1.1.4 Изучение микроструктуры

Изучение микроструктуры целесообразно начинать с рассмотрения под микроскопом непротравленного шлифа. На светлом фоне будут видны неметаллические включения в виде темных, иногда окрашенных в другие цвета, участков (рисунок 1.3).

а б в

а - включения сернистого железа (сульфид железа FeS)

в виде оторочек по границам зерна;

б - включения хрупких оксидов;

в - включения графита в чугуне.

Рисунок 1.3 – Неметаллические включения

в железоуглеродистых сплавах (сталь, чугун)

Изучив чистоту металла или форму включений графита в чугуне, микрошлиф травят и вновь исследуют под микроскопом – теперь уже выявленную микроструктуру. Определяют количество структурных составляющих, их размер, форму, цвет, характер расположения, однородность. Структурная составляющая – это часть структуры, видимая под микроскопом как однородная. Она может быть одно- и двухфазной, т.е. представлять собой механическую смесь двух фаз. Металлы всегда имеют одну структурную составляющую – кристаллы (зерна) самого металла. Размер и форма зерен зависит от способа получения металла и характера обработки (рисунок 1.4, а, б). У сплавов структура может быть более сложной. Они, как и металлы, могут иметь одну структурную составляющую, например, латунь Л96 (рисунок 1.4, в) или несколько. В сплаве Д1 (рисунок 1.4, г) имеются две структурные составляющие – зерна твердого раствора и включения химического соединения CuAl₂. Обе составляющие – однофазные. В баббите (рисунок 1.4, д) – три структурных составляющих: α-твердый раствор, включения химического соединения SnSb и включения Cu₃Sn. В силуминах и сталях – по две структурных составляющих, но одна из них (α) – однофазная, другая (эвтектика в силуминах; перлит в сталях) – двухфазная.

Видимое изображение вырисовывают с левой стороны страницы в круге диаметром 30 – 35 мм или в квадрате со стороною 25 – 30 мм. Структурные составляющие указывают стрелочками. Справа от зарисовки идет описание структуры.

1.2 Материалы и принадлежности

• Образцы железа, стали, чугуна, полированные.

• Образцы железа, стали, чугуна и цветных металлов, протравленные.

• Микроскопы металлографические.

1.3 Порядок выполнения работы

1. Получить образцы, записать их марку и химический состав (таб-лица А.1).

2. Изучить изображение полированной поверхности стали и чугуна, зарисовать в кругах диаметром 35 – 40 мм или квадратах со стороною 30 – 35 мм и описать ее.

3. Протравить образцы или получить протравленные образцы.

4. Изучить микроструктуру протравленных образцов, зарисовать и описать ее (отдельные структурные составляющие указываются стрелками, а справа от микроструктуры дается описание видимого в микроскоп изображения).

	Одна структурная составляющая – зерна железа. Форма зерен равноосная (полиэдрическая), цвет светлый.
	Одна структурная составляющая – зерна железа. Форма вытянутая, структура волокнистая.
	Одна структурная составляющая – твердый раствор цинка в меди. Форма зерна равноосная.
	Две структурные составляющие: α-твердый раствор меди в алюминии (светлые зерна); CuAl2 – химическое соединение меди с алюминием (темные включения).
	Три составляющие: α-твердый раствор меди и сурьмы в олове (темный фон); SnSb – химическое соединение (светлые включения правильной формы); Cu3Sn – химическое соединение (светлые включения продолговатой формы).
	Две структурные составляющие – феррит: α-твердый раствор углерода в α-железе (светлые зерна); перлит – механическая смесь феррита и карбида железа Fe3C пластинчатого строения (темные зерна).
	Две структурные составляющие: α-твердый раствор кремния в алюминии (светлые зерна); эвтектика – механическая смесь α-твердого раствора и кремния (темный фон).

а - железо; б - деформированный металл; в - латунь Л96; г - дуралюмин Д1;

д - баббит Б83; е - сталь 20; ж - силумин АЛ2.

Рисунок 1.4 – Микроструктура некоторых металлов и сплавов