• Nie Znaleziono Wyników

Zastosowanie piecyka mikroskopowego „Vacutherm” do badań struktur metali w podwyższonych temperaturach

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Zastosowanie piecyka mikroskopowego „Vacutherm” do badań struktur metali w podwyższonych temperaturach"

Copied!
16
0
0

Pełen tekst

(1)

ZESZYTY N A U K O W E POLITECHNIKI Ś LĄSKIEJ 1965

S e r i a : M E C H A N I K A z. 22 N r kol. i 30

E M I L O L E W I C Z , B A R B A R A R A U S ZE R K a t e d r a M e t a l o z n a w s t w a

Z A S T O S O W A N I E P I E C Y K A M I K R O S K O P O W E G O " Y A C U T H E R M "

D O B A D A N S T R U K T U R M E T A L I W P O D W Y Ż S Z O N Y C H T E M P E R A T U R A C H

S t r e s z c z e n i e . O p i s a n o m i k r o s k o p o w y p i e c y k p r ó ż n i o w y d o b a d a ń s t r u k t u r m e t a l i w p o d w y ż s z o n y c h t e m p e r a t u ­ r a c h (do 1 6 0 0 C). B a d a n o w p ł y w t r a w i e n i a t e r m l o z - n e g o n a p o w s t a w a n i e o b s e r w o w a n e g o o b r a z u s t r u k t u r y . Z e s t a w i o n o w y n i k i o b s e r w a o j l k i n e t y k i r o z r o s t u z l a r n , p r z e m i a n a l o t r o p o w y o h p r z y n a g r z e w a n i u o r a z w o l n y m 1 s z y b k i m c h ł o d z e n i u . W y m i e n i o n o m o ż l i w o ó o i z a s t o s o w a n i a , w a d y i z a l e t y tej m e t o d y b a d a ń .

ISlSSL

M e t a l o g r a f i c z n e b a d a n i a s t r u k t u r m e t a l i p r z e p r o w a d z a s i ę z a ­ z w y c z a j w t e m p e r a t u r z e o t o c z e n i a . P o z w a l a j ą o n e n a b a d a n i e w e ­ w n ę t r z n e j b u d o w y s t o p ó w m e t a l i w s k a l i m a k r o s k o p o w e j i m i k r o ­ s k o p o w e j p r z y p o w l ę k s z e n i a o h d o 1 5 0 0 x. W t y m o e l u o p r a c o w a n o s z e r e g m e t o d p r z y g o t o w a n i a z g ł a d ó w s p o s o b e m m e e h a n l o z n y m , o h e - m l o z n y m lu b p r z e z p o l e r o w a n i e e l e k t r o l i t y c z n e o r a z o h e m i o z n e i e l e k t r o l i t y c z n e t r a w i e n i a . D o t y o h o z a s o w e b a d a n i a m i k r o s k o p o ­ we , j a k k o l w i e k b a r d z o p o m o c n e , m a j ą t ę z a s a d n i c z ą w a d ę , że n i e p o z w a l a j ą n a b e z p o ś r e d n i ą o b s e r w a o j ę z m i a n j a k i e z a o h o d z ą w m e ­ t a l a c h w o z a s l e z a b i e g ó w o i e p l n y o h .

J e d e n ze s p o s o b ó w b a d a n i a s t r u k t u r w t e m p e r a t u r a c h p o d w y ż ­ s z o n y c h p o l e g a n a tym, że p r z y g o t o w a n y z g ł a d p o d g r z e w a s i ę w p r ó ż n i o w y m p i e c y k u d o ż ą d a n e j t e m p e r a t u r y , a n a s t ę p n i e t r a w i s i ę go p r z e z w p r o w a d z e n i e o d p o w i e d n i c h d a w e k p a r l u b g a z ó w d z i a ł a j ą c y o h a k t y w n i e n a p o w i e r z o h n i ę z g ł a d u . P o n a t r a w i e n i u , p r ó b k ę s t u d z i si ę w r a z z p i e c e m d o t e m p e r a t u r y o t o c z e n i a i p o d d a j e o b s e r w a c j i m i k r o s k o p o w e j . P o w s t a ł a n a p o w i e r z c h n i w a r ­ s t w a t l e n k ó w l u b i n n y c h p r o d u k t ó w r e a k c j i c h e m i c z n y c h u j a w n i a

(2)

64 Emil Olewicz, Barbara Rauszer

b u d o w ę z i a r n i s t ą l u b s k ł a d n i k i f a z o w e p r z e z p o w s t a n i e w a r s t w y n a l o t o w e j r ó ż n e j g r u b o ś c i . M e t o d y te o k r e ś l a s i ę J a k o m e t o d y t e r m i c z n e a l b o m e t o d y u t l e n i a n i a p o w i e r z c h n i o w e g o i s t o s u j e s i ę Je g ł ó w n i e d o b a d a ń w i e l k o ś c i z i a r n a a u s t e n i t u l u b o b e o - n o ś o i r ó ż n y c h f a z . N i e r o z w i ą z u j e t o j e d n a k c a ł k o w i c i e z a g a d ­ n i e n i a b a d a ń s t r u k t u r a l n y c h w p o d w y ż s z o n y c h t e m p e r a t u r a c h , p o n i e w a ż o b s e r w a c j i d o k o n u j e s i ę p o o z i ę b i e n i u p r ó b e k oo m o ż e s p o w o d o w a ć p e w n e z m i a n y s t a n u , k t ó r y i s t n i a ł w t e m p e r a t u r z e b a d a n i a . M e t o d y te n i e p o z w a l a j ą t a k ż e n a o b s e r w a c j ę k i n e t y k i z m i a n z a c h o d z ą c y c h w m e t a l a o h w c z a s i e p o d g r z e w a n i a i c h ł o d z e ­ nia.

T o o s t a t n i e z a g a d n i e n i e r o z w i ą z u j e c z ę ś c i o w o t z w . m e t a l o g r a ­ f i a w y s o k o t e m p e r a t u r o w a . P o l e g a o n a n a n a g r z e w a n i u p r ó b k i w p i e c y k u p r ó ż n i o w y m , d o s t o s o w a n y m d o m i k r o s k o p u m e t a l o g r a f i c z ­ n e g o w t e n s p o s ó b , że m o ż l i w a J e s t o i ą g ł a o b s e r w a c j a p o w i e r z ­ c h n i z g ł a d u w c z a s i e n a g r z e w a n i a [i] ,

P i e r w s z e p r ó b y t e g o r o d z a j u b a d a ń p r o w a d z o n o j u ż w l a t a c h 1 9 0 0 i c i ą g l e je u d o s k o n a l a n o . W 1 9 3 0 r. E s s e r p o s ł u g i w a ł s i ę p i e c y k i e m p r ó ż n i o w y m do b a d a ń m e t a l i p r z y m a ł y c h p o w i ę k s z e ­ n i a c h i J u ż w t e d y z d o ł a n o u j a w n i ć n i e k t ó r e z m i a n y , a w s z c z e ­ g ó l n o ś c i j g r a n l o e z l a r n i i o h r o z r o s t o r a z p r z e m i a n y a l o t r o p o - we. W a d ą u r z ą d z e ń z t e g o o k r e s u b y ł o z b y t m a ł e p o w i ę k s z e n i e m i k r o s k o p o w e o r a z o g r a n i c z o n y z a k r e s t e m p e r a t u r n a g r z e w a n i a . O g r a n i c z e n i e to w y n i k a ł o z p o k r y w a n i a s i ę o k i e n k a s k o n d e n s o w a ­ n y m i p a r a m i m e t a l u o o u n i e m o ż l i w i a ł o d a l s z ą o b s e r w a c j ę s t r u k ­ t u r y [a]. O s t a t n i e l a t a p r z y n i o s ł y n o w e r o z w i ą z a n i e t e g o r o ­ d z a j u u r z ą d z e n i a w w y k o n a n i u Z a k ł a d ó w O p t y c z n y c h R e i c h e r t a w A u s t r i i . U l e p s z e n i a p o l e g a j ą na: u z y s k i w a n i u w i ę k s z y o h p o w i ę ­ k s z e ń , m o ż l i w o ś c i w y m i a n y z a d y m i o n y c h s z k i e ł e k , d o g o d n y m p o ­ m i a r z e t e m p e r a t u r y p r ó b k i o r a z o s i ą g a n i u w y s o k i c h t e m p e r a t u r do 1 6 0 0 ° C . P r z e p r o w a d z o n e b a d a n i a w s t ę p n e w K a t e d r z e M e t a l o ­ z n a w s t w a w y k a z a ł y m o ż l i w o ś ć p r o w a d z e n i a w i e l o r a k i c h b a d a ń z p o m o c ą t e g o u r z ą d z e n i a , a w s z c z e g ó l n o ś c i : o b s e r w a c j i r o z r o s t u z iarn, p r z e m i a n p r z y n a g r z e w a n i u i s t u d z e n i u z r ó ż n y m i s z y b ­ k o ś c i a m i . P o n a d t o u r z ą d z e n i e u m o ż l i w i a ś l e d z e n i e p r o c e s ó w d y ­ f u z y j n y c h i w y d z i e l e n i o w y c h , k i n e t y k i s p i e k a n i a i i n n y c h . N i e -

(3)

Zastosowanie p i e c y k a m i k roskopowego "Yacutherm" .. 65

K t ó r e w y n i k i z p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń w s t ę p n y c h z r e f e r o w a n o w d a l s z y m c i ą g u p r a o y .

O p l a u r z ą d z e n i a

U r z ą d z e n i e d o b a d a ń s t r u k t u r a l n y c h w p o d w y ż s z o n y c h t e m p e r a t u ­ r a c h , w w y k o n a n i u f i r m y R e i o h e r t , o t r z y m a ł o n a z w ę " V a c u t h e r m " . P o d s t a w o w e z e s p o ł y t e g o u r z ą d z e n i a s t a n o w i ą » p i e c y k g r z e w c z y , p o m p y p r ó ż n i o w e

1

u r z ą d z e n i a d o p o m i a r u p r ó ż n i

1

t e m p e r a t u r y .

P i e c y k g r z e w c z y (rys. i) u s t a w i o n y j e s t b e z p o ś r e d n i o n a m i k r o s k o p i e o p t y c z n y m . O t w ó r (

6

) w d o l n e j c z ę ś c i p i e o y k a z a m ­ k n i ę t y s z y b k ą k w a r c o w ą u m o ż l i w i a m i k r o s k o p o w ą o b s o r w a c j ę p o ­ w i e r z c h n i b a d a n e j p r ó b k i . W e w n ą t r z p i e o y k a z n a j d u j e się w k ł a d ­ k a c e n t r u j ą c a (5), w k t ó r e j u m i e s z c z a s i ę p i e r ś c i e ń k w a r c o w y , c o r a z e m t w o r z y p o d s t a w ę do u s t a w i e n i a p r ó b k i (4).W c z a s i e n a - g r z e w a n i a p r ó b k a p a r u j e i o k i e n k o p o k r y t a s i ę n a l o t e m u n i e m o ­ ż l i w i a j ą c y m o b s e r w a c j ę . A b y t e m u z a p o b i e c w d o l n e j c z ę ś o l p i o - c y k a z n a j d u j e s i ę u r z ą d z e n i e p o z w a l a j ą c e w s u w a ó p ł y t k i k w a r c o ­ w e p o m i ę d z y o k i e n k o o b s e r w a c y j n e a p r ó b k ę . C z y n n o ś c i tej d o k o ­ n u j e si ę z z e w n ą t r z z a p o m o c ą m l m o ś r o d k o w e g o m e c h a n i z m u (

3

),

p r z y o z y m m o ż l i w e j e s t w y p l e n i e n i e k i l k u n a s t u s z k i e ł e k b e z o- t w i e r a n i a p i e c y k a . P o n a d t o , w d o l n e j c z ę ś o l p i e o y k a z n a j d u j ą

i .

s i ę j e s z e z e t r z y w l o t y r u r o w e , s ł u ż ą c e doj p o d ł ą c z e n i a p i e c y k a d o p o m p y p r ó ż n i o w e j , z a m o n t o w a n i e c z u j n i k a d o p o m i a r u p r ó ż n i i w p r o w a d z e n i a t e r m o p a r y , k t ó r e j k o ń c ó w k ę u m i e s z o z a s i ę w o d ­ p o w i e d n i m o t w o r z e p r ó b k i . G ó r n a o z ę ś ó p i e c y k a m a s z c z e l n i e w m o n t o w a n e p r ę t y (i), d o k t ó r y c h m o c u j e si ę m o l i b d e n o w e t a ś m y g r z e j n e (2). S ą one t a k u f o r m o w a n e , że t w o r z ą p r z e s t r z e ń riy- l l n d r y o z n ą , w k t ó r e j p o z ł o ż e n i u p i e o y k a z n a j d u j e s i ę p r ó b k a . Z a s i l a n i e e l e m e n t ó w g r z e j n y c h o d h y w a się ze s p e c j a l n e g o t r a n s ­ f o r m a t o r a p r ą d o w e g o o n a t ę ż e n i u 2 0 0 A, z a s i l a n e g o z s i e c i p r ą ­ d u z m i e n n e g o p r z e z t r a n s f o r m a t o r r e g u l a c y j n y , u m o ż l i w i a j ą c y p o d g r z e w a n i e p r ó b k i z d o w o l n ą p r ę d k o ś c i ą d o t e m p e r a t u r y 1 6 0 0 ° C A b y u n i k n ą ó n a g r z e w a n i a c a ł e g o u r z ą d z e n i a p i e o y k m a p o d w ó j n e ś c i a n k i , m i ę d z y k t ó r y m i p r z e p ł y w a w o d a c h ł o d z ą c a . U r z ą d z e n i e p o z w a l a r ó w n i e ż n a u z y s k i w a n i e r ó ż n y c h p r ę d k o ś c i o h ł o d z e n i a p r z e z wdrauobiwanle g a z u o b o j ę t n e g o (arg o n u ) b e z p o ś r e d n i o n a p r ó b k ę .

(4)

66 Emil Olewicz, Barbara Rauszer

W y m a g a n ą p r ó ż n i ę w y t w a r z a s i ę z a p o m o c ą d w ó c h p o m p p r ó ż n i o ­ w y c h : w s t ę p n e j p o m p y o b r o t o w e j o r a z o l e j o w e j p o m p y d y f u z y j n e j . Z p o m p y w s t ę p n e j u z y s k u j e się c i ś n i e n i e r z ę d u 1 0

-•2

m m Hg, a z p o m p y d y f u z y j n e j 10

—5

m m Hg. D o p o m i a r u p r ó ż n i z a s t o s o w a n o d w a r o d z a j e c z u j n i k ó w d z i a ł a j ą c y c h : j e d e n n a z a s a d z i e z m i a n y o p o r ­ n o ś c i o r a z d r u g i J o n i z a c y j n y , s y s t e m u " P e n n i n g a " .

P r z e d w ł o ż e n i e m p r ó b k i , w n ę t r z e p i e c y k a n a l e ż y d o k ł a d n i e o- c z y ś c i ć od w s z e l k i e g o r o d z a j u n a l o t ó w i p y ł ó w p r z e z p r z e m y c i e J e g o p o w i e r z c h n i o r a z w s z e l k i c h c z ę ś c i r u c h o m y c h tj. m o s t k a , s z k i e ł e k p r z y k r y w k o w y c h i p r ó b k i o d p o w i e d n i m r o z p u s z c z a l n i ­ k i e m . P o o s a d z e n i u p r ó b k i w p i e r ś c i e n i u k w a r c o w y m i z a ł o ż e n i u t e r m o p a r y s p r a w d z a się jej w ł a ś c i w e u s t a w i e n i e , p o c z y m n a k ł a ­ d a s i ę g ó r n ą c z ę ś ć p i e c y k a i d o k r ę c a ś r u b a m i . K o l e j n ą c z y n n o ś ć s t a n o w i w y t w o r z e n i e o d p o w i e d n i e j p r ó ż n i . W t y m c e l u u r u c h a m i a s i ę w p i e r w p o m p ę w s t ę p n ą , a po u z y s k a n i u p r ó ż n i r z ę d u i O m m H g z a ł ą c z a s i ę p o m p ę d y f u z y j n ą . P o d g r z e w a n i e p r ó b k i r o z p o c z y n a s i ę p r z y p r ó ż n i l e p s z e j n i ż 1 0

—4

m m H g . C a ł k o w i t y c z a s p r z y g o ­ t o w a n i a p i e c y k a d o b a d a ń , ł ą c z n i e z w y t w o r z e n i e m p r ó ż n i ,w y n o s i o k o ł o

2

godz.

Z j a w i s k o t e r m i c z n e g o t r a w i e n i a

Z j a w i s k o t r a w i e n i a t e r m l o z n e g o z o s t a ł o s t w i e r d z o n e p r z y n a ­ g r z e w a n i u m e t a l i w p r ó ż n i J u ż n a p o c z ą t k u t e g o s t u l e c i a . M i a n o ­ w i c i e , p o d c z a s o b s e r w a c j i w y p o l e r o w a n e j p o w i e r z c h n i p r ó b k i z a ­ u w a ż o n o , że w p e w n y c h t e m p e r a t u r a c h p o j a w i a się s a m o r z u t n i e o- b r a z s t r u k t u r y , k t ó r y w p o c z ą t k o w y m s t a d i u m z a w i e r a t y l k o s u b ­ t e l n y z a r y s zi a r n . D a l s z e w y g r z e w a n i e w tej t e m p e r a t u r z e p r o ­ w a d z i d o w y r a ź n i e j s z e g o w y s t ę p o w a n i a i c h g r a n i c o r a z w z r o s t u

I l o ś c i s z c z e g ó ł ó w o b s e r w o w a n y c h n a p o w i e r z c h n i z g ł a d u . J e s z c z e i n t e n s y w n i e j n a p r z e b i e g t r a w i e n i a w p ł y w a w z r o s t t e m p e r a t u r y , c o s z c z e g ó l n i e u w y d a t n i a si ę n a w y g l ą d z i e g r a n i c z i a r n d o z n a ­ j ą c y c h p o g ł ę b i e n i a i p o s z e r z e n i a . O p r ó c z tego, n a p o w i e r z c h n i z g ł a d u t w o r z y s i ę w y r a ź n y r e l i e f z i a r n w y ż e j i n i ż e j p o ł o ż o - n y o h o r a z p o j a w i a j ą s i ę n o w e s z c z e g ó ł y w p o s t a c i d e l i k a t n e j s i a t k i a t a k ż e c z ą s t e k o b u d o w i e p u n k t o w e j lub w y d ł u ż o n e j . Wyr- r a ź n i e j t a k ż e z a z n a c z a j ą si ę w t r ą c e n i e n i e m e t a l i c z n e . S z y b k o ś ć t r a w i e n i a j e s t z a l e ż n a od w y s o k o ś c i t e m p e r a t u r y . J e ż e l i w p o ­

(5)

Zastosowanie p i ecyka m i kroskopowego "Yacutherm" 67

c z ą t k o w y m o k r e s i e , p r z y n i ż s z y c h t e m p e r a t u r a c h , t r a w i e n i e w y ­ m a g a s t o s u n k o w o d ł u g i c h c z a s ó w , w y n o s z ą c y c h od k i l k u n a s t u do k i l k u d z i e s i ę c i u m i n u t , to w t e m p e r a t u r a c h w y s o k i c h o h r a z sfc^ik- t u r a ł n y u j a w n i a si ę w c i ą g u k i l k u m i n u t , a n a w e t s e k u n d . N a p r z e b i e g t r a w i e n i a w y w i e r a w p ł y w n i e t y l k o t e m p e r a t u r a leoz t a k ż e r o d z a j s t o p u i w i e l k o ś ć p r ó ż n i . C z y n n i k i te s ą w i e l k o ś ­ c i a m i c h a r a k t e r y s t y c z n y m i , z w i ą z a n y m i z b a d a n y m m e t a l e m .

T r a w i e n i e t e r m i c z n e p o l e g a n a z j a w i s k u p a r o w a n i a s u b s t a n c j i w s t a n i e s t a ł y m z w a n y m s u b l i m a c j ą . I n t e n s y w n o ś ć p a r o w a n i a o- k r e ś l a s i ę p r ę ż n o ś c i ą p a r y n a s y c o n e j w d a n e j t e m p e r a t u r z e z w a ­ n ą p r ę ż n o ś c i ą s u b l i m a c j i . D l a m e t a l i p r ę ż n o ś ć s u b l i m a c j i w t e m p e r a t u r a c h o t o c z e n i a w y n o s i o k o ł o 10

—20

m m H g i s z y b k o w z r a s t a z t e m p e r a t u r ą tak, że w t e m p e r a t u r z e

iOOO c

w y n o s i d l a

— 7

—3

n i e k t ó r y c h m e t a l i 1 0 + 1 0 m m Hg, z a l e ż n i e od i c h t e m p e r a ­ t u r y t o p n i e n i a .

P a r o w a n i e m e t a l u n i e j e s t j e d n a k o w e n a c a łej p o w i e r z c h n i , p o n i e w a ż z a l e ż y ono od sił w z a j e m n e g o p r z y c i ą g a n i a si ę a t o m ó w . S i ł y p r z y c i ą g a n i a a t o m ó w p o w i e r z c h n i o w y c h są r ó ż n e i z a l e ż ą od d o s k o n a ł o ś c i b u d o w y k r y s t a l o g r a f i c z n e j , g ę s t o ś c i o b s a d z e n i a i u p o r z ą d k o w a n i a . S i ł y te z n a j d u j ą w y r a z w n a p i ę c i u p o w i e r z c h n i o w y m i w i e l k o ś c i e n e r g i i s w o b o d n e j . N a j n i ż s z ą e n e r g i ę w i ą z a n i a p o s i a d a j ą a t o m y n a g r a n i c a c h zi a r n , p o n i e w a ż g r a n i c e z i a r n c h a r a k t e r y z u j ą się d u ż ą n i e d o s k o n a ł o ś c i ą b u d o w y k r y s t a l o g r a ­ f i c z n e j o r a z m a ł y m w p ł y w e m n a p i ę c i a p o w i e r z c h n i o w e g o p r z y l e g a ­ j ą c y c h d o s i e b i e zi a r n . D l a t e g o s z y b k o ś ć o d p a r o w y w a n i a m e t a l u w t y c h m i e j s c a c h jest n a j w i ę k s z a o r a z t y m t ł u m a c z y s i ę f a kt, że p o d c z a s t r a w i e n i a t e r m i c z n e g o n a j w c z e ś n i e j n a p o w i e r z c h n i z g ł a d u u j a w n i a j ą się g r a n i c e ziarn. P r o c e s y te z a c h o d z ą n a s t y k u r ó ż n y c h f a z lub z i a r n tej s a m e j f a z y r ó ż n i e z o r i e n t o w a ­ n y c h k r y s t a l o g r a f i c z n i e o r a z w m i e j s c a c h w y s t ę p o w a n i a w t r ą c e ń .

R ó ż n a o r i e n t a c j a k r y s t a l o g r a f i c z n a p o w o d u j e t a k ż e r ó ż n ą s z y b k o ś ć o d p a r o w y w a n i a p o w i e r z c h n i p o s z c z e g ó l n y c h k r y s t a l i t ó w , t w o r z ą c w t e n s p o s ó b r e l i e f n a z g ł a d z i e . P o d o b n e p r z e b i e g i w y ­ s t ę p u j ą w o k ó ł w y d z i e l e ń l u b w m i e j s c a c h d e f e k t ó w b u d o w y k r y s ­ t a l o g r a f i c z n e j , t a k i c h jak: p u s t k i , w y j ś c i a d y s l o k a c j i n a p o ­ w i e r z c h n i ę , b l o k ó w m o z a i k i o r a z n i s k o k ą t o w y c h g r a n i o ziarn.

(6)

68

Emil Olewicz, Barbara Rauszer

Przemiany alotropowe przy nagrzewaniu i rozrost ziarn auste­

nitu

Przy powolnym podgrzewaniu stali wtglowyoh o różnej zawartości węgla, subtelny zarys granic ziarn pojawia się w temperaturach 400° 500°C. Wzrost temperatury powoduje dalsze trawienie granic, tak że po pewnym czasie tworzą one wyraźne bruzdy. Po- ozątek przemiany fazy CC (alfa) w J (gamma) zaznacza się po­

wyżej temperatury występowaniem na tle struktury pierwotnej licznych drobnych "punktów", które przy dalszym wygrzewaniu rozrastają się w drobne ziarna fazy J (gamma). Ilość powsta­

łych ziarn austenitu Jest różna w zależności od zawartości wę­

gla i nie ulega zmianie tak długo dopóki temperatura jest sta­

ła. Wzrost temperatury powoduje zwiększenie intensywnośoi za­

rysu granic ziarn, które rozrastają się kosztem ziarń fazy pierwotnej. W tym okresie ziarna fazy OC (alfa) zanikają a u- kład jednofazowy występuje dopiero po wyraźnym przekroczeniu temperatury końca przemiany. Prży dalszym podgrzewaniu ponad Ag następuje rozrost ziarn austenitu. W ziarnach pojawiają się utwory bliźniacze, które ze wzrostem temperatury podgrzewania częściowo zanikają względnie pojawiają się nowe. Zwrócić tu na­

leży uwagę, że granice ziarn ferrytu mogły ulec tak głębokiemu natrawieniu, że widoczne, są jeszcze nawet po przemianie i za­

nikają dopiero po dłuższym czasie wygrzewania względnie przy dalszym wzroście temperatury. Szybki rozrost ziarn austenitu w stalach obserwuje się dopiero w temperaturach powyżej 800 y y 900°C. Możliwość ciągłej obserwacji mikroskopowej rozrostu Ziarna na Vaouthermie pozwala nie tylko na określenie samej wielkości lecz także szybkości jego rozrostu pod wpływem zmian temperatury, szybkości nagrzewania i czasu wygrzewania.

Jako przykład tych możliwości rys. 2 przedstawia zmiany wielkości ziarna austenitu w stali węglowej o zawartości około 0,4& G w temperaturach 900°, 950°, i O O O ° C . Podobne obserwacje przeprowadzono dla stali 40 HNM. Zmiany wielkości ziarna tej stali w czasie wygrzewania w temperaturze 9 0 0 ° c przedstawia rys, 3, Po osiągnięciu temperatury występują drobne ziarna au-

(7)

N r

rys. Opis (struktura) p o w i ę k s z e n i e x

1 Sohemat p i e c y k a p r ó ż n i o w e g o

1 - p rę ty doprow adzające p rą d

2ta śm y grzejn e

3 — okienko obserw acyjne

4 - próbka

5 — w k ł a d k a c e n t r u j ą c ą

6 - m e c h a n i z m w y m i a n y s z k i e ł e k

Krz y w e r o z r o s t u ziarna a u s t e n i t u dla stali w ę glowej o z a w artości o koło 0,4$ C p r z y stałej prędk o ś o i p o d g r z e w a n i a 3°C/sek.

R o z r o s t ziarna a u s t e n i t u w stali 40 H N M w ozasie w y g r z e w a n i a w t e m ­ p e r a t u r z e 900°C:

a) po u z y s k a n i u temp. 900°C

3 t>) po 15 min. w y g r z e w a n i a o) po -60 min. w y g r z e w a n i a d) po 120 min. w y g r z e w a n i a

Rys. i

2

Rys. 3c

Rys. 3b

m

Rys. 3d

ero», m in -

(8)

Nr

rya. Opis (struktura) P o w i ę k s z e n i e x

4 Schemat z a n i k a n i a zia r n a c z w o r o ­ b o c z n e g o w czasie r o z r o s t u z iarn sąsiednich.

-

5 Zanikanie z i a r n o m n i e j s z e j liczbie b o k ó w n i ż 6 (grupy A 1 te) w czasie w y g r z e w a n i a stali w ę glowej 0, 4 % C w t e m p e r a t u r z e iiOO°C. M i k r o f o t o ­ g rafie wykonanoi

a) po 15 min. w y g r z e w a n i a b) po 25 min. w y g r z e w a n i a o) po 45 min. w y g r z e w a n i a d) po 75 min. w y g r z e w a n i a

200

6 S t r u k t u r a stali węg l o w e j 0, 4 % C 0po w y g r z e w a n i u w temp e r a t u r z e 1000 C

i w o l n y m chłodzeniu:

a) p o w i e r z c h n i a próbki p o t r a w i e n i u t e r m i c z n y m

b) to samo m i e j s c e p o t r a w i e n i u 4% H N 03

750

7 S t r u k t u r a stali 40 H N M trawionej termicznie, po w y g r z a n i u w temp.

8 50°C i c h ł o d z e n i u argonem.

750

R y s . 5a

Rys. 4

(9)

Zastosowanie p iecyka mikrosk o p o w e g o "yacutherm"

69

s t e n i t u - rys. 3a, k t ó r y c h r o z r o s t p o c z a s i e w y g r z e w a n i a 15, 60, 12 0 min. p o k a z u j ą r y s . 3 b , c , d , Z z e s t a w i o n y c h m i k r o f o t o ­ g r a f i i w y n i k a , że n a j w i ę k s z a s z y b k o ś ć r o z r o s t u w y s t ę p o w a ł a w c i ą g u p i e r w s z y c h 15 m i n . w y g r z e w a n i a , l e c z w t y m c z a s i e r o z f o s Łowi u l e g a ł y t y l k o n i e k t ó r e o b s z a r y z i a r n , a i n n e n a d a l p o z o ­ s t a w a ł y d r o b n e . D o p i e r o po 60 min. w i e l k o ś ć z i a r n a u l e g ł a p e w ­ n e m u u j e d n o r o d n i e n i u d o w i e l k o ś c i N r 5 (wg A S T M ) . W y g r z e w a n i e w c z a s i e 1 2 0 min. s p o w o d o w a ł o n i e w i e l k i r o z r o s t z i a r n d o w i e l ­ k o ś c i o k o ł o N r 4 (wg A S T M ) , a p r z e d ł u ż e n i e n a g r z e w a n i a d o 4 godz. d a ł o j u ż s t o s u n k o w o n i e z n a c z n e z m i any.

C h a r a k t e r y s t y c z n e jest, że p r z e m i e s z c z a n i e s i ę g r a n i c p o d ­ c z a s r o z r o s t u z i a r n a u s t e n i t u , o d b y w a si ę z r ó ż n ą p r ę d k o ś c i ą z a l e ż n ą od i c h k s z t a ł t u [

3

], Z w i ą z a n e j e s t to z r ó ż n y m s t a n e m e n e r g i i g r a n i c ziarn. Z i a r n a o k s z t a ł c i e w i e l o b o k ó w , o w i ę ­ k s z e j lu b m n i e j s z e j l i c z b i e b o k ó w , p o s i a d a j ą n a d m i a r e n e r g i i s w o b o d n e j , a t y m s a m y m n i e s ą one w r ó w n o w a d z e . G r a n i c e z i a r n o m n i e j s z e j i l o ś c i b o k ó w n i ż 6 s ą n a o g ó ł w y p u k ł e a z i a r n a o w i ę k s z e j i l o ś c i b o k ó w n i ż 6 - w k l ę s ł e . W s k u t e k tego z i a r n a o m n i e j s z e j i l o ś c i b o k ó w m a j ą t e n d e n c j ę d o z a n i k a n i a , za ś o w i ę ­ k s z e j i l o ś c i do r o z r o s t u . W c z a s i e r o z r o s t u t r z y s t y k a j ą c e się w j e d n y m n a r o ż u z i a r n a d ą ż ą d o t e g o a b y k ą t y z a w a r t e p r z e z i c h g r a n i c e w y n o s i ł y 120°, j e s t to b o w i e m w a r u n e k r ó w n o w a g i n a p i ę - o i a p o w i e r z c h n i o w e g o i p o w i e r z c h n i o w e j e n e r g i i s w o b o d n e j . U k ł a d t aki j e s t u k ł a d e m s t a b i l n y m i d a l s z y r o z r o s t z i a r n z w o l n a u - staje. S c h e m a t y c z n i e z m i a n y te m o ż n a p r z e d s t a w i ć n a s t ę p u j ą c o ; j e ż e l i np. z i a r n o w p r z y b l i ż e n i u p r o s t o k ą t n e s t y k a s i ę z c z t e ­ r e m a s ą s i e d n i m i (rys. 4) to p o d c z a s w y g r z e w a n i a u l e g a p o w o l n e ­ m u z a n i k o w i ( s t a d i u m b , c r y s . 4), a ż w k o ń c u n a s t ę p u j e u k ł a d p o k a z a n y n a r y s . 4d, g d z i e w i d o c z n a Jest r e d u k c j a l i c z b y g r a ­ nic.

W z a l e ż n o ś c i od s t a n ó w e n e r g e t y c z n y c h s ą s i a d u j ą c y c h z i a r n p r z e m i e s z c z a n i e s i ę g r a n i c m a r ó ż n y c h a r a k t e r . J e ż e l i r ó ż n i c a e n e r g i i jest n i e w i e l k a a p o d g r z e w a n i e n i e z b y t s z y b k i e to n a z g ł a d z i e o b s e r w u j e s i ę i c h k o l e j n e p r z e s u n i ę c i a . N a t o m i a s t p r z y d u ż y c h r ó ż n i c a c h e n e r g i i s z y b k o ś ć r o z r o s t u m o ż e b y ć t a k w i e l k a , że t r a w i e n i e t e r m i c z n e n i e z d ą ż y u j a w n i ć k o l e j n y c h p o ­

(10)

70 Emil Plewiez, B a r b a r a Rauazer

ł o ż e ń g r a n i c y w c z a s i e jej p r z e m i e s z c z a n i a się. P o ł o ż e n i e p o ­ c z ą t k o w e J e s t J e d n a k p r z e z d ł u ż s z y c z a s w i d o c z n e z p o w o d u g ł ę ­ b o k i e j b r u z d y , z w o l n a z a p e ł n i a j ą o e J s i ę w s k u t e k d y f u z j i atomów.

C z y n i t o w r a ż e n i e j a k g d y b y d w a z i a r n a ł ą c z y ł y si ę ze s o b ą b e z p o ś r e d n i o n a s k u t e k z a n i k u m i ę d z y n i m i g r a n i c y r o z d z i a ł u .

O p i s a n y s c h e m a t r o z r o s t u z i a r n a d a j e s i ę d o k ł a d n i e o b s e r w o ­ w a ć n a m i k r o s k o p i e p r z y p o m o c y p i e c y k a p r ó ż n i o w e g o . Rys. 5a,b, o , d p r z e d s t a w i a k o l e j n e s t a d i a z a c h o d z ą c y c h z m i a n w d w u g r u - p a o h z i a r a A i B. N a r y s . 5 a w y s t ę p u j ą z i a r n a o m a ł e j i l o ś c i b o k ó w , k t ó r e z u p ł y w e m c z a s u w y g r z e w a n i a m a l e j ą n a k o r z y ś ć r o z r o s t u z l a r n p r z y l e g ł y c h (rys. 5b), a ż w k o ń c u z a n i k a j ą z u ­ p e ł n i e (rys. 5o i d ) . G r a n i c e t r z e c h d o s i e b i e p r z y l e g ł y c h z i a r n t w o r z ą k ą t y w p r z y b l i ż e n i u 1 2 0 ® o d p o w i a d a j ą c e s t a b i l n o ś ­ ci u k ł a d u . T e g o r o d z a j u u k ł a d y w y s t ę p u j ą j e s z c z e w y r a ź n i e j p r z y w y ż s z y c h t e m p e r a t u r a c h w y g r z e w a n i a .

R ó w n o c z e ś n i e z p o d w y ż s z e n i e m t e m p e r a t u r y p o w y ż a j 1 0 0 0 c c i ­ ś n i e n i e s u b l l m a c j l J e s t t a k d u ż e , że m e t a l z a c z y n a i n t e n s y w n i e p a r o w a ć a p a r y m e t a l u k o n d e n s u J ą si ę n a w e w n ę t r z n y c h ś c i a n k a c h u r z ą d z e n i a ^ N a j b a r d z i e j n i e p o ż ą d a n a j e s t k o n d e n s a c j a n a o k i e n ­ k u o b s e r w a c y j n y m , p o n i e w a ż w a r s t e w k a m e t a l u p o c z ą t k o w o z a o i e m - n i a , a p o t e m c a ł k o w i c i e u n i e m o ż l i w i a o b s e r w a c j ę p o w i e r z c h n i zg ł a d u . W o p i s a n y m u r z ą d z e n i u z a b e z p i e c z o n o s i ę p r z e d t y m n i e ­ k o r z y s t n y m z j a w i s k i e j p r z e z o c h r o n ę o k i e n k a o b ś e r w a o y j n e g o s z k i e ł k a m i p r z y k r y w k o w y m i , k t ó r e po z a d y m i e n i u u s u w a s i ę i w p r o w a d z a n o w e n i e n a r u s z a j ą c p r z y t y m p r ó ż n i . D r u g ą m o ż l i w o ś ­ c i ą w y e l i m i n o w a n i a z a p a r o w y w a n i a s z k i e ł e k Jest w p r o w a d z e n i e d o p i e c y k a o b o j ę t n e g o g a z u o c h r o n n e g o (argonu), l e c z w z r o s t c i ś n i e n i a p o w o d u j e r ó w n o c z e ś n i e z a h a m o w a n i e i n t e n s y w n o ś c i p a ­ r o w a n i a , a c o z a t y m i d z i e , u j a w n i a n i a s z c z e g ó ł ó w s t r u k t u r y . W d o d a t k u ś l a d y z a n i e c z y s z c z e ń g a z u p a r ą w o d n ą i t l e n e m p o w o d u j ą t w o r z e n i e s i ę c i e n k i e j w a r s t e w k i t l e n k ó w , k t ó r e r ó w n i e ż w p ł y ­ w a j ą h a m u j ą c o n a p r z e b i e g t r a w i e n i a t e r m i c z n e g o .

(11)

Zastosowanie pi e c y k a mikrosko p o w e g o "Yacutherm"

71

P r z e m i a n y p o d c z a s c h ł o d z e n i a

S t u d z e n i e w y t r a w i o n e j t e r m i c z n i e p o w i e r z c h n i z g ł a d u p o z w a l a n a ś l e d z e n i e c h a r a k t e r y s t y c z n y c h p r o c e s ó w z a c h o d z ą c y c h p r z y o b n i ­ ż e n i u t e m p e r a t u r y .

P o d c z a s c h ł o d z e n i a p r ó b k i z t e m p e r a t u r y a u s t e n i t y z a c j i n a p o w i e r z c h n i w y t r a w i o n y c h z l a r n p o j a w i a j ą s i ę n o w e s z c z e g ó ł y

w

p o s t a o l b l i ź n i a k ó w , k t ó r y o h p o w i e r z o h n i a u l e g a p e w n e j d e f o r m a - oij, c o w p o l u c i e m n y m u w i d a c z n i a s i ę p o s z a r z e n i e m t y c h f r a g m e n l ó w z i a r n a . P o n a d t o , n a p o w i e r z c h n i w y s t ę p u j ą p o j e d y n c z e d r o b n e w y d z i e l e n i a w k s z t a ł c i e igi e ł , p r z e c i n k ó w l u b p u n k t ó w . I c h r o d z a j i i l o ś ć z w i ą z a n a J e s t ze s k ł a d e m c h e m i c z n y m stall.

E f e k t y p r z e m i a n y w s t a l a c h p o d c z a s c h ł o d z e n i a u j a w n i a j ą s i ę d o p i e r o p o n i ż e j t e m p e r a t u r y Aj.^, a i c h p o s t a ć z a l e ż y od s z y b ­ k o ś c i s t u d z e n i a . P r z y p o w o l n y m s t u d z e n i u , w t e m p e r a t u r a c h p o ­ n i ż e j 7 0 0 ° C p o j a w i a j ą si ę g r a n i c e f a z y ot ( a l fa), k t ó r e n i e p o ­ k r y w a j ą s i ę z w i d o c z n y m i g r a n i c a m i z i a r n a u s t e n i t u . N o w e g r a ­ n i c e s ą s u b t e l n i e j s z e , n i ż g r a n i c e f a z y p o p r z e d n i e j , n a s k u t e k z m n i e j s z o n e j i n t e n s y w n o ś c i p a r o w a n i a m e t a l u , s p o w o d o w a n e j spad­

k i e m t e m p e r a t u r y . W i e l k o ś ć z i a r n f a z y CC (alfa) j e s t u z a l e ż ­ n i o n a od w i e l k o ś c i z i a r n f a z y J (gamma), l e o z w i z u a l n i e n i e d a j e s i ę w y r a ź n i e z a u w a ż y ć z a r o d k o w a n i a n o w e j f a z y i Jej r o z ­ r o s t u . P r z y c z y n ą t e g o j e s t z b y t k r ó t k i o k r e s c z a s u ,

w

k t ó r y m c h w i l o w e p o ł o ż e n i e g r a n i c n o w e j f a z y m o g ł y b y s i ę u j a w n i ć p r z e z s u b l i m a o j ę . U j a w n i e n i e n o w e j f a z y n a s t ę p u j e d o p i e r o p o o s i ą ­ g n i ę c i u p e w n e g o s t a n u s t a b i l n e g o , p o d c z a s k t ó r e g o n i e z a c h o d z i p r z e m i e s z c z a n i e s i ę g r a n i c zl a r n . T e n o k r e s r ó w n o w a g i s t w a r z a m o ż l i w o ś ć o d p a r o w a n i a m e t a l u p o g r a n i c a c h . N i e k i e d y o p r ó c z p o ­ j a w i e n i a s i ę z i a r n n o w e j f a z y z a c h o d z i z j a w i s k o i n n y c h z m i a n

w

i c h o b r ę b i e . Z m i a n y te p o l e g a j ą n a p o w s t a w a n i u w z i a r n a c h s w o i s t e g o o b r a z u w p o s t a c i s t r u k t u r y p a s m o w e j (rys. 6) lu b w z n i e s i e ń p o s i a d a j ą c y c h n i e k i e d y c h a r a k t e r y s t y c z n e k s z t a ł t y g e o m e t r y c z n e . O b o k o p i s a n y c h s z c z e g ó ł ó w n a p o w i e r z c h n i z l a r n w y s t ę p u j e t a k ż e n i e r e g u l a r n y r e l i e f w p o s t a o l w z n i e s i e ń i z a ­ g ł ę b i e ń . E f e k t y te s ą z w i ą z a n e ze z m i a n a m i o b j ę t o ś c i o w y m i j a ­ k i e z a c h o d z ą p o d c z a s s t y g n i ę c i a i s ą w y w o ł a n e , n a j p r a w d o p o d o b ­ n i e j , z j a w i s k a m i a n i z o t r o p i i r o z s z e r z a l n o ś c i p o s z c z e g ó l n y c h b l o k ó w o r ó ż n e j o r i e n t a o j i k r y s t a l o g r a f i c z n e j .

(12)

72 Emil Olewicz, Barbara Hauszer

W z r o s t s z y b k o ś c i c h ł o d z e n i a z m i e n i a w y r a ź n i e c h a r a k t e r o b ­ s e r w o w a n y c h p r z e m i a n n a p o w i e r z c h n i z g ł a d u . P r z e c h ł o d z e n i e a u ­ s t e n i t u do n i ż s z y c h t e m p e r a t u r w y w o ł u j e z a h a m o w a n i e p r z e m i a n y A rjL i jej p ó ź n i e j s z y p r z e b i e g o c h a r a k t e r z e p r z e m i a n y b a i n i - t y c z n e j . P r z e m i a n a ta c h a r a k t e r y z u j e si ę p o w s t a w a n i e m u t w o r ó w i g l a s t y c h , k t ó r e w y r a ź n i e s i ę r o z r a s t a j ą z p e w n ą p r ę d k o ś c i ą .

P o w s t a j ą c e i g ł y m a j ą c z ę s t o o r i e n t a c j ę r ó w n o l e g ł ą , a t a k ż e u k ł a d a j ą się w z g l ę d e m s i e b i e p o d d o w o l n y m i k ą t a m i . N a ogół w z r o s t «Igieł r o z c i ą g a się t y l k o w o b r ę b i e j e d n e g o z i a r n a i h a ­ m o w a n y J e s t p r z e z j e g o g r a n i c e .

P r z y d u ż y c h s z y b k o ś c i a c h s t y g n i ę c i a , u z y s k i w a n y c h za p o m o c ą c h ł o d z e n i a s t r u m i e n i e m a r g o n u , o s i ą g a s i ę p r ę d k o ś c i k r y t y c z n e c o p r o w a d z i w e f e k c i e d o w y s t ą p i e n i a p r z e m i a n y m a r t e n z y t y c z n e j . Ł a t w o m o ż n a J ą o d r ó ż n i ć od o p i s a n e j p o p r z e d n i o p r z e m i a n y b a i - n i t y c z n e j , n a g ł y m p o j a w i e n i e m się i g i e ł o w i e l k o ś c i n i e u l e g a ­ j ą c e j p ó ź n i e j s z y m z m i a n o m an i w k i e r u n k u d ł u g o ś c i a n i s z e r o ­ k o ś c i . S k o k o w y c h a r a k t e r p r z e m i a n y o b s e r w u j e s i ę w c z a s i e s p a d k u t e m p e r a t u r y w p e w n y m p r z e d z i a l e a u j a w n i a j ą c e si ę i g ł y u - k ł a d a j ą s i ę w z g l ę d e m s i e b i e w c h a r a k t e r y s t y c z n e j s z e ś ć d z i e s i ę - c i o s t o p n i o w e j o r i e n t a c j i (rys. 7).

O b r a z s t r u k t u r y b a i n i t y c z n e j i m a r t e n z y t y c z n e j p o w s t a j e n a s k u t e k z m i a n o b j ę t o ś c i o w y c h , t w o r z ą c y c h r e l i e f n a p o w i e r z c h n i z l a r n a u s t e n i t u . G r a n i c e z i a r n a u s t e n i t u p o z o s t a j ą p o p r z e m i a ­ n i e n a d a l w i d o c z n e , p o n i e w a ż p o w s t a ł e w c z a s i e t r a w i e n i a t e r ­ m i c z n e g o b r u z d y n i e z d o ł a j ą si ę z a p e ł n i ć w s k u t e k z m n i e j s z o n e j s z y b k o ś c i d y f u z j i a t o m ó w .

U w a g i n a t e m a t p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń

Z p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń w y n i k a , że m e t o d a m i k r o s k o p i i w y s o k o ­ t e m p e r a t u r o w e j s t w a r z a m o ż l i w o ś c i o b s e r w a c j i z a c h o d z ą c y c h zmian w c z a s i e n a g r z e w a n i a i c h ł o d z e n i a m e t a l i , a w s z c z e g ó l n o ś c i : u j a w n i a n i a g r a n i c z i a r n , ‘k i n e t y k i ic h r o z r o s t u o r a z p r z e m i a n .

Z a g a d n i e n i e r o z r o s t u z i a r n a J e s t w a ż n e z p u n k t u t e o r e t y c z ­ n e g o j a k i p r a k t y c z n e g o . U j a w n i a n i e w i e l k o ś c i z i a r n a m e t o d ą t r a w i e n i a t e r m i c z n e g o m o ż e m i e ć t a k ż e p o w a ż n e z n a ę z e n i e w prze

(13)

Zastosowanie piecyka mikroskopowego "Yacutherm" ... 73

m y ś l ę . P r o b l e m te n jest b o w i e m c i ą g l e a k t u a l n y m z a g a d n i e n i e m p r a k t y c z n y m d l a o k r e ś l e n i a s k ł o n n o ś c i s t a l i d o r o z r o s t u ziarna.

Do t e g o c e l u o p r a c o w a n o d o t y c h c z a s s z e r e g m e t o d , l e c z w s p ó l n ą i c h w a d ą jest to, że s ą one m i ę d z y s o b ą n i e p o r ó w n y w a l n e (4,5,6X M o ż l i w o ś ć c i ą g ł e j o b s e r w a c j i r o z r o s t u z i a r n a n i e z a l e ż n i e od w a r u n k ó w i s p o s o b ó w n a g r z e w a n i a p o z w a l a n a u z y s k a n i e d o k ł a d n i e j ­

s z y c h d a n y c h z z a k r e s u k i n e t y k i i w y n i k ó w b a d a ń t e g o p r o b l e m u . Dr u g ą , n i e m n i e j w a ż n ą c e c h ą tej m e t o d y jest m o ż l i w o ś ć o b ­ s e r w a c j i k i n e t y k i p r z e m i a n p r z y p o d g r z e w a n i u , w y g r z e w a n i u i c h ł o d z e n i u . P r z y c h ł o d z e n i u m e t a l i m o ż l i w e j e s t ś l e d z e n i e k i ­ n e t y k i p r z e m i a n w z a l e ż n o ś c i od s z y b k o ś c i c h ł o d z e n i a o r a z zmian o b j ę t o ś c i o w y c h w c z a s i e p r z e m i a n y . Te o s t a t n i e n a j d o g o n i e j o b ­ s e r w u j e się n a t a ś m i e k i n e m a t o g r a f i c z n e j , p o n i e w a ż p r o c e s y te m o ż n a p r z e d s t a w i ć w t e m p i e p r z y s p i e s z o n y m lub o p ó ź n i o n y m . P r z e p r o w a d z o n e p r ó b y k i n e m a t o g r a f i c z n e j r e j e s t r a c j i p r z e m i a n w y k a z a ł y o g r o m n ą p r z y d a t n o ś ć t e g o s p o s o b u b a d a ń . W s z c z e g ó l ­ n o ś c i p r z e m i a n y a l o t r o p o w e p r z y n a g r z e w a n i u b a r d z o d k ł a d n i e u - j a w n i a j ą c z a s i n k u b a c j i o r a z d a l s z y p r z e b i e g p r z e m i a n y .

Z d a l s z y c h k o r z y s t n y c h e f e k t ó w tej m e t o d y n a l e ż y w y m i e n i ć : u j a w n i a n i e s t r u k t u r y p o w i e r z c h n i z g ł a d u bez efektów w t ó r n y c h , w y ­ w o ł a n y c h c z ę s t o p r z e z m e c h a n i c z n e p o l e r o w a n i e i c h e m i c z n e t r a ­ w i e n i e o r a z o b s e r w a c j ę p r o c e s ó w wydzieleniowych i d y f u z y j n y c h w y ­ s t ę p u j ą c y c h p r z y r o z p u s z c z a n i u si ę s k ł a d n i k ó w f a z o w y c h p o d c z a s s p i e k a n i a J. i n n y c h .

J e d n a k p r z y w y c i ą g a n i u w n i o s k ó w z o t r z y m a n y c h w y n i k ó w b a d a ń j a k p r z y k a ż d e j m e t o d z i e , n a l e ż y b r a ć p o d u w a g ę Jej s z c z e g ó l n e c e c h y , a m i a n o w i c i e , że o b s e r w o w a n e z j a w i s k a z a c h o d z ą n a p o ­ w i e r z c h n i i m o g ą s i ę r ó ż n i ć od z m i a n z a c h o d z ą c y c h W e w n ą t r z m e ­ talu. W i a d o m o j e s t b o w i e m , że s i ł ą n a p ę d o w ą w s z e l k i c h p r z e m i a n s ą z m i a n y s t a n u e n e r g e t y c z n e g o u k ł a d u , k t ó r y j e s t i n n y n a p o ­ w i e r z c h n i n i ż w e w n ą t r z m e t a l u . O d n o s i si ę to p r z e d e w s z y s t k i m do z j a w i s k d y f u z y j n y c h . O p r ó c z t e g o n a p o w i e r z c h n i m o g ą w y s t ą ­ p i ć z a b u r z e n i a , z k t ó r y c h t r z e b a u w z g l ę d n i ć m o ż l i w o ś ć t w o r z e ­ n i a się t l e n k ó w . P o m i m o w y s o k i e j p r ó ż n i , rz.ędu 10 5 m m Hg, i s t ­ n i e j e w e w n ą t r z p i e c y k a j e s z c z e d u ż a i l o ś ć c z ą s t e k

(14)

74 Emil Olewicz, Barbara Hauszer

t l e n u , k t ó r e m o g ą w o h o d z i ć w r e a k c j ę z m e t a l e m . O b e c n o ś ć t l e n u w y w o ł u j e t a k ż e p o w i e r z c h n i o w e o d w ę g l e n i e p r z e z c o p r z e b i e g z j a w i s k p o w i e r z c h n i o w y c h m o ż e b y ć i n ny. N a z j a w i s k a te m o ż e r ó w n i e ż w p ł y w a ć s e l e k t y w n e p a r o w a n i e p o s z c z e g ó l n y c h s k ł a d n i k ó w s t o p u z m i e n i a j ą c e s k ł a d c h e m i c z n y w a r s t w y p o w i e r z c h n i o w e j .

W p ł y w p r ó ż n i n a o b s e r w o w a n e z j a w i s k a k i n e t y k i p r z e m i a n m o ż e w y w o ł a ć t a k ż e o d m i e n n y p r z e b i e g z m i a n o b j ę t o ś c i o w y c h - w o l n a p o w i e r z c h n i a o d d z i a ł y w u j ą c n a z a r o d k o w a n i e n o w y c h f a z , n p . p r z y p r o c e s a c h w y d z i e l e n i o w y c h , m o ż e s p o w o d o w a ć r ó ż n i c e i l o ś c i o w e p o m i ę d z y p o w i e r z c h n i ą a w n ę t r z e m p r ó b k i .

W p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a n i a c h s t w i e r d z o n o , że n a p o w i e r z c h n i o b s e r w o w a n e g o z g ł a d u n i e k t ó r e s k ł a d n i k i s t r u k t u r a l n e s ą n i e ­ z b y t w y r a ź n i e w i d o c z n e . O d n o s i s i ę t o np. d o p e r l i t u w s t a l a c h w ę g l o w y c h , k t ó r y J e s t j a k g d y b y p r z y k r y t y c i e n k ą p o w ł o k ą m e t a ­

lu, T e n e f e k t m o ż e b y ć w y w o ł a n y z a r ó w n o o d w ę g l e n i e m lu b u t l e ­ n i e n i e m w a r s t w y p o w i e r z c h n i o w e j a l b o d y f u z j ą w z g l ę d n i e k o n d e n ­ s a c j ą p a r n a p o w i e r z c h n i . T y m z j a w i s k o m m o ż n a p r z y p i s a ć f a k t z a n i k a n i a g r a n i c i p r z y p a d k o w y c h lu b c e l o w o w y k o n a n y c h r y s n a p o w i e r z c h n i z g ł a d u .

J e d n a k p r z y o s t r o ż n y m p r o w a d z e n i u b a d a ń w y d a j e się, że w y ­ m i e n i o n e c z y n n i k i m a j ą d r u g o r z ę d n e z n a c z e n i e . Z a d o w ó d t e g o p r z y p u s z c z e n i a m o g ą s ł u ż y ć w y n i k i p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń p o ­ r ó w n a w c z y c h w l e l k o ś o i z i a r n a w s t a l a o h k o n s t r u k c y j n y c h n a p o ­ w i e r z c h n i i w e w n ą t r z p r ó b k i . B a d a n i a te w y k a z a ł y , że w i e l k o ś ć z i a r n a n a p o w i e r z c h n i n o o g ó ł n i e r ó ż n i s i ę o d z i a r n a w e w n ą t r z p r ó b k i .

P r a c a n i n i e j s z a u j m u j e t y l k o s y n t e z ę p r z e p r o w a d z o n y c h ob - s e r w a o j i i n i e k t ó r y c h b a d a ń . D l a w y j a ś n i e n i a w p ł y w u p o s z c z e ­ g ó l n y c h c z y n n i k ó w p r o w a d z o n e s ą n a d a l b a d a n i a a i c h w y n i k i z n a j d ą w y r a z w d a l s z y c h p u b l i k a o j a o h .

(15)

Zastosowanie pi e c y k a m i kroskopowego "Vacutherm" 75

L I T E R A T U R A

[1] M i t s c h e R., G a b i e r P.: H o o h t e m p e r a t u r m i k r o s k o p l e i n d e r L e i o h t u n d S c h w e r m e t a l l e o r s c b u n g . [2] H e y w o r d E . R . , G r e e n o u g h A . P . : G r a i n b o u n d a r l e s a n d t h e

t h e r m a l e t c h i n g of iron. J o u r n a l I r o n S t e e l I n s t i t u t e , N r i. 1 9 5 9 r.

[

3

] K a c z y h s k i , P r o w a n s î P o d s t a w y t e o r e t y c z n e m e t a l o z n a w s t w a K a t o w i c e 1 9 6 1 r.

[

4

] B ê c h e t S . , B e a u j a r d L.: N o u v e a u r é á o t i f p o u r l a m i s é en é v i d e n c e m i c r o g r a p f i q u e d u g r a i n a u s t e n i t l q u e d e s a c i e r s t r e m p é s - r e v e n u s .

R e v u e de M e t a l l u r g i e , n r 10, 1 9 5 5 r.

[

5

] C h o d o r o w s k i J.: M e t o d y o k r e ś l a n i a w i e l k o á o i z i a r n a w s t a l i P r z e g l ą d M e o h a n i c z n y , n r 7-8, 1 9 5 2 r.

[ 6 3 F e l d h a m P.! G r a i n G r o w t h i n M e t a l s . A c t a M e t a l ú r g i c a t. 5, n r 2, 1 9 5 7 r.

(16)

76 Emil Olewicz, Barbara Rauszer

nPMMEHEJME METOJIA BUCOKOTB.lIlEPATyPHOil METAJUOrPAWH "V acu th erm "

K MCCJIFJIOBAHIMM CTPyKTyFU METAJIJDB HPH nOBbilUSHIUX TEMIlEPATyPAX

P e 3 d m e

OiracaHo ycTponcTBO jyis HccJieflOBararił cipyKTypu MeTaJuroB b oÓJiacTH TewnepaTyp ao 1600°, a Tose b h h c m c h o BjnWHite ii3MeHeHHił h TepMjmecKoro TpaujiemM Ha b o 3 - HHKOBHeHHe H30ópaxennH. 1'pmeaeHo pe3yjn>TaTH uccaeaoBaHHit npa HarpeBe, a tbk- Ke npH MejyieHHOM h <5hctpom oxjiaweHHH. ¡3imcaeHH b o 3 m o x h o c t h npHMeHemitf, a TaKxe HeaocTaTKH u aocTOHHCTBa MeToaa.

A P P L I C A T I O N O F T H E L I G H T M I C R O S C O P I C H E A T I N G A T T A C H M E N T

" V A C U T H E R M " T O E X A M I N A T I O N O F M I C R O S T R U K T U R E O F M E T A L S A T E L E V A T E D T E M P E R A T U R E

S u m m a r y

The l i g h t m i c r o s c o p i c h e a t i n g a t t a c h m e n t f o r m e t a l l o g r a p h i c e x a m i n a t i o n a t e l e v a t e d t e m p e r a t u r e u p to 1 6 0 0 ° C is d e s c r i b e d . I n f l u e n c e of the v o l u m e t r i c c h a n g e s a n d t h e r m a l e t c h i n g of s p e c i m e n on a p p e a r a n c e of th e m i c r o s c o p i c i m a g e is p r e s e n t e d . R e s u l t s of i n v e s t i g a t i o n s u p o n the k i n e t i c s of g r a i n g r o w t h a n d that of a l l o t r o p e t r a n s f o r m a t i o n s in s t e e l s p e c i m e n s due to h e a t i n g a n d s l o w or r a p i d c o o l i n g of t h e i r a r e gi v e n . Th e p o s s i b l e a p p l i c a t i o n s of d e s o r i b e d m e t h o d as w e l l as a d v a n t a ­ ges a n d i n c o n v e n i e n c e s of it a r e d i s c u s s e d .

Cytaty

Powiązane dokumenty

Wzmocnienie różnicowe definiujemy jako wzmocnienie wolnozmiennego sygnału wejściowego przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego oraz offset jako takie napięcie stałe

tonowych narażonych na wysolcie temperatury zaleca się - dla betonów żaroodpornych, przyjmowanie wytrzymałości trwałej na rozciąganie jako części (zwykle 1/10)

Procentowy przyrost średnicy otworu sitka jest wskaźnikiem, który wyraża odporność masy na wym ywające działanie strugi metalu.. W badaniach wzięto pod uwagę

nienia otoczenia i ciśnienia składnikowego pary wodnej w otoczeniu. Wpływ ten jest jednak bardzo mały i może być pominięty... 3 ). THE EXERGY OF AIR

Jak wiadómó, w miarę wzrostu temperatury obróbki cieplnej ilość wydzieleń obcej fazy, przy danej zawartości domieszek, stopniowo maleje. i około 1000°C/godz.)

Z obniżaniem temperatury przeprowadzania próby, własności mechaniczne stali konstrukcyjnej węglowej zmieniają się.. znacznie, przy czym granica plastyczności wzrasta szybciej,

Stwierdzono możliwość uzyskania szeregu cennych właściwości mieszanek i wulkanizatów zawierających TiBTM, łączącym funkcje nie tylko opóźniacza podwulkanizacji i

W czasie działania wysokiej temperatury na organizm początkowo dochodzi do wzrostu poziomu hormonów adaptacyjnych, potem do ich spadku na skutek rozwijającej się