ВЫЯВЛЕНИЕ МАКРОСТРУКТУРЫ




 

Для выявления строения и дефектов макроструктуры темплеты травят специальными реактивами.

Готовый макрошлиф перед травлением протирают спиртом для удаления поверхностных загрязнений. Темплеты перед травлением рекомендуется подогревать до температуры 60-80°С. Травят макрошлифы в специальных (обычно подогреваемых) ваннах, установленных в вытяжном шкафу. Чтобы избежать ожога кислотами, травление проводят обязательно и резиновых перчатках. При травлении шлифованную поверхность погружают в реактив. Если размеры шлифа позволяют, то его погружают в реактив целиком; вынимают шлиф из ванны шпицами. Время травления зависит от легирования и твердости стали. Более легированные и более твердые стали, травят дольше. Если при этом произошло растравливание поверхности, то с темплетов удаляют поверхностный слой на глубину ~ 2 мм. После окончания травления темплеты тщательно промывают и высушивают.

Для выявления особенностей и дефектов макроструктуры различных марок стали и сплавов разработано большое количество реактивов.

Макроанализ широко применяют для выявления неоднородности химического состава (ликвации) металла. Такие вредные примеси в стали, как сера и фосфор, часто располагаются не равномерно по всему объему металла, а сосредоточиваются в отдельных его участках. Макроанализ дает полную картину их расположения, хотя и не позволяет произвести количественную оценку.

Для выявления ликвации серы применяют метод серных отпечатков. Хорошо подготовленную поверхность шлифа очищают спиртом от загрязнения. Лист фотографической бромсеребряной бумаги помещают на несколько минут в 5%-ный водный раствор 142504 и затем слегка просушивают между листами фильтровальной бумаги. Влажную фотографическую бумагу плотно накладывают на весь макрошлиф. Фотобумага находится на макрошлифе ~30 мин. Затем ее снимают, промывают водой и фиксируют в течение 20-30 мин в растворе гипосульфита. После этого ее опять промывают и сушат. На бумаге получается поверхность макрошлифа коричневого цвета, а участки скопления серы имеют более темную окраску. Полученный отпечаток показывает форму, и распределение сульфидов в исследуемой стали.

Для выявления ликвации фосфора в сплавах на основе железа обычно применяют реактив состава 85 г СuС12 и 53 г NН4Сl на 100 мм Н2O. При травлении шлифа железо уходит в раствор и медь осаждается на шлифе. На участках, содержащих большое количество фосфора, осаждается меньше меди, и эти участки травятся сильнее. После травления шлиф промывают под струей воды, смывая медь ватным тампоном. Участки со скоплением (фосфора имеют более темный цвет, чем остальной металл. Этот же реактив одновременно выявляет и ликвацию серы.

Чтобы выявить макростроение литой стали-дендритную структуру, ее травят в реактиве, со держащем 250 мл соляной кислоты, 35 мл серной кислоты, 100 мл воды. Травление проводят в реактиве, нагретом до 70- 90°С, длительность травления зависит от состава стали и составляй от 20 мин до 1 ч. После травления шлиф промывают горячей водой и нейтрализуют остатки к» слоты раствором соды.

Этот же реактив (количество соляной кислоты можно менять) применяют и для определения расположения волокон в заготовке или изделии. Расположение волокон может повторять конфигурацию изделия (рис. 15, а), и волоки могут быть перерезаны при изготовлении детали (рис. 15, б), в последнем случае прочность детали будет ниже.

 

Рис. 15. Макроструктура кованой (а) и вырезанной (б) детали.

 

Если в литом металле (в слитке) имеете значительное количество сульфидов, оксида шлаков или заметная ликвация, то после пр(катки, ковки или штамповки эти дефекты вытягиваются вдоль направления деформации, образуя продольную волокнистость – полосчатость. Из-за неоднородного состава и различно) строения волокна металла имеют различную травимость. Полосы, содержащие большее количество включений, имеют более темный цвет.

Для определения глубины поверхностного слоя, образованного после цементации (насыщения стали углеродом) или закалки крупных изделий, темплет травят 3 мин в 50%-ном рай воре соляной кислоты при 80°С. После травления закаленный слой имеет более темную окраску.

ИЗУЧЕНИЕ ИЗЛОМОВ

 

Контроль макроструктуры по излому проводят на образцах с продольным и поперечным 8 правлением волокна. Если проводится контроль макроструктуры только по излому (темплеты делают), то применяют образцы с поперечным направлением волокна. Если же контроль макроструктуры по излому является дополнительным к контролю на темплетах, то применяют образцы с продольным направлением волокна.

Для получения излома поперек волокна заготовки или образцы надрезают. Надрез наносится по всему периметру заготовки (образца) двух противоположных сторон или с одной стороны. Надрез делают такого размера, чтобы площадь излома была не меньше 1/2 площади сечения заготовки. Надрезанный образец ломают с максимально возможной скоростью, но чтобы при этом не произошло смятие поверхности излома и при поломке не образовались расщепления металла. Ломают темплеты или образцы под прессом, копром или при ударе молотом по надрезу. Чтобы получить излом вдоль волокна, темплет или отрезанный поперечный образец надрезают (надрез должен иметь остроугольную форму) по диаметру.

Качество стали, оценивают по виду металла в изломе. Так, грубые поры-пузыри в изломе вдоль волокна имеют вид полос с некристаллическим строением. Грубая пятнистая ликвация в изломе имеет вид темных полос, кристаллическое строение которых отличается по виду от кристаллического строения основного металла. Флокены в изломе имеют вид светлых округлых пятен с кристаллической поверхностью серебристого или светлого оттенка, а на поперечном макрошлифе флокены имеют вид трещин (рис. 16).

 

Рис. 16. Флоконы на протравленном макрошлифе.

 

 

При температурах ниже 200° С из твердого раствора выделяется водород. Это создает в стали сильные внутренние напряжения, которые приводят к образованию трещин-флокенов. Если в слитке были трещины, которые не заварились при деформации, то в изломе будут расслоения - узкие или широкие полосы с некристаллическим строением.

При анализе излома можно обнаружить дефекты, которые не выявляются при анализе макроструктуры на темплетах. Например, сильно перегретый при деформации или термической обработке металл имеет нафталинистый или камневидный излом. Излом по телу крупных зерен, отражающих по различному свет, называется нафтатлинистым. Матовый излом по границам крупных или мелких зерен, вскрывающий их огранку, называется камневидным.

Если при кристаллизации металла по границам кристаллитов произошло отложение неметаллических включений, то в изломе будут видны межкристаллитные прослойки (сколы). Сколы имеют вид светлых участков различной формы и размеров, поверхность их имеет кристаллическое мелкозернистое строение. Этот же дефект может иметь вид слоистого излома, в котором происходит чередование полос с мелкозернистым и обычным строением металла.

Макроанализ излома позволяет с достаточной для практических целей точностью выявить глубину закаленного и цементованного слоев. Для этого контролируемые образцы подвергают закалке (без перегрева), надрезают и ломают. Закаленный и цементованный слои матовые и имеют более мелкое кристаллическое строение, чем заметно отличаются от вида излома сердцевины. Отличить закаленный или цементованный слой от металла сердцевины можно и пр цвету. Для этого ломаный образец нагревают до температуры 300-350°С. После этого поверхностный слой имеет темно-синий цвет, а сердцевина - светло-синий.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: