15. Макроскопические исследования
Постановка задачи
Подвергнуть травлению на фосфорную сегрегацию по Хейену и Оберхоферу диск, вырезанный из заготовки. Получить отпечаток по Бауману с отрезка рельса. Исследовать сварное соединение путем травления по Адлеру.
Приборы и принадлежности
Шлифовальный и полировальный станки, шлифовальная бумага, глинозем, лупа или микроскоп для исследования в отражённом свете с небольшим увеличением, травильная ванна, травильный раствор, фотобумага.
Основные положения
Металлографические исследования подразделяются на макроскопические исследования, исследования, осуществляемые с помощью оптического и электронного микроскопов.
С помощью макроскопических исследований можно получить сведения о неоднородностях металлов и сплавов, а на металлографических образцах — необходимую информацию об их отдельных областях. На основе макроскопических исследований можно сделать заключение об изменениях структуры, например размеров зерна, линий течения металла, столбчатых кристаллов или дендритов, о различиях в химическом составе, например при ликвации, строчечных выделениях феррита и карбидов, включениях, обезуглероженных и науглероженных слоях.
Кроме того, с помощью макроскопических исследований можно определить такие дефекты, как полости, плены, пористость, трещины в сварных швах и зонах термического влияния или волосовины, сколы, изломы, образовавшиеся в результате экструзии.
Методы макроскопических исследований широко применяются в сталелитейной промышленности для контроля качества отдельных плавок, которые проверяются на включения и ликвации. Эти методы используются при ковке, для выявления линий течения металла при разработке оптимального способа работы, конструкции бойка и потока материалов или при его выравнивании в кузнечных и литейных цехах, чтобы выявить внутренние и поверхностные дефекты. Применение этих методов распространяется также на область цветных металлов, например в медеплавильной и алюминиевой промышленности, для контроля качества штампованных изделий.
Для проведения исследования необходимы следующие операции:
1) отбор образца. В эту операцию входит выбор участка и его отбор из исследуемого материала, причем для соответствующих целей исследования должно приниматься во внимание изучение процесса изготовления образца. Отбор образца следует производить таким образом, чтобы последующее приготовление шлифа не было слишком дорогостоящим. Операция отбора может производиться механически, электроэрозионной резкой, электрохимическим способом и с помощью газовой резки (лишь в исключительных случаях, поскольку под влиянием нагрева может сильно измениться структура образца). Если все же нельзя произвести отбор образца с помощью другого способа, то размеры отрезаемого куска должны выбираться таким образом, чтобы тепло, выделяемое при газовой резке, не оказывало влияния на структуру той его части, из которой будет изготовлен образец;
2) изготовление образца. Для изготовления образца не требуются большие затраты. Поверхности реза подвергаются строжке, обточке или фрезеровке. При определенных условиях они дополнительно подвергаются шлифовке. Конечное состояние образца, таким образом, очень различно в зависимости от контролируемых с помощью макроскопического исследования структурных параметров.
После изготовления образец подвергается очистке. Она должна производиться с помощью соответствующих растворителей, так как жир, масло и другие загрязнения могут привести к неравномерному травлению образца. Однако макрошлиф можно подвергнуть исследованию в исходном состоянии (до травления). Это, например, возможно при исследовании образцов на трещины, газовые пузыри (раковины), закаты и неметаллические включения.
Если образец нужно протравить, то при приготовлении травильного раствора следует соблюдать осторожность. Большинство травильных растворов представляет собой сильные кислоты. Во всех случаях различные химикалии следует вводить постепенно при постоянном контактировании их с водой или растворителем. Эти операции должны производиться в вытяжном шкафу. Конкретные примеры макротравления приведены в методике исследования.
Макроскопическое исследование можно проводить невооруженным глазом или при помощи оптических приборов с небольшим увеличением, таких как лупы, бинокулярные лупы с призмами, обыкновенные фотокамеры и т. п. Макроскопическими называются такие исследования, которые проводятся при увеличении до 30 крат.
Если макрошлиф должен быть сохранен в течение длительного времени, то образцы из-за их размеров не могут быть помещены в эксикатор; рекомендуется для защиты от агрессивного воздействия атмосферы покрыть его поверхность лаком (например, цапоновым лаком).
Методические указания
Ликвации происходят главным образом при, кристаллизации расплава. Помимо углерода, особую склонность к ним проявляю' фосфор, сера и азот. По форме ликвации подразделяют на дендритную, зональную и газовую.
Зональная ликвация, исследование которой здесь описывается встречается в виде прямой и обратной ликвации. В то время как прямая зональная ликвация встречается главным образом в кипящих сталях, обратная ликвация особенно часто наблюдается в медных и алюминиевых сплавах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.