Лабораторна робота № 2

Тема: Вивчення мікроструктури залізовуглецевих сплавів під мікроскопом.

Мета: Набуття навиків роботи з металографічним мікроскопом. Вивчення структури вуглецевих сталей і чавунів.

Завдання: Ознайомитись з будовою і роботою металографічного мікроскопа. Вивчити методику приготування мікрошліфів. Розглянути під мікроскопом мікрошліфи вуглецевих сталей і чавунів та замалювати мікроструктуру розглянутих зразків.

Обладнання: Металографічний мікроскоп МИМ-6, мікрошліфи вуглецевих сталей і чавунів, фотографії мікроструктур вуглецевих сталей і чавунів

Студент має знати:

- способи вивчення мікроструктури металів;

- будову та принцип роботи металографічного мікроскопа;

- методику виготовлення мікрошліфів металів.

Студент має вміти:

- готувати зразки металів для вивчення мікроструктури;

- проводити аналіз виявленої мікроструктури металу.

План роботи:

1. Ознайомитись з метою, завданням і методичними рекомендаціями до роботи.

2. Вивчити будову та принцип роботи мікроскопа МИМ-6 та зарисувати схему мікроскопу.

3. Відрегулювати необхідне збільшення для спостереження структур зразків.

4. Розглянути мікрошліфи під мікроскопом, порівняти з наявними фотографіями мікроструктур і замалювати розглянуті мікроструктури.

5. Користуючись діаграмою описати розглянуті мікроструктури.

6. Накреслити діаграму залізо – вуглець і вказати розміщення досліджуваних сплавів.

7. Оформити звіт про виконану роботу і захистити його у викладача.

Методичні вказівки до виконання роботи.

Металографічний метод випробувань застосовують для вивчення внутрішньої будови металів і сплавів за допомогою мікроскопічного та макроскопічного аналізів. Мікроаналіз – це дослідження металів і сплавів на спеціальних зразках (мікрошліфах) за допомогою металомікроскопів при збільшенні до 2000 разів. Мікроаналіз застосовують в основному для виявлення вмісту структурних складових та змін внутрішньої будови сплавів під впливом термічної чи хіміко-термічної обробки, а також після зовнішньої механічної дії на сплав.

Підготовка мікрошліфів. Зразки для мікроаналізу виготовляють циліндричної (D = 10 та 15 мм) або прямокутної форми (10 х 10 х 15 мм). Одну або кілька поверхонь зразка оброблюють напилком або шліфувальним кругом. Потім цю поверхню шліфують вручну або на верстатах.

Остаточно поверхню полірують із застосуванням оксидів алюмінію, хрому, заліза або пасти ГОІ.

Відполірований шліф піддають травленню хімічними реактивами для виявлення мікроструктури сплаву. Реактиви для травлення вибирають в залежності від складу, структурного стану та мети дослідження.

Для травлення мікрошліфів із сталі та чавуну застосовують 5 %-вий розчин азотної кислоти НNО₃ в етиловому спирті, 4 %-вий розчин пікринової кислоти (NO)C₆H₆OH в спирті або пікрат натрію (NO)₃C₆H₂Na.

Для обробки шліфів з нержавіючих сталей застосовують суміш соляної HCl та азотної кислоти HNO₃ у співвідношенні 3 : 1.

Мікрошліфи з кольорових сплавів протравлюють 8 %-вим розчином хлориду міді CuCl₂ або 3 %-вим розчином хлориду заліза FеCl₃ в 10 %-вому розчині соляної кислоти (НCl).

Для алюмінієвих сплавів застосовують 0,5 %-вий розчин плавикової кислоти у воді або суміш розчинів кислот у воді (1 % HF, 2,5 % НNО₃, 1,5 % HCl).

Травлення проводять занурюванням зразків у розчин або протиранням поверхні зразка розчином. Після травлення поверхню промивають спиртом і сушать.

Мікроскоп. Для дослідження мікроструктури металів і сплавів застосовують металографічні мікроскопи, які дозволяють розглядати непрозорі тіла при збільшенні у відбитому світлі. В лабораторії технікуму застосовується металографічний мікроскоп МИМ-6, який забезпечує збільшення при візуальному спостереженні до 590 разів та до 1416 разів – при фотографуванні.

Промені від джерела світла 2 (рис. 4) проходять через колектор 3, світлові фільтри 4, напівматову пластинку 7, апертурну діафрагму 17, лінзи 6, 8, 9 та польову діафрагму 18, відбивається від пластини 10 і

Рис. 4. Схема руху променів в металографічному мікроскопі МИМ-6.

через об’єктив 12 попадає на шліф 1. Відбившись від поверхні шліфа, промені знову проходять через об’єктив 12 і за допомогою відбивної призми11 направляються в окуляр 16, попадаючи таким чином в око спостерігача.

Для переведення зображення на фотокамеру необхідно за допомогою важеля відсунути відбивну призму 11 та відкрити фото затвор. При цьому промені проходять через фотоокуляр 13 і, відбившись від дзеркала 14, попадають на матове скло фотокамери 15. Скло в фотокамері можна замінити касетою і виконувати фотографування мікроструктури.

При роботі з мікроскопом необхідно відрегулювати інтенсивність освітлення за допомогою гвинтів ковпачка 7 (рис. 5) і колектора3 (рис. 4). Для віддалення чи наближення об’єктива 12 до шліфа користуються мікрометри-ним гвинтом 5 грубого на-ведення (рис. 5), та мікро-метричним гвинтом 6 тон-кого наведення. Переміщу-вання шліфа проводиться за допомогою гвинтів пред-метного столика 4. Вико-ристовуючи ці рухомі час-тини мікроскопа, можна добитись чіткого зображення структури металу.

Величина збільшення мікроскопа залежить від здат-

Рис. 5. Металографічний ності об’єктивів та окулярів,

мікроскоп МИМ-6 які можна змінювати.