Контрольні питання
Ціль роботи
Що визначити за допомогою макроструктурного методу дослідження?
На чому заснований метод дослідження макроструктури за допомогою мікроскопа?
Послідовність операцій при виготовленні макрошліфів?
Як виробляється травлення макрошліфів?
Сутність макроаналізу.
Що дозволяє оцінити макроаналіз?
Макрошліф.
Способи одержання макрошліфів.
Техніка безпеки при роботі на шліфувальному колі.
Техніка безпеки при травленні.
Реактиви які використовують при травленні макрошліфів.
Виявлення дендритної структури сталі.
Виявлення зональної ліквації.
Виявлення волокнистої структури.
Виявлення волокнистої будівлі гарячедеформованого металу.
Види зламів.
Виявлення ліквації сірки та фосфору.
Що необхідно зробити для виявлення ліквації?
Що називається ліквацією?
Усталостний злам.
Нафталінистий злам.
Тендітний злам.
Грузлий злам.
Склади реактивів і режимів травлення на волокно.
Склади реактивів і режими травлення для виявлення зональної ліквації.
Лабораторна робота № 2 мікроструктурний метод дослідження металів
Ціль роботи: ознайомлене з методикою проведення мікроструктурного аналізу; одержання практичних навичок виготовлення мікрошліфів, вивчення поверхонь деталей, структур мікрошліфів, виявлення мікродефектів, придбання навичок замальовки мікроструктур.
2.1. Загальні зведення
Мікроструктурою називається внутрішня будівля металів, яку можна вивчати за допомогою оптичного мікроскопа.
Властивості металів і сплавів істотно залежать від їхнього фазового стану, розмірів і форми зерен (кристалів), що можна визначити при вивченні мікрошліфа на мікроскопі. Оптимальний розмір площі мікрошліфа приблизно 2 - 4 див. кв. і висота 10 - 15 мм. Збільшення металографічного мікроскопа складає від 50 до 1200 крат. Для більш глибокого вивчення внутрішньої будівлі металу використовуються електронні мікроскопи, що дають збільшення до 100 тис. раз і більш.
За допомогою мікроаналізу визначають:
1) форму і розмір кристалічних зерен, з яких складається метал або сплав, взаємного розташування і кількісного співвідношення фаз і структурних складових;
2) зміна внутрішньої будівлі сплаву, що відбуває під впливом різних режимів термічної і хіміко-термічної обробки, а також після зовнішнього механічного впливу на сплав;
3) мікропороки металу — мікротріщини, раковини і т.п.;
4) неметалічні включення — сульфіди, окисли й ін.
Мікроскопічний аналіз включає готування мікрошліфів і дослідження їхній за допомогою металографічного мікроскопа.
Метод дослідження металів за допомогою мікроскопа заснований на наступному. Якщо на відполіровану поверхню шліфа направити пучок рівнобіжних світлових променів, то він, відбивши від неї, створює в поле зору мікроскопа вид рівномірно освітленої поверхні. По нетруєному шліфі можна одержати інформацію про наявність у металі пір, тріщин, неметалічних включень, графіту в чавуні, але не можна виявити мікроструктуру металу. Для виявлення мікроструктури металу шліф піддають травленню в спеціальному реактиві. Унаслідок неоднакової травимости окремих ділянок мікрошліфа на його поверхні виникає мікрорельєф у виді "мікроканалів", що представляють границі зерен. Легке втравлювання границь зерен у порівнянні із самим зерном порозумівається тим, що границі мають перекручування атомних ґрат, а це полегшує перехід атомів до складу травителя. Світлові промені, потрапляючи в мікроканали (границі зерен), розсіюються і завдяки цьому при спостереженні в мікроскоп границі зерен представляються у виді сітки.
На рис.2.1 показано, схема відображення пучка рівнобіжних променів від поверхні шліфа і витравлені границі зерен на шліфі.
Рис. 2.1 Схема відображення рівнобіжних променів: а - від полірованої нетравленої поверхні; б - від травленої поверхні; в - сітка границь зерен.
Різна інтенсивність фарбування зерен (кристалів) обумовлена тим, що внаслідок різного орієнтування вони попадають у площину зрізу мікрошліфа різними кристалографічними площинами, що мають різну травимість. Можливість спостереження під мікроскопом двох- або багатофазної структури також заснована на різної травимістю окремих фаз. У цьому випадку, як правило, характерний більш різкий контраст окремих фаз, чим при однофазній структурі (рис.2.2).
Рис.2.2. Однофазна (а) та двофазна (б) структури