qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq

ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ ΜΕΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑΣ

ΜΑΛΑΚΟΥ ΧΑΛΥΒΑ

6/1/2013

Γκαγκος Γεωργιος

ΠΕΡΙΛΗΨΗΗ παρούσα εργασία έγινε στα πλαίσια του μαθήματος εργαστηρίου τεχνολογίας μηχανολογικών υλικών, η οποία μας ανατέθηκε από τον καθηγητή του μαθήματος κ. Μοσχίδη. Οι πειραματικές διαδικασίες προετοιμασίας περιλαμβάνουν, την κοπή, τον εγκιβωτισμό, την στίλβωση, και τη χημική προσβολή με κατάλληλο χημικό αντιδραστήριο. Η επίδραση τις εργασίας προσκοπεί στην εξοικείωση μερικών βασικών εργαστηριακών μεθόδων που χρησιμοποιούνται κατά τη μελέτη των τεχνολογικών υλικών και ιδιαίτερα των μετάλλων.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Μας δόθηκε ένα τεμάχιο από μαλακό χάλυβα που είχε διαμορφωμένο οδοντωτό τροχό με κατεργασία κοπής. Το τεμάχιο προέκυψε από κυλινδρική ράβδο τουλάχιστον 43 mm. Το σχήμα του τεμαχίου ήταν το παρακάτω:

Φ 43 mm

Ζητείτε η μεταλλογραφική εξέταση του μαλακού χάλυβα που μας δόθηκε.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟΓια τον χάλυβα αναφέρεται ότι συνιστούν κράματα Fe-C, με περιεκτικότητα σε άνθρακα μικρότερη ίση του 1,5% κατά βάρος. Ανάλογα με τις εφαρμογές που προορίζονται διαφέρουν στις ποσότητες και στα στοιχεία κραμάτωσης τα οποία τροποποιούν τις

μηχανικές τους ιδιότητες. Επίσης ως προς τη χημική τους σύσταση διακρίνονται σε κοινούς ή ανθρακούχους χάλυβες και σε κραματωμένους ή ειδικούς χάλυβες, ως προς τον προορισμό τους διακρίνονται σε χάλυβες διαμόρφωσης και σε χυτοχάλυβες, ως προς τις χρήσεις τους διακρίνονται σε χάλυβες κατασκευών , σε εργαλείοχάλυβες, σε ανοξείδωτους χάλυβες και σε χάλυβες ηλεκτρομαγνητικών εφαρμογών. Αναφέρετε ότι για τους με ποσοστό άνθρακα μικρότερο από 0.80% κατά βάρος , όσοι περιέχουν άνθρακα σε ποσοστό 0.10% έως 0.25% κατά βάρος ονομάζονται μαλακοί χάλυβες.

(Βιβλίο Γ.Χρυσουλάκη και Δ. Παντέλη)

Οι κοινοί χάλυβες γενικής χρήσεις ή χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, αποτελούν το 85-90 % της συνολικής παραγωγής χαλυβδοκραμάτων. Παράγονται σε μεγάλες ποσότητες, δεν υποβάλλονται

συνήθως σε θερμικές κατεργασίες, είναι φθηνοί σε σχέση με τα υπόλοιπα βιομηχανικά κράματα και οι ιδιότητες τους είναι επαρκείς για τις συνήθεις εφαρμογές.

Χάλυβες με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα ≤ 0.3%

Μεσαία περιεκτικότητα από 0.3% έως 0.6%

Υψηλή περιεκτικότητα από 0.6% έως 1.5% το μέγιστο.(Βιβλίο Αθανάσιου Μάμαλη )

Η οπτική μικροσκοπία είναι μία πολύ σημαντική μέθοδος παρατήρησης και ερμηνείας της μικροδομής των υλικών, το οποίο αποτελεί το βασικό αντικείμενο της μεταλλογραφίας. Με το μικροσκόπιο, μικρά αντικείμενα, τα οποία είναι αόρατα με γυμνό μάτι, γίνονται ορατά, έτσι μικρά αντικείμενα μεγέθους μέχρι 0.1m=0.0001mm μπορούν να μελετηθούν.

Έτσι εντοπίζονται ρωγμές, πόροι εγκλείσματα ξένων ουσιών μέσα σε μέταλλα-κράματα. Προσδιορίζεται το είδος, το μέγεθος των κόκκων ενός μετάλλου-κράματος. Το οπτικό μεταλλογραφικό μικροσκόπιο ένα τμήμα ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που είναι ορατό. Το αντικείμενο τις μελέτης τοποθετείτε και με τους κοχλίες εστίασης βρίσκουμε το αντικείμενο. Εστιάζουμε και πετυχαίνουμε την καλύτερη δυνατή εικόνα - καθαρή που μπορούμε να πάρουμε, για την καλύτερη μελέτη του αντικειμένου.

(Κ. Μεντρέα)

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Όπως αναφέραμε το αρχικό σχήμα του δοκιμίου, ήταν ένας οδοντωτός τροχός μαλακού χάλυβα 43 mm.

Στην αρχή μας ζητήθηκε να κόψουμε το δοκίμιο με μία οριζόντια τομή και μετά με μία κάθετη δημιουργώντας έτσι δύο επιφάνειες για μελέτη. Το κόψαμε σε συγκεκριμένο μέγεθος για να χωράει στη συνέχεια στην πρέσα. Η κοπή πραγματοποιήθηκε με αποξεστικό τροχό, διότι παρέχει επιφάνειες που είναι λείες, με ελάχιστη παραμόρφωση και δεν παρουσιάζονται αλλαγές στην δομή του υλικού από υπερθέρμανση. Δώσαμε προσοχή στην δύναμη κοπής και στην σταθερή συγκράτηση του υλικού, για να μην επηρεάσουμε την τελική δομή του υλικού.

Στη συνέχεια περάσαμε στον εγκιβωτισμό του δοκιμίου. Για τον εγκιβωτισμό επιλέξαμε ένα είδος ρητίνης, για να μην επηρεασθεί η

επιφάνεια του δοκιμίου από θερμότητα ή από πίεση. Τοποθετήσαμε το δοκίμιο μέσα σε ένα ειδικό κυλινδρικό καλούπι του μηχανήματος, προσθέσαμε την ρητίνη και περιμέναμε 5 λεπτά, 3 για την θέρμανση τις ρητίνης και 2 για την ψύξη και σταθεροποίησης της.

Στη συνέχεια προχωρήσαμε στην λείανση και στίλβωση του δοκιμίου. Για το δοκίμιο μας, χρησιμοποιήσαμε χαρτιά καρβιδίου του πυριτίου, με μία σειρά μεγέθους κόκκων. Συγκρατούσαμε το δοκίμιο με τα ακροδάχτυλα με μέτρια δύναμη. Πραγματοποιήσαμε την λείανση δύο με τρεις φορές για κάθε χαρτί και εξετάζαμε την επιφάνεια για να δούμε αν έχουν επαλειφθεί οι γρατζουνιές. Κατά τη λείανση διοχετεύονταν στο χαρτί νερό για τον καθαρισμό του δίσκου, καθώς και την ψύξη του δοκιμίου. Μετά από κάθε αλλαγή

χαρτιού, το χαρτί καθαριζόταν με νερό, για να μη μολυνθούν τα χαρτιά, με κόκκους από τους ποιο χονδρόκοκκους λειαντικούς τροχούς. Μετά την λείανση, το δοκίμιο καθαρίζετε με νερό και βαμβάκι, ποτίζετε με οινόπνευμα και στεγνώνετε με ζεστό αέρα.

Η στίλβωση γίνεται σε δύο πάνινους τροχούς. Ο πρώτος περιέχει κόκκους διαμαντιού 3 μm και ο δεύτερος 1μm. Για το δοκίμιο μας, απαιτήθηκε μικρός χρόνος και σχετικά μεγάλη ασκούμενη δύναμη, σε μικρή περιστροφική ταχύτητα, λόγο ότι το δοκίμιο μας αποτελείτε από σιδηρούχο υλικό. Κατά την στίλβωση του δοκιμίου χρησιμοποιήθηκε αλούμινα.

Τέλος το δοκίμιο υποβλήθηκε σε χημική προσβολή, για την αποκάλυψη της μικροδομής του δοκιμίου μας και την παρατήρηση του στο μικροσκόπιο. Το δοκίμιο υπέστη χημική προσβολή σε

Α

Β

Nital (Νιτρικό οξύ αναμιγμένο με οινόπνευμα) για 20 δευτερόλεπτα. Μετά περιλούστηκε με οινόπνευμα και στεγνώθηκε με ζεστό αέρα.

Στη συνέχεια τραβήχτηκαν φωτογραφίες με ηλεκτρονική μικροσκοπική σάρωση και μετά έγινε η σκληρομέτριση του δοκιμίου κατά Vickers.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΤο μεταλλογραφικό δοκίμιο παρατηρήθηκε στο μικροσκόπιο, φωτογραφήθηκαν οι θέσεις τους Α και Β

Και προέκυψαν οι φωτογραφίες που δίνονται:

(Οδοντωτός τροχός μαλακού χάλυβα θέση Α 20 Χ )

(Οδοντωτός τροχός μαλακού χάλυβα θέση Α 100Χ)

(Οδοντωτός τροχός μαλακού χάλυβα θέση Β 20Χ)

(Οδοντωτός τροχός μαλακού χάλυβα θέση Β 100Χ)

ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Αυτό που παρατηρούμαι είναι ότι το δοκίμιο μας όπως εξετάστηκε από μία συγκεκριμένη διαδικασία μεταλλογραφίας αποτελείτε από περλίτη και φερρίτη με γύρο στα 20% με 30 % περίπου περιεκτικότητας σε άνθρακα.