Оборудование
1. Образцы различных материалов и сварных соединений из разнородных и однородных материалов.
2. Набор шлифовальной шкурки.
3. Полировальный станок.
4. Полировальная жидкость.
5. Установка для электролитической полировки и травления.
6. Металлографический микроскоп.
7. Приспособления для монтировки образцов.
Порядок выполнения
1. На сварном образце железо + углеродистая сталь изготовить микрошлиф посредством механической шлифовки и полировки.
2. На сварном образце из нержавеющей или жаропрочной стали изготовить микрошлиф путем механической шлифовки (на 2 – 3 номерах наждачной бумаги) и электролитической полировкой.
3. Выявить микроструктуру сварных образцов химическим и электролитическим травлением.
Контрольные вопросы
1. Что такое микрошлиф?
2. Какие исследования можно провести под микроскопом на нетравленом шлифе?
3. Для каких металлов и сплавов рекомендуют электролитическое травление?
4. Порядок приготовления микрошлифов?
5. Назначение косого шлифа и способы его приготовления?
6. Какие шлифовальные и полировальные материалы применяют для приготовления шлифов?
7. Какие существуют методы выявления структуры на шлифе?
Лабораторная работа №2
ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО МИКРОСКОПА ДЛЯ
СПЕЦИАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: ознакомиться с устройством микроскопа и научиться правильно его эксплуатировать.
Содержание работы
Применение микроскопа имеет целью, прежде всего расширение предела естественного восприятия глазом мелких объектов. Действие глаза как оптического прибора сводится к образованию на сетчатой оболочке (ретине) изображения рассматриваемого объекта.
Металлографические микроскопы состоят из трех систем линз: конденсора, объектива и окуляра. Качество изображения определяется главным образом объективной линзой.
Объективные линзы имеют ряд характеристик:
− увеличение. Основной функцией объективной линзы является создание действительного увеличенного изображения образца в фокальной плоскости окуляра. Для осуществления этого окуляр должен быть расположен на определенном расстоянии от объектива (160 мм). Увеличение объектива равно отношению размера промежуточного изображения, которое он создает, к истинному размеру деталей образца. Увеличение объектива обычно написано на нем со знаком умножения (х) ;
− числовая апертура. Образец отражает в объектив конусообразный пучок света с углом конуса, немного превышающим возможности микроскопа. Отсюда возникает понятие числовой апертуры. За числовую апертуру линзы принимают угловую апертуру конусообразного светового пучка, пропускаемого линзой. Эта величина характеризует способность линзы собирать световые лучи. Числовая апертура А определяется выражением :
А = µsinα,
где µ – показатель преломления сферы перед линзой;
α – половина апертурного угла.
Числовую апертуру объектива можно повысить, если погрузить исследуемый объект в специальную среду с показателем преломления µ>1;
− разрешающая способность. Свойство линзы объектива разделять близко расположенные детали образца называется разрешающей способностью линзы. Ограничение разрешающей способности в оптики возникают вследствие аберраций (ошибок) элементов оптических систем и из-за явления дифракции (точка объекта изображается в виде «кружка рассеяния»). Если расстояние между крайними точками детали объекта меньше «кружка рассеяния», то данная деталь объекта находится за пределом разрешающей способности прибора и не может быть исследована.
Разрешающая способность определяется выражением :
PC = 2A/λ ,
где λ – длина волны используемого света;
− глубина резкости – характеризуется величиной вертикального смещения деталей образца, которое может быть произведено без потери фокусировки. Эта величина пропорциональна 1/A2, а это означает, что при грубой поверхности образца целесообразно использовать объективы с малой числовой апертурой.
В оптической микроскопии для лучшего изучения объекта используют различные способы освещения: светопольное, косое и темпнопольное. Кроме того, современные оптические микроскопы позволяют производить исследования с применением непрозрачной диафрагмы, поляризованного света, а также использование фазовоконтрастных методов исследования.
