Микроструктура цветных сплавов. Травитель везде, где не указано иное 3% раствор hno

Название	Микроструктура цветных сплавов. Травитель везде, где не указано иное 3% раствор hno
Дата	01.08.2022
Размер	2.85 Mb.
Формат файла
Имя файла	12_Tsvetnye15-18.doc
Тип	Документы #639091

Микроструктура цветных сплавов.
Травитель везде, где не указано иное: 3% раствор HNO₃ в спирте.

	Cu % (масс) O T⁰,C 1080⁰ 0.38 α (Cu) α +Cu₂О L L +Cu₂О 1064⁰
Образец № 1 Медь М1 (недостаточно раскисленная). Литье. Нетравлен. Объектив А=0.5; поле зрения Ø=0.42 мм Микроструктура состоит из дендритов практически чистой меди и точечной эвтектики ( + Cu₂0), состав которой 0,38%масс.О. Допустим, эвтектики в сплаве 50% от массы сплава Тогда химический состав сплава равен 0,38*0,5=0,19%О. Именно таким металлографическим способом на металлургических заводах контролируют содержание вредного кислорода в меди. Cu₂0- хрупкая фаза. Ее содержание в меди не должно превышать 10^-3%. Вредными примесями в меди считаются также висмут и свинец, образующие легкоплавкие эвтектики с медью. Последние затрудняют обработку давлением, так как состоят практически из чистого свинца или висмута и располагаются по границам зерен меди, нарушая связь между зернами в поликристалле. Диаграмму Cu-Bi см ниже.

Образец № 2 Латунь свинцовистая ЛС59-1 (40%Zn; 1%Pb, ост. Cu). Литье. HB=0.9 ГПа Травитель: 10% FeCl₃. Объектив А=0.5; Ø=0.42 мм Двухфазная латунь. При низкой температуре состоит из альфа твердого раствора на основе меди и упорядоченной ^I фазы После кристаллизации сплав состоял из бета фазы, при понижении температуры из нее выделилась фазы альфа Морфология структуры свидетельствует, что альфа светлая ( светлая фазы выделилась из темной матрицы) Ускоренное охлаждение сплава во время литья привело к образованию видманштеттовой структуры ( ориентированных выделений пластин светлой альфа - фазы).Упорядочение в бета фазе произошло как фазовый переход второго рода. Упорядоченная фаза хрупкая. Поэтому однофазные бета латуни выплавляют редко. Обратите внимание на ход линии сольвуса- растворимость цинка в меди падает с повышением температуры. Такая растворимость носит название ретроградной.

Образец № 3 Бронза оловянистая БрО10 (10%Sn, ост. Cu) Литье Травитель: 10% FeCl₃ Объектив А=0.5; Ø=0.42 мм Судя по ДФР сплав должен состоять из зерен альфа-твердого раствора и выделений эпсилонфазы по границам. Однако, вследствие литья, возникло отклонение от фазового равновесия. В структуре присутствуют неоднородно окрашенные дендриты альфа и мелкодисперсная смесь, морфология которой лучше видна на структуре справа (РЭМ). Неоднородная окраска дендритов свидетельствует о незавершенности разделительной диффузии, приведшей к дендритной ликвации. Смещения неравновесной линии солидуса влево привело к наличию некоторого количества жидкой фазы при температуре перитектического превращения В результате перитектического превращения в сплаве образовалась бета-фаза. Присутствие фазы бета делает возможным эвтектоидные превращения как при температуре 586, так и при температуре 520^оС .Низкотемпературное эвтектоидное превращение( при 350^оС) не происходит даже при медленном охлаждении. В результате микроструктура состоит из дендритов альфа фазы и эвтектоида ( альфа дельта )	К образцу № 3. Растровая электронная микроскопия (РЭМ). Распределение меди (верхняя кривая) и олова (нижняя кривая) вдоль линии сканирования (светлая горизонталь). Ø=0.05 мм Колония эвтектоида. Все остальное - альфа-фаза

	Al % (масс) Cu T⁰,C 660⁰ 548⁰ 5,7 ≈0.01 α + Al₂Cu (θ) α L α + L 20⁰ к 33%
Образец № 4 Дюралюминий Д1 ((4.2%Cu; 0.6%Mn; 0.6%Mg, <0,5%Fe , <0,5%Si , ост. Al).) Литье. HB=0.98 ГПа Объектив А=0.5; Ø=0.42 мм По ДФР данный сплав должен состоять из альфа- твердого раствора на основе Al и Al₂Cu Однако, сплав является многокомпонентным, поэтому в микроструктуре присутствуют три структурные составляющие:  ( светлые крупные зерна), Al₂Cu (серые выделения по границам зерен) и железосодержащая фаза ( черные иглы) Подробнее о сплавах на основе алюминия в лекциях.

Образец № 5 Сплав для подшипников скольжения Б83 (баббит). (11%Sb; 6%Cu ост. Sn). Литье. Объектив А=0.4; Ø=0.28 мм Трехкомпонентный сплав находится в трехфазной области  и  . Альфа-фаза (темная на фотографии) представляет собой твердый раствор на основе олова. Эта фаза пластична. Промежуточная фаза  (крупные, светлые, ограненные выделения) по свойствам существенно отличается от альфа, она твердая и хорошо сопротивляется истиранию. Именно сосуществование этих фаз обеспечивает требуемый уровень свойств вкладыша подшипника-в начале работы мягкая фаза истирается, твердая фаза выступает над поверхностью и в образующемся зазоре хорошо распределяется смазка. Таким образом вкладыш хорошо прирабатывается к валу и имеет небольшую истираемость , так как трение в основном приходится на твердую фазу .Кроме того, твердая фаза имеет возможность утапливаться в мягкую матрицу для амортизации давления в точках контакта вкладыша и вала Присутствие фазы гамма связано с необходимость предотвратить ликвацию по плотности ( альфа фаза тяжелая, оседает на дно отливки, а бета легкая- всплывает в верхнюю часть слитка) При введении в сплав меди образуется фаза гамма ( светлые мелкие кристаллы), которая кристаллизуется раньше других фаз и имеет плотность примерно равную плотности жидкого расплава. Гамма равномерно распределяется в расплаве, препятствуя оседанию и всплытию альфа и бета .

Образец № 6 Литейный сплав АЛ12 (силумин) (12%Si; ост. Al) Литье Травитель: 10% FeCl₃ Объектив А=0.2; Ø=0.64 мм По ДФР данный сплав должен состоять из крупных первичных кристаллов почти чистого кремния и эвтектики. Однако, в микроструктуре мы видим крупные пластинчатые кристаллы кремния и светлые крупные кристаллы алюминия. В данной системе образуется аномальная эвтектика, состоящая не из мелких, а из крупных кристаллов. Так происходит из-за большой линейной скорости роста альфа и бета фаз. Наличие крупных кристаллов кремния недопустимо, так как кремний очень хрупок Для измельчения структуры в силумин вводят натрий, который понижает поверхностное натяжение на границе жидкость кремний и, таким образом, облегчает процесс кристаллизации. В сплаве образуется большое число центров кристаллизации кремния, что приводит к существенному уменьшению их размеров Кроме того, натрий смещает эвтектическую точку вправо, что делает сплав с 12 % Si доэвтектическим. Это хорошо, так как теперь первичные кристаллы состоят из крупных кристаллов алюминия , а алюминий пластичен.	Образец № 7 Литейный сплав АЛ12 (силумин), модифицированный Na. (12%Si; ост. Al) Литье Травитель: 10% FeCl₃ Объектив А=0.2; Ø=0.64 мм Светлые дендритные первичные кристаллы альфа и мелкодисперсная эвтектическая смесь альфа и бета
1412⁰ T⁰,C L влияние 0,1% Na 660⁰ 577⁰ α 1,7 β (Si) 20⁰ Al Si % (масс) Si 11,7

Рис 1. ДФР Cu-Bi.

Рис.2 К формированию структуры в оловянистой бронзе Вследствие ускоренного охлаждения литая бронза затвердеет не при температуре Т, а при температуре перитектического превращения(798С) с образованием фазы бета .