w rnych stanaclr, ujawnion rnytni technikamltrawietria polerowanych szlifw. Na kolejnych zdjciach przedstawiono:
A. Austenit w stanie przesyconyln, tljawniony przez trawienie elektroiityczne. Widoczne pasemka.wtrcelinienretalicznych ukicrunkowanychprzez przer bk p|astyczn. Znartiennajest obecrro prostoliniowychgranic bliniaczych w poszczeg|nych ziarnach.
B. Austeni1 w slanic wyarzonym, ujawniorly przcz trawienie cicp|nc' Widocznc pasclnkowc wydzieleniaferrytu, wystpujce zazwyczaj przy nicdoborze pierwiastkw austenitotwrjtczych. .,
C. Austenit po zglriocie mniejszym ni25%o ujawniony przeztrawienie elektrolityczne'Zgniot nie wibkszy ni25vo nie powodLrje znieksztacenia ziarn, natomiast sprzyja wystpieniu |icznych linii polizgu o.jddnakowejorientacji w poszczeg|nych obszarach b|iniaczych, wiadczcej sugcstywnie o przemieszczeniaclr wzdutrprzywi|ejowanych ptaszczyzn tatwego polizgu, a wic z reguty paszczyzn oktaedralnych.
D. Austenit po zgniocie rzdu 25,/o rrjawniony przez trawienie elektrolityczne. Znamienna .iest zgodnooricntacji linii polizgu w poszczeglnych obszarach bLiniaczych oraz ograniczony zbi r paszcz.yzllwzdu ktrych rozwija si proces odksztacenia.
E. Austenit po c|uyrn z-gniocie ujawniony prz-ez trawienie rritalem. Liczne drobne wydzielenia, kt
-
Strtlkttu rrranganowej stali austenitycznej (stali Hadfield) po zgniocie w grarricach do f5vo ujawnionoprzez trawienie e|ektrolityczne kwasem szczawiowym. Po takim zgrriocie ziarna sta|i nie ulegaj jeszczn
mierza|nemu znieksztaceniu, natomiirst wystpuje z,ft^czna gsto lini: polizgu o zgoclnej orientacji w zia_
rnach i obszarach bliniaczych.
wiaclczy to o braku przcszktid na drodze rozprzestrzeniania poliz,gu w kierunkach uprzywilejowanychgstoci retykularn. W licznych przypadkach linie polizgu s orodkarni fbrmowarria si wydzieleclyspersyjnych o niezidentyfikowanym skadzie. Na innym ptzyktadzie nie opublikowanym w tyrn zbiorzestwierdzono, e takilli wytlzie|eniami w stali austenitycznej bywa ferryt- Ukierunkowanie zbiorw wydzi'elejest zgodne z kierunkierrl polizgu i oricntacj krystalograficzn obszanl b|iniacz'ego.
100un
100pm
50 pn
50 pm
-
Rozwj procesu wydzielania.
Zltna|izy rwnowagi lcr.tnodynatnicznej wynika, 'e zarot]ki ig|aslc (walcowc) ccchujc nai l l lniejszy rozlniarkrytyczny, a Lo oznacv,a, e iclr fbrnrowanie przcbiega najatwiej i z reguy jest picrwsz faz procesuwydzielania. W slanie slaylrl ich wzr.ost jest uzalcniony ocl buclowy krystalicznej osnowy i przcbicgaw okrelonych kicnrnkach krystalograficznych. W przypac|ku ostlowy ferrytycznej iglaste wyclzielenia rosriwkierunku a nastpnie rozraslaj si w paskie utwory wzc|uz paszczyzn {l00}. Zalenie odwallnkow tertnorJynalniczltych utwory p|askie lnog si przcksz|a'|ci w ply&owc luh skoagulowaw paszczynie wydzie|enia. Zagszczenie wydzicleri Z reguy prowadzi rlo ich pclczenia w utwory mIsywne.
T:rki rozwtij proccsu wytlziclania przc(lr itxwiono na plzykldzic nus(cnitycznej sl i l l i nln.ganowej, w ktr 'rrtjwydziele nic identytikowerno, dotrrnienrajc, e jest to faza o.A. Wyrlzielcni ir iglastc oraz skoaguIowarre wydzieleni l paskicB. Zgoc|na orict ltacja igic '| w cztercch kicrul lkch kryslalograficznyc|r osnowyC. Zagszc'zctlic wyrlziclcri iglrstych prz-y gt.ltllicy ziltrnaD. Formowaltie wyrJziele ,',ll*y'ny.h *nkol *ti.",lE. Na t lc t l lworw paskich Iiniowy zurys wydz-iclcr i prostopadlych t lo ich p|aszcl 'yzl lyF. Masywne wyclz-ielenia w rodku obszaft| wyrlzieleri potlJcgaj.pych czciowej koaguiacjiG. Masywnc wydzie|cnie wok wtrcenia otoczonc utworall.li pylkowyrrriH. Zrirstanic plytck w rodktl t lbszaru wyt|zic|ania |bI.Intrjce wyc|z-ic|cnic masywncl. Spkanie wydziclcrria masywnego, prrrwdopodobnic satltrrz.utne, w nastpstwic skul.czu towarzyszcego
proccstlwi wydzic|nia | irzy o,
$a*
BriE$$$${.B
' ,$:3
E
-
A.
Struktura sta|'i jest rc:z|egym pojciem nawet wtedy, kiedy jest ono rozwaane w skali rozdzie|czocj
mikroskopw optycznych. obejmuje ono nie tylko budow fazow, wielko ziarna, po.sta wydzieler5
i zv,lizki z fazmactcrzyst wystpujc przed jej rozkadem.
Przedstawiono dwa odmienne przykady struktury stali:
Figury trawienia' ujawnione na prbkach sta|i transformatorowej wytrawionych nadsiarczanem alnonu.W nastpstwie selektywnego trawienia wystpuj obrysy fragment
-
----x{tI
Zestawienic obejrnuje wyselekcjonowany zbi6r makrofotografii charakteryzujcych zalezno wyglduprzeomu od tenperalury lub struktury materiau. Na kolejrrych zdjciach przedstawiono:
A. Przeomy prbek uclarnociowycb stali niskostopowej otrzymane przy trzech rrrych temperatufachamania. W pierwszym szeregu przedstawiono przeomy krystaliczne, typowe dla stanu kruchego,utworzone bez odksztacenia przeku. W drugim szer.egu przedstawiono przeomy nrieszane,znamionujce si odksztacenienr przekroju oraz obszarem przeomu krystalicznego w roc|ku przekroju.W trzecirn szefegu przedstirwiono prz.eomy cig|iwe, znamionujce si odksztatccniem przeku orazciemnymi obszarami intensywnego zgniotu na abrzczu przekrojtl, typowymi dla polizgowego rozwojuzniszczenia.
B. Przeorn kamierristy przedstawiony na zc|jciu otrzymano na przykadzie stali zawierajcej dodatki gllnui azotu po iej wyzarzeniu' Przeom przebiega wzduir' granic ziarn osirbionych warstwowyrni wydzic_leniami {izy, niemctalicznej' Stanowi on odnlian przeomu rozdzieIczcgo, kt ry rozwija si bezodksztacenia lnateriau i wylaa wpyw selektywnego wydzielarria.
C. Przeom naftalinowy przedstawiony na zdjciu otrzyinano na przykadzie 'stali martenzytycz,nejdziedzicz:cej lady granic bliniaczych nracierzystego austonitu. Przeom przcbiega bez odksztaceniaprzczrozdz'iat posz'czeg lrrych ziarn w paszczyznachbyych granic b|iniu:zych austenilu.
D. Przeom ztnczeniowy przedstawiony na Zdjcill otrzymano na przykadzic obrczy kotejowcj]- w ktre.jwystpoway patki, tj' rnikropknicia wywoane wyclzielaniem nadmiaru wodoru. Stanowiy one Zarodkirozwoju zniszczenia, ktre postpowao falami w nate alo ku obrzeom obrczy. Jest to urrikalnyprzypadek rozwoju takiego przeomu' bowiem z re1t.y rozwtja si on w kierunku od powierzchni wyrobLlw gb' gdy zazwyczaj zarodki zniszczenia skupiaj si przy powierzchni wyrobu, w strele zwikszonychnaprcti roboczych.
$4
.ii&
pow 1x
pow.0,5 x
pow.1x
-
'$.i{
Zestawienic rnikrofotografii ilustruje struktury eliwa najczciej wystpujce w odlewach. Wikszostruktur ujawniono na szlil'ach trawionych nitalern, a ty|ko w dwu przypadkach przedstawiono posta grafituw osnowie nictrawionego szlifu.
Szczcgln cech struktury e|iw jest posta wydzieleri wgla lub wg|ikw oraz wystpowanie eutektyk.Jeli eliwo nie zawiera skadnik w stopowych, ani nie podlegao obrbce cieplnej, to struktura osnowy bywazt1nicowana od ferlytycznej do perlitycznej. Zcstawienie nie obejmuje eliw stopowych o strukturze osnowyodmiennej ni ferrytyczrro-per|ityczna.Na zdjciach oznaczonych kolcjnymi cyframi przec|stawiono:1. Grafit patkowy na tle nietrawionego sz|ifil2. Wgiel arzenia w osnowie ferrytycznej3. Cralit sferoidalny na tle nietrawionego szlifu4. Zr|iwo nacleutektyczne, w ktryrn jasn faz jest cernentyt5. Zeliwo pocteutektyczne, zawiezpe znaczn ilo ledeburytu6. Zeliwo sl'eroidalne z obszarami ledeburytu i cementytu pierwotnego7. e|iwo sferoida|ne, zawierajce wyduone wydzielenia cementytu pierwotnego i skupienia ledeburytrr8. Zeliwo szare zf skupieniami steadytu, tj. eutektyki foslbrowej9. Grafit sferoidzrlny na tle feffytu
$ir&
-
10. Zeliwo szare ferrytyczne11. e|iwo szare fercyLyczno-perlityczne z siatk steadytu na granicach ziarn perlitu
12. liwo szare perlityczne z siatk ferrytu13. ntiwo szare perlityczne z siatk st,eatlytu'|4. e|iwo ci4gliwe perlityczne
15. Ze|iwo cig|iwe perlityczne
Wszystkie struktury ujawniono na szlitTrch trawionych nitalem. 100un