Новые конструкционные материалы. Спецматериаловедение: Лабораторный практикум, страница 7

3) химическую неоднородность (ликвацию) в распределении серы, фосфора и углерода;

4) волокнистую структуру (волокна-деформированные зерна) деформированного металла после обработки давлением (ковки, штамповки, прокатки и т.д.) (рисунок 8);

Рисунок 8.  Макроструктура поковки полуоси

5) качество сварки и макродефекты сварного шва (рисунок 9).

Рисунок 9. Макроструктура сварного соединения

С помощью макроанализа макрошлифов, подвергнутых травлению реактивом Гейна можно установить вид предшествующей обработки конструкционных материалов (литье, резание, ковка, прокатка, сварка), определить качество и тип сварки, выявить дефекты, нарушающие сплошность материала, и ликвацию фосфора и углерода, а также сера, поскольку характер распределения серы, фосфора и углевода почти одинаков.

Реактивы поверхностного травления более сильно воздействуют на участки с более развитой и активной поверхностью, т.е. те, где имеются дефекты несплошности; на участки, обогащенные углеродом и фосфором; на межосные зоны дендритов литого материала и граничные зоны волокон деформированного материала. Поэтому после травления указанные участки протравливаются более глубоко и окрашиваются в темный цвет.

Вывод: Макроструктурный анализ проводится с целью изучения макроструктуры и выявления макродефектов конструкционных материалов.

Порядок проведения лабораторной работы.

1. Изучить изломы (фрактографию) представленных образцов, дать эскиз и характеристику каждого излома.

2. Определить структуру и дать эскиз деформированного материала после поковки и прокатки.

2.2. Исследование строения конструкционных материалов микроструктурным методом.

Теоретическая часть и описание экспериментальной установки.

Микроструктурой называется строение металла или сплава, наблюдаемое при значительном (до 2000 раз) увеличении с помощью оптических микроскопов. Микроструктурный анализ проводится с целью изучения микроструктуры и выявления микродефектов конструкционных материалов. Микроструктура исследуется при изучении поверхности микрошлифов.

Микрошлифом называется специальный образец, вырезанный в определенном месте изделия, после заточки на абразивном круге для получения плоской поверхности; шлифования на наждачной шкурке с зернами абразива различных размеров (от более крупного абразива зерна к более мелкому); полирования на суконных или фетровых кругах с применением полированных жидкостей до полного исчезновения рисок и получения зеркальной поверхности; травления – воздействия растворов кислот, щелочей, солей. Подготовленный для исследования микроструктуры микрошлиф использует для изучения с помощью металлографических микроскопов. Общий вид вертикального металлографического микроскопа показан на рисунке 10.

Механическая система микроскопа обеспечивает перемещение предметного столика в двух взаимноперпендикулярных горизонтальных направлениях с помощью винтов 12, что позволяет исследовать микроструктуру различных участков микрошлифа, установленного на предметном столике так, чтобы оптическая ось объектива была перпендикулярна к подготовленной для изучения поверхности шлифа. Для получения более четкого изображения микрошлифа в штативе 3 микроскопа имеются макрометрический 6 и микрометрический 9 винты, вращением которых осуществляется грубая и тонкая наводка на фокус в результате перемещения предметного столика 7 в вертикальном направлении. Чем больше увеличение объектива, тем меньше должно быть расстояние между микрошлифом и объективом.