STRUKTURA I SVOJSTVA MATERIJALA METALOGRAFIJA ŽELJEZNIH LEGURA Prof. dr. sc. Ivic Kldrić
Identifikcij i procjen mikrostrukture METALOGRAFIJA je istrživčk metod koj ouhvć optičko istrživnje mikrostrukture s svrhom njezin kvlittivnog i kvntittivnog opis. MIKROSTRUKTURA je stnje strukture koj se ispituje metlogrfskim metodm. Njvžnij metlogrfsk metod je tzv. svjetlosn metlogrfij, u kojoj se z rsvjetu iskorištv vljivi dio spektr, osnovni je instrument svjetlosni mikroskop. Metlni uzorci se promtrju u reflektirnom svjetlu i zog tog morju iti pripremljeni n odgovrjući nčin. Doro pripremljen uzork je: jednk mterijlu koji predstvlj; odvojen, rušen i polirn tko d su uklonjen sv oštećenj površine metl, rdi otkrivnj prve mikrostrukture u postupku ngriznj; ez ogreotin i jmic od polirnj te ez vodenih mrlj; polirn tko d su sčuvni neoštećeni svi uključci; dovoljno rvn d omogući promtrnje pri velikim povećnjim, Svjetlosni mikroskop Leitz Neophot 21
Identifikcij i procjen mikrostrukture Priprem izrusk općenito podrzumijev: 1. odvjnje iz ispitivnog mterijl (lomljenjem, piljenjem, lserom, itd.); 2. ulgnje u odgovrjuću msu (zog jednostvnijeg rukovnj izruscim neprvilnog olik ili zog zštite rov ili pojedinih dijelov); 3. rušenje rzivnim sredstvom, npr. rusnim ppirom (smnjuju se n njmnju moguću mjeru mehničk oštećenj površine); 4. polirnje z postiznje zrclno rvne površin (rzličiti rzivi n podlozi od tknine npr. glinic n filcu ili dijmntn pst n svili); 5. ngriznje odgovrjućom kemiklijom, kko i se pojedine mikrostrukturne komponente vjele n polirnoj površini. Refleksij svjetl koje pd n površinu i grnice zrn
Identifikcij i procjen mikrostrukture Anliz mikrostrukturne slike Prvi kork u nlizi mikrostrukture jest prepoznvnje prisutnih fz: ko su poznti kemijski sstv i povijest mterijl, entifikciju fz omogućuju dijgrmi stnj, izrvno prepoznvnje fz moguće je primjenom niz pomoćnih metlogrfskih metod (npr. mjerenjem mikrotvdoće). Z jednoznčno definirnje mikrostrukture, pored vizulnog pregled i prepoznvnj prisutnih fz, potreno je rojčno izrziti udjel, veličinu, olik i rspodjelu sstvnih element mikrostrukture (tzv. kvntittivn metlogrfij). Kvntittivn metlogrfij provodi se: nlizom dvodimenzionlne metlogrfske slike (površinsk nliz, linijsk nliz, točkst nliz i sl.); uporom referentnih mikrostrukturnih slik; utomtizirnim postupcim z ordu slike (rčunlni nliztori slik) Usporedeni niz z tip listićvog grfit Površinsk nliz l 1 Linijsk nliz Točkst nliz
Identifikcij i procjen mikrostrukture Ugljični čelik PODEUTEKTOIDNI Utvrđivnje željezne legure n osnovi rezultt točkste nlize primjenom zkon proporcionlnosti : x % C 20 % P 0,8 % C 100 % P Tvrdoć svijetlih polj je 100 HV1 FERIT Tvrdoć tmnih polj je 210 HV1 PERLIT Točkst nliz Ukupn roj točk n mreži: P = 100 Broj točk n tmnim poljim: P P = 20 Volumenski udio tmne fze: V V = (P P /P)100, % V V =(20/100)100=20 % x = 0,8 20 100 x = 0,16 % C 20 0,8 x = 100
Metlogrfij čelik ϑ, O C 723 α' γ α +Fe 3 C α'+γ' γ +Fe 3 C x = 1,4 %C prelit + kr P + K =100 % P. c = K. d α +α +Fe 3 C α +Fe 3 C +Fe 3 C c = 1,4 0,8 = 0,6 c d d = 6,67 1,4 = 5,27 6,67% 0,025 0,4 0,8 1,4 2,03 %C x = 0,4 %C F+P =100 % F. = P. = 0,4 0 = 0,4 = 0,8 0,4 = 0,4 ferit + perlit F. 0,4 = P. 0,4 /:0,4 F = P P+ P =100 % 2P = 100 /:2 P=50 %; F=100-50 =50% x = 0,8 %C prelit P =100 % P. 0,6 = K. 5,27 /:0,6 P = 8,8 K 8,8K + K =100 % 9,8 K = 100 /:9,8 K 10 %; P 100-10 90% 1,4 %C 90 %P + 10 %K 0,4 %C 50 %F + 50 %P 0,8 %C 100 %P
1. Zdtk: Izrčunj udio kr u perlitu. K α c = 2 10 Fe3 C K c = 6, 67 Fe3 C = 100% 7 0 Fe3 C =? ϑ, O C 723 P = α + Fe3 C P = α α α + Fe3 C =100% = Fe3C = Fe3C 0,025 0,8 2,03 6,67 %C = 0,8 0 = 0,8 = 6,67 0,8 = 5, 87 Fe 3 C + Fe3C = 100% 100 100 Fe3C = = = 11,99 5,87 1+ 1+ 0,8 12% Metlogrfij čelik
2. Zdtk: Izrčunj udio sekundrnog kr u leguri s 1,5 %C P K c = 0,8% Fe3 C" K c = 6,67 P + Fe3 = α C Fe3 C" =? ϑ, O C 723 P = α + Fe3 C P c = Fe C" d P + Fe3 C" = 100% Fe C"=100 P 3 P c = 100 3 c d ( P) d P c + P d = 100 d d 5,17 P = 100 = 100 = 88,07 c + d 0,7 + 5,17 0,025 0,8 1,5 2,03 6,67 %C c = 1,5 0,8 = 0,7 d = 6,67 1,5 = 5,17 88% Fe3 C" = 100 P = 100 88 = 12% Metlogrfij čelik
3. Zdtk: Koj legur u sei sdrži 6% kr i kojeg? ΣK = 6% X =?[%C ] Skicirti strukturu. ϑ, O C F + K =100 F = K F K = K + K =100 6,67 x 6 + 6 = 100 x 0 6 6,67 6 x x x + 6 = 100 Metlogrfij čelik 723 6 6,67 100 123 α ' +α + Fe 123 3 C F K P { α + Fe3 C + Fe3C" 14 2443 F K 0,025 X = 0,4[ %C] 0,8 2,03 6,67%C X =?[%C ] = x 0 = 6, 67 x x = = 0,4%C Legur s 0,4 %C sdrži 6 %Fe 3 C kr.
4. Zdtk: Koj legur u sei sdržv 3 %Fe 3 C? Fe3 C" = 3% P K c = 0,8% Fe3 C" = 6,67 K c [ ] X =? %C Skicirti strukturu. ϑ, O C 723 P + Fe3 C" = 100 P = Fe C" 3 P = Fe3C" Fe3 C" + Fe3C" = 100 6,67 x 3 + 3 = 100 x 0,8 P + Fe 3 C" 0,025 0,8 2,03 6,67%C X =?[%C ] = x 0,8 = 6, 67 x 3 6,67 3 x = 97 x 0,8 97 100 x = 97,6 x = 0,98 %C Metlogrfij čelik
Metstilni Fe-C dijgrm ϑ, O C 1536 1493 1392 δ+t δ+γ T γ γ ' + T γ e + Fe3C e T+Fe3C' 723 α +Fe 3 C α'+γ' γ +Fe 3 C α +α +Fe 3 C ČELICI γ +γ e +Fe 3 C +Fe 3 C e γ +γ e +Fe 3 C +Fe 3 C e +Fe 3 C Fe- LIJEVOVI α +Fe 3 C +Fe 3 C α +Fe 3 C + Fe 3 C +Fe 3 C e α +Fe 3 C + Fe 3 C +Fe 3 C e +Fe 3 C 0,025 0,8 2,03 4,3 6,67 %C podeutektone legure ndeutektone legure podeutektičke legure ndeutektičke legure