KWALIFIKACJA MTL5 - STYCZEŃ 2020

PYTANIE NR 34.
Na podstawie fotomikrografii określ składniki strukturalne stali o zawartości 0,47% C, po wyżarzaniu normalizującym.
Ilustracja przedstawia fotomikrografię struktury stali o zawartości 0,47% węgla po procesie wyżarzania normalizującego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Stal o zawartości 0,47% C jest podeutektoidalna, więc po obróbce dyfuzyjnej i ochłodzeniu w warunkach normalizowania typowo ma strukturę ferrytu proeutektoidalnego oraz perlitu. Bainit wymaga innych warunków chłodzenia, a ledeburyt dotyczy zakresów typowych dla żeliw.
Dlatego poprawne są: ferryt i perlit.

Pełne wyjaśnienie:

Przy zawartości 0,47% C mamy do czynienia ze stalą podeutektoidalną (czyli o zawartości węgla mniejszej niż eutektoidalna). Po wyżarzaniu normalizującym (austenityzowanie i chłodzenie w powietrzu) w warunkach zbliżonych do równowagowych zachodzą przemiany dyfuzyjne, a typowa mikrostruktura w temperaturze pokojowej składa się z:

  • ferrytu proeutektoidalnego (wydzielającego się z austenitu przed przemianą eutektoidalną),
  • perlitu (mieszaniny ferrytu i cementytu powstałej w wyniku przemiany eutektoidalnej pozostałego austenitu).

To uzasadnia wybór odpowiedzi "Ferryt i perlit." jako właściwych składników strukturalnych dla takiej stali po normalizowaniu.

Dlaczego pozostałe propozycje nie pasują?

  • "Ferryt i bainit." – bainit jest produktem przemian w zakresie temperatur pośrednich, typowo przy odpowiednio szybkim chłodzeniu lub wytrzymaniu izotermicznym. Nie jest to standardowa mikrostruktura po klasycznym normalizowaniu stali węglowej.
  • "Perlit i ledeburyt." – ledeburyt wiąże się z układem Fe–C dla stopów o bardzo wysokiej zawartości węgla (charakterystycznych dla żeliw) i nie występuje w stali o 0,47% C po normalizowaniu.
  • "Perlit i cementyt." – taka para sugeruje brak ferrytu i obecność nadmiarowego cementytu (typowe raczej dla stali nadeutektoidalnych). Dla 0,47% C oczekuje się ferrytu proeutektoidalnego, a cementyt występuje w perlicie jako jego składnik, nie jako oddzielna faza dominująca obok perlitu.

W praktyce egzaminacyjnej warto zapamiętać: dla stali podeutektoidalnych po obróbkach dyfuzyjnych (wyżarzanie/normalizowanie) najczęściej rozpoznaje się układ ferryt + perlit, a udział perlitu rośnie wraz z zawartością węgla.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stal podeutektoidalna to stal o zawartości węgla mniejszej niż eutektoidalna. W praktyce rozpoznajesz ją po tym, że po przemianach dyfuzyjnych (np. normalizowaniu) ma zwykle ferryt proeutektoidalny + perlit, a nie sam perlit ani cementyt proeutektoidalny.
Dla stali o 0,47% C (podeutektoidalnej) po normalizowaniu typowy jest układ ferryt + perlit. Ferryt wydziela się jako składnik proeutektoidalny, a perlit powstaje z pozostałego austenitu w wyniku przemiany eutektoidalnej podczas chłodzenia.
Bainit powstaje w innych warunkach kinetycznych niż typowe normalizowanie: wymaga szybszego chłodzenia lub wytrzymania w zakresie temperatur sprzyjających przemianie bainitycznej. Normalizowanie zwykle prowadzi do przemian dyfuzyjnych dających strukturę ferrytowo-perlityczną.
Ferryt na fotomikrografii zwykle wygląda jaśniej i bardziej jednorodnie, a perlit ma charakterystyczny "pasiasty" lub lamelarny wygląd (kolonie perlitu). Na egzaminie ważne jest skojarzenie: w stali podeutektoidalnej po normalizowaniu widzisz mieszaninę pól ferrytu i obszarów perlitu.
Ledeburyt jest związany z bardzo wysoką zawartością węgla, typową dla stopów z obszaru żeliw, a nie dla stali konstrukcyjnych o ok. 0,5% C. Dlatego wskazanie ledeburytu w zadaniu o stali 0,47% C po normalizowaniu jest niezgodne z typową klasyfikacją mikrostruktur układu Fe–C.
Może pasować raczej do stali nadeutektoidalnych, gdzie obok perlitu pojawia się cementyt proeutektoidalny. Dla stali 0,47% C oczekuje się natomiast ferrytu proeutektoidalnego. Cementyt występuje w perlicie jako jego składnik, ale nie jest dominującym składnikiem strukturalnym obok perlitu.
Normalizowanie (chłodzenie w powietrzu) zwykle daje drobniejszą, bardziej jednorodną strukturę niż wolniejsze chłodzenie przy wyżarzaniu zupełnym. W obu przypadkach dla stali podeutektoidalnej typowy zestaw składników to ferryt + perlit, ale różnić się może ich rozdrobnienie i rozmieszczenie.
Najczęściej myli się produkty przemian dyfuzyjnych z bainitem/martenzytem (bo "brzmią bardziej zaawansowanie"), albo przenosi skojarzenia z żeliw (ledburyt) na stale. Drugi błąd to wybór "perlit i cementyt" bez sprawdzenia, czy stal jest pode- czy nadeutektoidalna.
Kluczowe jest porównanie składu do składu eutektoidalnego: poniżej niego pojawia się ferryt proeutektoidalny, a powyżej niego cementyt proeutektoidalny. To prosta reguła, która pomaga szybko odsiać błędne odpowiedzi w zadaniach o mikrostrukturze po obróbce cieplnej.
Ćwicz rozpoznawanie podstawowych składników: ferryt, perlit, cementyt, a także kojarzenie ich z zakresem zawartości węgla i rodzajem obróbki cieplnej. Pomaga zestaw: skład stopu → obróbka → typowe produkty przemian. Warto też obejrzeć kilka przykładowych mikrofotografii z opisami.
info

Statystycznie 42% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że stal o zawartości 0,47% C jest podeutektoidalna, więc po obróbce dyfuzyjnej i ochłodzeniu w warunkach normalizowania typowo ma strukturę ferrytu proeutektoidalnego oraz perlitu.

Materiały:

  • Podręcznik/kompendium z metalografii stali (identyfikacja ferrytu i perlitu na zgładach trawionych)
  • Materiały dydaktyczne z obróbki cieplnej stali (normalizowanie: cel, przebieg, efekty)
  • Schemat układu równowagi Fe–C oraz opis mikrostruktur w funkcji zawartości węgla

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego