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

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'

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