Б. Определение ликвации серы

Сера является вредной примесью железоуглеродистых сплавов. Она, соединяясь с железом, образует сернистое железо, которое в смеси с железом затвердевает лишь при температуре 985°С, распологаясь между зернами стали в виде хрупкой сетки. Хрупкая сетка разобщает зерна стали, снижает тем самым её механические свойства. Кроме того, имея более низкую против стали температуру плавления, сетка расплавляется за долго до плавления зерен стали. Это явление называется красноломкостью. Содержание серы в стали колеблется от 0,05 до 0,06 +0.006% для обыкновенных углеродистых сталей и от 0,015 до 0,035 для качественных конструкционных сталей.

Ликвацию серы определяют следующим методом: бромсеребрянная бумага, смоченная 5-% водным раствором серной кислоты, накладывается на шлиф. После трехминутной выдержки бумагу со шлифа снимают, промывают водой и подвергают фиксированию в гипосульфите. Появление на бумаге темных пятен указывает на места скопления сульфидов. Это потемнение объясняется тем, что в результате взаимодействия между H₂SO₄ и включениями MnS и FeS, в виде которых сера находится в стали, образуется газ – сероводород, который, реагируя с бромистым серебром фотобумаги, образует сернистое серебро Ag₂S, имеющее темный цвет.

MnS+H₂SO₄=MnSO4+H₂S

2AgBr+H₂S=Ag₂S+2HBr

Полученный после фиксажа снимок промывают и вклеивают в журнал лабораторных работ.

В. Определение ликвации фосфора и углерода

Химическая неоднородность сплава (ликвация) нарушает сплошность металла, ухудшает его качество: углерод повышает хрупкость железоуглеродистых сплавов, фосфор придает хладноломкость, т. е. хрупкость при низких температурах. Содержание фосфора в обыкновенных углеродистых сталях колеблется от 0,04 до 0,07%, и от 0,025 до0,035% для качественных и конструкционных сталей. Ликвацию С и Р определяют следующим способом:

Шлиф на одну минуту помещают в реактив (хлористая медь CuCl2 – 85г.+ хлористый амоний NH4Cl - 53 г. + H2O – 1000 мл.). Затем промывают под струей воды и ваткой снимают образовавшийся слой меди. Шлиф протирают досуха для предотвращения окисления на воздухе. Места, богатые фосфором и углеродом, окрашиваются в темный цвет. По результатам исследования шлифа делают эскиз.

Г. Макроанализ поверхности излома

Изучение изломов производится с помощью лупы или бинокулярного микроскопа. При изучении вида излома устанавливается характер разрушения изделия (хрупкое, вязкое или усталостное); структурная и химическая неоднородности, созданные термической или химико-термической обработкой (закалкой или цементацией). В плоскости излома изделия можно обнаружить дефекты, которые способствовали его разрушению. По виду излома судят о величине зерна металла и наличии перегрева. Часто макрошлиф не дает того, что может дать излом. Например, выявление белых пятен (флокенов) в изломе стали (рис.8.10.) является наилучшим методом выявления этого дефекта.

Рис.8.10 Флокены в изломе стали рис. 8.11усталостный излом металла

Флокены – опасные пороги легированной стали: в изломе вдоль прокатки они представляют собой светлые пятна – хлопья, а в поперечном сечении (на макрошлифе) – трещины.

Хрупкий излом имеет кристаллическое строение. При этом в изломе обычно видны форма и размер зерен металла, т.к. излом происходит без значительной пластической деформации; он может происходить как по границам зерен (межкристаллический), так и по телу зерна (транскристаллический).

Вязкий излом имеет характерное волокнистое строение, которое не следует смешивать с волокнистым макростроением металла, формирующемся при пластическом течении металла при обработке давлением. Форма и размер зерен при вязком изломе значительно искажены, т.к. разрушение сопровождается большой пластической деформацией.

Усталостный излом всегда имеет две зоны разрушения (рис.8.11): усталостную – с мелкозернистым, фарфоровидным, иногда блестящим изломом, и зону долома. После изучения излома выполняют эскиз.