Изучение методов макроструктурного анализа металлов и сплавов; определение ликвации серы и фосфора в металлических изделиях

Лабораторная работа № 4

МАКРОСКАПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Цель работы: изучение методов макроструктурного анализа металлов и сплавов; определение ликвации серы и фосфора в металлических изделиях.

Макроскопический анализ в изучении строения металлов ведут невооруженным глазом, а также с помощью лупы или бинокулярного микроскопа при увеличениях в 30….50 раз.

Микроанализ позволяет наблюдать  одновременно большую поверхность заготовки, что дает возможность судить о качестве металла, определять условия предшествующей обработки (условия плавки, разливки и затвердения, качество литья, обработки давлением и сварки), а также выбирать участки для последующего микроструктурного анализа. Это позволяет, в свою очередь наметить пути наиболее эффективного улучшения  структуры и свойств сплавов и прогнозировать эксплуатационную надежность деталей и конструкций. Микроанализ позволяет установить следующие особенности строения металла:

- сплошность металла и его нарушения, вызываемые присутствием усадочной рыхлости, пузырей, трещин, флокенов;

- химическую неоднородность металла, получающуюся в результате первичной кристаллизации    (развитие ликвации);

-неоднородность строения, вызываемую последующей обработкой давлением (волокнистость, фигуры точения);

- структурную, а также химическую неоднородность в детали, созданную термической или химической обработкой, а также литьем или обработкой давлением;

- вид излома (вязкий, хрупкий, усталостный).

Макроструктурный анализ может производиться непосредственно на поверхности заготовки или детали, в изломе или на вырезанном образце после шлифования  и травления специальным реактивом. Подготовленная для исследования макроструктуры поверхность образца называется  макрошлифом.

Макроанализ не является окончательным, а лишь предварительным методом исследования, поскольку не определяет всех подробностей строения; с помощью макроанализа можно выбрать участки детали для подробного микроскопического исследования.

Полученные на фотобумаге участки коричневого цвета указывают на места обогащенные серой (скопление сульфидов железа и марганца ). Если фотобумага имеет равномерную окраску, то, следовательно, сера распределена равномерно.

Появление темных участков в местах, обогащенных серой, объясняется взаимодействием с серной кислотой, впитанной в фотобумагу, и включениями FеS и MnS, в результате которого протекают следующие реакции:

                                    FеS+H₂SO₄=FеSO₄+H₂S

                                    MnS+H₂SO₄=MnSO₄+H₂S

Образовавшийся сероводород непосредственно против очагов своего выделения взаимодействует с бромистым серебром фотоэмульсии:

                                    2AgBr+H₂S=2HBr+Ag₂S