1.4. Способы выявления макроструктуры Различают следующие реактивы универсального действия:

1. Водный раствор азотной кислоты: 4-10% HNO₃, остальное вода. Реактив применяют в холодном состоянии. При травлении шлиф протирают ватным тампоном или погружают в реактив, периодически его протирая. После травления шлиф промывают в воде и высушивают. При выявлении волокнистой структуры или дендритов после травления рекомендуется проводить легкую шлифовку тонкой шкуркой. Продолжительность травления: от нескольких минут до получаса.

Реактив хорошо выявляет пустоты, волокнистую структуру зоны сварного соединения, флокены. Его можно использовать для выявления дендритной структуры. Реактив успешно действует на углеродистые и низколегированные стали.

2. Спиртовой раствор азотной кислоты (4%-ный раствор НNО₃ в этиловом спирте). Продолжительность травления: от 20 мин до 4 ч. Реактив хорошо выявляет структуру в сварных швах.

3. Водный раствор соляной кислоты: 50 см³ НСl, 50 см³ воды. Травление производят погружением в горячий реактив. Продолжительность травления составляет от 10 до 45 мин. Основное применение – выявление пустот. Хорошо обнаруживаются также ликвация, волокнистость, пороки литья, структура сварных швов. Температура раствора 60–70°С. Применяется для травления разнообразных легированных сталей. На рис. 2.19 приведен пример применения реактива.

4. Водный раствор соляной и серной кислот: 500 см³ НС1; 70 см³ H₂SO₄; 180 см³ воды. Раствор применяют в горячем состоянии – при 95–100°С. Продолжительность травления до 2 ч. Травление ведут погружением.

Реактивы дают глубокое травление и их применяют для выявления пустот, ликвации, грубой волокнистой и дендритной структуры (рис. 2.20).

Рис. 2.19 Пример использования раствора 3.

Структура литой углеродистой стали

Рис. 2.20 Пример применения смеси серной и соляной кислот.

Дендритное строение литой углеродистой стали

Порядок выполнения работы

Освоить технику приготовления и травления макрошлифов.

Исследовать предложенную коллекцию изломов, макрошлифов и сварных швов. Дать заключение о причинах возникновения дефектов в исследуемых образцах металла (по макрошлифам).

Определить и описать виды исследуемых изломов и причины их возникновения. Дать заключения о качестве сварки и надежности сварного шва, исследовав макроструктуру наплавленного металла.

Составить отчет по работе.

Содержание отчета

При составлении отчета необходимо четко указать задачи макроструктурного анализа, изложить методику приготовления и травления макрошлифов, описать дефекты исследованных макрошлифов, зарисовать их и указать причины возникновения.

Описать характер изученных изломов, макроструктуру сварных швов и привести заключение о качестве сварки.

Контрольные вопросы

1. Какими характеристиками определяется качество металлов и сплавов?

2. От каких факторов зависит структура металла?

3. С помощью какого метода изучают внутреннее строение металлов?

4. Используя какой метод, изучают размеры, форму и взаимное расположение кристаллов?

5. Что такое макроструктурный анализ?

6. Расскажите, что выявляют макроструктурным анализом.

7. Что можно обнаружить внешним осмотром поверхности металла?

8. Объясните, что дает изучение излома.

9. Виды изломов в зависимости от качества металла, условий эксплуатации и режимов нагружения деталей и конструкций.

10. Как разрушают образцы для изучения изломов?

11. Какой из видов излома относят к вязкому?

12. Можно ли судить о форме и размерах зерна по вязкому излому?

13. Когда возникают вязкие изломы?

14. Что означает возникновение вязкого излома?

15. Какой из видов излома относят к усталостному?

16. Расскажите, какой вид нагружения вызывает появление усталостного разрушения.

17. Когда возникают хрупкие эксплуатационные разрушения?

18. Чем характеризуется хрупкий излом?

19. Когда возникают рванины металла?

20. Что такое горячие (кристаллизационные) трещины?

21. Причины возникновения трещин напряжения.

22. Причины возникновения шлифовочных трещин.

23. Что такое плена?

24. Когда возникают прокатные плены?

25. Что такое макрошлиф?

26. Что выявляют и изучают на макрошлифах?

27. Как выявляют макростроение на макрошлифах?

28. Что такое усадочная раковина?

29. Причины образования газовых пузырей.

30. Что такое ликвация?

31. Виды ликвации.

32. Что такое флокены?

33. Какие причины вызывают возникновение флокенов?

34. Что такое транскристаллизация?

Лабораторная работа №3

МИКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ

Цель работы: ознакомление с методами микроструктурного анализа, c процессом приготовления микрошлифов; изучение устройства, принципов действия универсального светового микроскопа МИ-1 и возможностей обработки изображений при помощи программного комплекса AutoScan.

Оборудование и материалы: металлографический комплекс, включающий световой микроскоп МИ-1, цифровую камеру Nikon Colorpix-4300 с фотоадаптером; образец металла для приготовления микрошлифа, шлифовально-полировальный станок LaboРol-5 комбинированный с приспособлением для полуавтоматической подготовки металлографических образцов Laboforce, расходные материалы для приготовления микрошлифа.

Задания: 1. Ознакомиться с методами микроструктурного анализа. 2. Приготовить микрошлиф. 3. Изучить устройство и принцип действия оптического микроскопа. 4. Ознакомиться с возможностью обработки информации с помощью программ AutoScan. 5. Изучить микроструктуру образца. 6. Измерить величину зерна и определить его основные параметры. 7. Составить отчет по работе.