Лабораторная работа №3(Часть1 и 2)
Часть 1. Изучение макроструктуры металлов и сплавов
1.1 Общие сведения
Макроструктура – структура металла, сплава, видимая невооруженным глазом или при небольшом (до 20-30раз) увеличении.
Макроанализ применяют для выявления таких деталей строения, как направленность кристаллизации, конгломераты однородных по строению и размеру зерен, значительные по размеру дефекты (поры, трещины усадочные раковины), дефекты термообработки, химико-термической обработки и др.
В зависимости от характера и распределения структурных элементов изучают необработанную поверхность изделия, поверхность макрошлифа или излом.
На необработанной поверхности выявляют поры, пузыри, трещины и др.
Исследование излома дает информацию о температуре перехода от вязкого разрушения к хрупкому, об очагах начала разрушения и характере его распространения, о наличии крупных неметаллических включений и др.
На макрошлифе без травления наблюдают шлаковые включения, раковины и другие несплошности, на протравленном в реактиве – распределение неметаллических включений (сульфидов), дендритную структуру, ликвацию легирующих элементов и примесей.
Часть 2. Изучение микроструктуры металлов и сплавов
Общие сведении
Под микроскопическим (металлографическим, металлоструктурным) анализом понимается анализ микроструктуры с помощью оптической микроскопии, использующей отраженный свет, при общем увеличении от нескольких десятков до 1500-2000 раз. Микроскопические методы дают возможность определить размеры и форму кристаллов, наличие различных по своей форме кристаллов, их распределение и относительные объёмные количества, форму инородных включений и микропустот и др.
Изменения внутреннего строения сплава происходят под влиянием различных режимов термической, химико-термической, термо-механической и других видов обработки.
2.2 Цель работы: ознакомление с методами приготовления и подготовка микрошлифов.
Приборы: Металлографический микроскоп МИМ-7, образцы для микроанализа, полировальный и шлифовальный станки, фарфоровая чашка, реактивы, фильтровальная бумага, вата, спирт.
Приготовление микрошлифов
1). Микрошлифом называется образец металла, поверхность которого подготовлена для микроанализа. В зависимости от цели исследования и формы исследуемой детали выбирают место вырезки образца.
2). Удобной является цилиндрическая форма образца диаметром 10-12 мм и высотой 0,7-0,8 мм диаметра, например диаметр 12 мм и высота 10 мм. Также удобны прямоугольные образцы. Образцы небольшого сечения монтируются заливкой в специальные оправки. Кроме заливки в оправку, образцы малого размера можно монтировать в зажиме, а также запрессовывать в пластмассу.
3). На вырезанном образце выравнивают поверхность, которая предназначена для микроанализа. Получение плоской поверхности достигается, опиливанием напильником или заточкой на абразивном круге.
4). Полученную плоскую поверхность образца шлифуют на шлифовальной шкурке с зернами различных номеров. Шлифование начинают на шкурке с более крупным абразивным зерном, затем постепенно переходят на шкурку с более мелким абразивным зерном. Шлифуют до полного исчезновения рисок, после этого поверхность протирают ватой, поворачивают на 90° и шлифуют до полного исчезновения рисок полученных от предыдущего шлифования. Механическое шлифование осуществляется на специальных шлифовальных машинах.
5). Полирование можно осуществлять механическим и электрическим способами.
Механическое полирование производиться на полировальном станке с кругом диаметром 200-250 мм обтянутым сукном или фетром. Частота вращения от электродвигателя 700-800 об/мин. Сукно смачивают полировальной жидкостью. Полируют до полного исчезновения рисок и получения зеркальной поверхности (обычно 5-10 мин). Образец зеркальной поверхностью вверх погружают в чашку с реактивом. Вынимают, протирают спиртом и просушивают.
Порядок выполнения работы
1). Подготовить металлографический микроскоп МИМ-7 к работе.
2). Подготовить образец шлифа.
3). Изучить образец сплава.
4). Зарисовать микроструктуру сплава (или с помощью видеокамеры и ПК зафиксировать структуру сплава при разном увеличении.
5). Оформить отчёт по лабораторной работе.
Рекомендуемая литература
1. Лабораторный практикум по материаловедению /Е.А. Астафьева, А.М. Токмин, Л.А. Быконя. –Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002.-110с.
2. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. –М.: Металлургия, 1984. -384 с.
Примечание: При выполнении лабораторной работы рекомендуется активно использовать фотоаппарат для фотографирования оборудования, оснастки, инструмента, заготовок, отдельных приёмов вспомогательных и технологических приёмов и операций для иллюстрации отчёта.