Контрольные вопросы

1. Что такое микроанализ?

2. Расскажите, что определяют микроструктурным анализом.

3. Какие этапы включает микроанализ?

4. С помощью каких приборов осуществляют микроструктурное исследование?

5. Какие возможности предоставляет микроструктурный анализ.

6. Что такое «качественное исследование структуры»?

7. Что входит в понятие «количественная оценка структурных составляющих»?

8. Перечислите методы, изучающие внутреннее строение кристаллов.

9. С помощью каких методов изучают размеры, форму и взаимное расположение кристаллов?

10. Какими характеристиками определяется качество металлов и сплавов?

11. От каких факторов зависит структура металла?

12. Какой принцип изучения структуры с помощью металлографических микроскопов?

13. Что обеспечивает четкое изображение структуры поверхности в микроскопе МИ-1?

14. Можно ли осуществлять количественную оценку структуры в металлографическом микроскопе?

15. Для чего применяется окуляр-микрометр?

16. Какое увеличение дают оптические световые микроскопы?

17. Для чего используются полевая и апертурная диафрагмы?

18. Что такое «светлое» и «темное» поля?

19. Объясните, что такое микрошлиф.

20. Какие операции входят в понятие «приготовление микрошлифов»?

21. Как получают плоскость для исследования на поверхности шлифа?

22. Каким процессом сопровождается механическая шлифовка и полировка микрошлифов?

23. Как снимают искаженный слой после операций шлифования и полирования?

24. На каких операциях приготовления микрошлифов возникает слой с искаженной структурой?

25. Что можно видеть под микроскопом на полированном микрошлифе?

26. Для чего травят образцы?

27. От чего зависит состав реактива для травления?

28. Перечислите простые и распространенные способы травления микрошлифов.

29. Расскажите о принципе травления многофазных сплавов?

30. Объясните, в чем заключается принцип травления чистых металлов и однофазных сплавов?

31. Почему в результате травления возникает микрорельеф?

Лабораторная работа № 4

Определение твердости металлов

Цель работы: ознакомление с методами определения твердости металлов; определение твердости на приборах Бринелля и Роквелла.

Оборудование и материалы: приборы Бринелля и Роквелла для определения твердости, лупа, образцы металлов различной твердости, инденторы для измерений в виде стального шарика (для прибора Бринелля) и алмазного конуса (для прибора Роквелла).

Задания: 1. Ознакомиться с понятием твердости. 2. Изучить основные методы измерения твердости. 3. Ознакомиться с устройством и принципом действия приборов для измерения твердости по Бринеллю и Роквеллу. 4. Произвести измерения и снять показания при измерении твердости на приборах Бринелля и Роквелла. 5. Подготовить отчет по работе.

Общие сведения

Твердостью называют свойство материала оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии нагрузки. В большинстве случаев при испытании твердости производят вдавливание в испытуемый материал индентора, изготовленного из значительно более твердого материала, чем испытуемый.

В результате вдавливания с достаточно большой нагрузкой поверхностные слои материала, находящиеся под индентором и вблизи него, пластически деформируются. После снятия нагрузки остается отпечаток. Особенность происходящей при этом деформации заключается в том, что она протекает только в небольшом объеме, окруженном недеформированным материалом. В таких условиях испытания, близких к всестороннему неравномерному сжатию, возникают главным образом касательные напряжения, а доля растягивающих напряжений незначительна по сравнению с получаемыми при других видах механических испытаний (на растяжение, изгиб, кручение, сжатие). Поэтому при измерении твердости вдавливанием пластическую деформацию испытывают не только пластичные, но и непластичные материалы, например чугун, которые при обычных механических испытаниях (на растяжение, сжатие, кручение, изгиб) разрушаются хрупко без макроскопически заметной пластической деформации.

Между твердостью пластичных материалов, определяемой способом вдавливания, и другими механическими свойствами (главным образом пределом прочности) существует количественная зависимость. Это связано с тем, что при испытаниях на растяжение наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению и отнесенной к первоначальной площади (предел прочности), отвечает местная пластическая деформация (образование шейки), а не разрушение образца. Такая пластическая деформация аналогична деформации, создаваемой в поверхностных слоях металла при измерении твердости вдавливанием наконечника.

Подобная количественная зависимость не наблюдается для хрупких материалов, которые при испытаниях на растяжение разрушаются без заметной пластической деформации, а при измерении твердости получают пластическую деформацию. Однако в ряде случаев и для этих материалов (например, серых чугунов) отмечается количественная зависимость между пределом прочности и твердостью: возрастанию твердости обычно соответствует увеличение предела прочности.

Испытание на твердость благодаря своей быстроте, простоте, а также возможности производить замеры на готовых изделиях без их разрушения и повреждения получило очень широкое распространение. Для деталей, подвергнутых химико-термической обработке (цементации, азотированию и т. п.), и закаленных инструментальных сталей определение твердости является основным методом испытания при оценке качества изделий.