بسم الله الرحمن الرحیم

موضوع :

آزمایش متالوگرافی فولاد ها

استاد گرامی : جناب اقای

تهیه و تنظیم :

پائیز 1393

متالوگرافی فولاد ها:

هدف از آزمایش:

آرایش داخلی فولاد و آلیاژهای دیگر را ساختار آنها می نامند. ساختاری که فقط زیر میکروسکوپ قابل رویت است ،ساختار میکروسکوپی نام دارد.برای تعیین ساختار میکروسکوپی  یک نمونه فولادی ، باید قطعه مزبور سنگ زده و پرداخت شودو پس از حکاکی به وسیله ی دستگاه میکروسکوپی مورد بررسی قرار می گیرد.

تئوری آزمایش:

اجزای سازنده آلیاژهای آهن – کربن:

آستنیت:

محلول جامد کربن و دیگر عناصردر آهن گاما – مقدار کربن تا 0و 2 %

شرایط تشکیل : در اثر گرم کردن تا بالای نقاط بحرانی تشکیل می شود.

فریت:

محلول جامد کربن و دیگر عناصر در آهن آلفا – مقدار کربن تا04و 0 %

شرایط تشکیل: در اثر آهسته سرد کردن فولاد هیپواوتکتوید تا زیر  ar3ازفاز آستنیت خارج می شود. و یا به محلول جامد کربن در آهن آلفا را فریت می گویند.

سمانتیت:

ترکیب شیمیایی آهن و کربن به صورت کربور آهن fe3c– درصد کربن 67و 6 %

شرایط تشکیل: در اثر آهسته سرد کردن از محلول جامد و مایع خارج می شود.

پرلیت:

ساختار فلزی نرم وشکل پذیر آهن و کربن را که از سرد کردن آهسته ی آستننیت به دست می آید پرلیت گویند.مخلوط اوتکتیکی سمانتیت و فریت

نکته :ریز ساختار پرلیت به صورت خط چین های سیاه و سفید بوده که و چون شباهتی به مقطع مروارید دارد آن را پرلیت نامیده اند.

شرایط تشکیل: در اثر سرد کردن آهسته آستنیت و تجزیه ی آن تشکیل می شود.

ماتنزیت:

محلول جامد کربن و دیگر عناصر در آهن الفا با شبکه ی به هم پیچیده ی بدون شکل

شرایط تشکیل: در اثرسرد کردن خیلی سریع آستنیت از بالای دماهای بحرانی تشکیل می شود.

لدبوریت:

مخلوط اوتکتیکی آهن و کربن را که شامل دانه های پرلیت در زمینه ای از سمانتیت است لدبوریت می گویند.لدبوریت به واسطه ی داشتن مقدار زیادی سمانتیت بسیار سخت و شکننده است و در چدن آبدیده مشاهده می شود.

نتایج آزمایش:

فولاد 6/0% کربن :

ساختار هیپویوتکتوئید فولاد 6/0 % کربن

نشان دهنده فریت در مرزهای پیشین آستنیت و زمینه پرلیت

فولاد1/1 %کربن (فولاد نقره ای):

ساختار این فولاد پرلیت + سمنتیت می باشد.

فولاد 35/0 % کربن:

ساختار این فولاد شامل فریت +پرلیت می باشد.

فولاد 25/0 % کربن :

ساختار این فولاد شامل فریت بیشتر+ پرلیت کمتر می باشد.

تفسیر و تحلیل نتایج آزمایش:

آلیاژهای آهن - کربن که بین 8/0 و2% کربن دارند ،فولاد های هیپریوتکتوئید هستند.آنها ساختاری مشخص دارند که در آن سمنتیت در مرز دانه های آستنیت اولیه و پرلیت در داخل دانه ها قرار دارد .اگر چه فولاد های هیپو و هیپریوتکتوئید نشان داده شده است به نظر می رسند(فاز سفید در مرز دانه های آستنیت نخستین) ،در عمل با استفاده از اچ رنگی تفکیک دو ساختا رمیکروسکوپی مشکل نیست.به علاوه ،می توان با تعیین مقدار فاز فریت یا سمنتیت موجود در مرز دانه های آستنیت نخستین و مقایسه آن با پیش گویی های دیاگرام ارائه شده برای کمیت های فازی در مقادیر مختلف کربن ، مقدار کربن را به طور تقریب تعیین کرد.به عنوان آخرین نظر بر روی ساختار یوتکتوئید ،عملیات حرارتی بر اساس ساختار فولاد که هیپو یا هیپریوتکتوئید باشد ،انجام می گیرد . عموما فولاد هیپریوتکتوئید در دماهایی درست زیر دمای یوتکتوئید در داخل ناحیه فاز فریت +سمنتیت گرم می شود. فاز سمنتیت موجود در مرز دانه ها که نرمی کمتری  دارد به صورت کره هایی از ذرات ریز ناپیوسته سمنتیت توزیع می شود.این خواص مکانیکی فولاد را بهبود می بخشد در فولاد های هیپویوتکتوئید ،عملیات حرارتی معمولا در محدوده دمایی تک فازآستنیت انجام می گیرد .پس با انتخاب سرعت های سرد کردن لایه هایی با فواصل کوچکتر بین فریت و سمنتیت تشکیل شده در واکنش یوتکتوئید ایجاد می شود.اما فولاد های هیپریوتکتوئید ،تحت عملیات حرارتی کروی کردن قرار می گیرند تا فولاد های نرم تری برای عملیات شکل دادن سرد به دست آید . ساختار پرلیت کروی شده گویچه هایی از سمنتیت دارد که در زمینه فریت پخش شده اند .این ساختار ،پایدار ترین ساختار میکروسکوپی فولاد های کم کربن است.