Прямая зонная ликвация возникает в результате того, что кристаллы железа поглощают содержащиеся обычно в расплаве примеси (серу, фосфор и углерод), в результате чего их концентрация внутри слитка увеличивается. Для исследования фосфорных ликвации в углеродистых сталях в основном применяются медьсодержащие травильные растворы.
В состав травильного раствора, по Хейну, входят 100 см3 воды и 8 г кристаллической аммиачной хлорной меди (CuCl2•2МН4Сl×2Н2О). Состав травильного раствора, по Оберхоферу, включает 100 см3 воды, 100 см3 этилового спирта (C2H5OH), 3 см3 соляной кислоты (НСl), 0,2 г хлорной меди (CuCl2), 3 г хлорного железа (FeCl3) и 0,1 г хлорного олова (SnCl2). Так как травильный раствор Оберхофера позволяет также выявлять зоны ликвации в дендритах, то с его помощью можно выявлять первичную структуру. Травильный раствор, по Хейну, можно применять для травления грубо шлифованных поверхностей. После шлифовки образец следует тщательно очистить, обезжирить его поверхность с помощью спирта и сразу же погрузить в травильный раствор.
В процессе травления шлиф следует перемещать по травильной ванне. Оставшийся на поверхности шлифа налет меди должен быть удален с помощью куска ваты или пробки в струе воды. При этом фосфорные ликвации окрашиваются в темно-коричневый цвет. Контрастность окраски ликвации при повторном удалении медного налета и погружении в травильный раствор усиливается.
Если для выявления ликвации применяется травильный рас-твор Оберхофера, то поверхность образца должна быть подвергнута тонкой шлифовке и полировке. Перед травлением поверхность образца нужно тщательно очистить и просушить. Для усиления контрастности окраски ликвации образец следует несколько раз подвергнуть травлению и промежуточной полировке.
В результате травления участки, на которых нет ликвации, становятся шероховатыми и поэтому выглядят темными. Сами ликвации травлению не поддаются.
Наряду с травлением для выявления ликвации применяется также способ отпечатков. Отпечатки воспроизводят распределение растворенных элементов или соединений этих элементов в образце в натуральную величину.
Отпечаток по Бауману наиболее простой и наиболее часто применяемый способ, позволяющий установить распределение серы в стали. Перед снятием отпечатка образец следует подвергнуть тонкой шлифовке и очистить его поверхность. Обычно для снятия отпечатка используется фотобумага, которая предварительно при дневном свете пропитывается 5%-ным раствором серной кислоты, В зависимости от концентрации серы фотобумага укладывается на поверхность подготовленного образца на время от 1 до 5 мин. При этом между содержащейся в фотобумаге серной кислотой и серой, содержащейся в образце в связанном состоянии в форме сульфидов железа и марганца, происходит следующая реакция:
FeS+ H2SO4Þ FeSO4+ H2S.
Затем сероводород (H2S) взаимодействует с бромидом серебра (AgBr) фотобумаги:
H2S +2AgBr ÞAg2S+ 2HBr
с образованием черно-коричневого сульфида серебра Ag2S.
После этого фотобумага слегка прополаскивается, закрепляется, промывается водой и просушивается.
Для получения высококачественного отпечатка необходимо следить за тем, чтобы применялась фотобумага возможно более сильной контрастности, которая примерно в течение двух минут выдерживается в разбавленном растворе серной кислоты.
При наложении фотобумаги на поверхность шлифа следует избегать ее смещения. Нужно следить за тем, чтобы между фотобумагой и поверхностью образца не было пузырьков воздуха.
При макроскопическом контроле сварных соединений углеродистых, низко- и среднелегированных сталей используется травильный раствор Адлера. Его состав — 25 см3 дистиллированной воды, 50 см3 концентрированной соляной кислоты, 3 г аммиачной хлорной меди (CuCl2×2NH4Cl×2H20), 15 г хлорида железа (FеСl3). Если травильный раствор Адлера нужно использовать повторно, то соль меди следует растворить в воде, а хлорид железа в соляной кислоте и затем перемешать их.
Такой травильный раствор позволяет получить качественную картину сварного соединения, в котором следует в принципе различать три зоны: плавления в сварном шве, термического влияния в основном материале, примыкающем к сварному шву, структура и свойства которой изменились в результате повышения температуры при сварке; основного материала, на который выделившееся при сварке тепло совершенно не оказывает влияния. Кроме того, можно сделать выводы о форме поперечного сечения сварного шва, числе слоев, условиях провара, величине и форме зерна, дефектах сварки (например, подрезах, непроварах, дефектах кромок разделки шва и в корне шва, порах, шлаковых включениях и трещинах, обусловленных внутренними напряжениями в материале).
Чтобы выявить как можно больше подробностей, образец следует подвергнуть тонкой шлифовке или полировке, а затем травлению с погружением в травильную ванну.
Оценка результатов испытания
Выявлять ликвации нужно путем последовательного травления образца в травильных растворах Хейена и Оберхофера, а затем сравнить сделанные при этом выводы. Для документации рекомендуется сделать фотоснимок макроструктуры;.
16
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.