8.4 Макроанализ железоуглеродистых сплавов.
Макроструктурный анализ – исследование строения металлов и сплавов невооруженным глазом (или через лупу) и бинокулярным микроскопом при увеличении до 30-40 раз. Строение металлов, изучаемое при помощи макроанализа, называется макроструктурой. Существует несколько способов макроанализа, различающихся по задачам, поставленных при исследовании конкретных деталей (заготовок):
изучение поверхности детали;
изучение излома;
выявление дефектов, нарушающих сплошность металла;
определение строения металла (дендритной структуры), сформировавшегося при первичной кристализации;
определение химической неравномерности сплава (ликвации), а также неоднородности от цементации и закалки ТВЧ;
определение неоднородности строения металла (волокнистости), обусловленной обработкой давлением.
На изломах макроструктура металла изучается по характерным видам излома деталей в процессе их эксплуатации или на специально подготовленных изломах образцов. Все остальные способы макроанализа требуют изготовлания специальных образцов.
Изготовление макрошлифов
При изготовлении макрошлифов общим является вырезка специальных образцов, одна поверхность которых плоская. Плоская поверхность подвергается шлифовке наждачным кругом на плоскошлифовальном станке, а затем доводится наждачной бумагой различной зернистости (с постепенным переходом от более грубой к более тонкой). Шлифование обычно заканчивается бумагой с зерном 120-140 (№12). Дальнейшая обработка образцов зависит от целей исследования. Макрошлифы не полируют, а для выявления структуры сплава их подвергают травлению.Травление макрошлифов производят глубже, более крепкими и сильно действующими реактивами, чем микрошлифы.
А. ИЗУЧЕНИЕ МАКРОШЛИФОВ МЕТОДОМ ГЛУБОКОГО ТРАВЛЕНИЯ
Методом глубокого травления макрошлифов определяют неоднороднорсть структуры, например волокнистость. Образование волокнистости связано с направленой пластической обработкой литого металла. При производстве отдельных деталей машин в ряде случаев требуется строгий контроль за волокнистостью, т.к. она обуславливает анизотропию свойств металла вдоль и поперек напряжения волокон. Прочностные и особенно пластические характеристики металла вдоль направления волокон значительно выше, чем поперек. Поэтому в деталях с повышеными удельными нагрузками, особенно динамическими, волокна должны следовать в направлении наибольших напряжений. На рис.8.7 показана макроструктура продольного разреза коленчатого вала.
1 2
а б в
3 4
а б в
Рис.8.7. Макроструктура продольного разреза коленчатого вала.
Глубокое травление производят в горячем реактиве (HCl-500 см3 +H2SO4 – 70 см3 + H2O – 200 см3) в течение 20-120 минут: в стеклянную ванночку с реактивом, нагретым на песчаной бане до температуры 40-50°С, пинцетом помещают образец на глубину 2-5мм. Далее образец вынимают, промывают под струей холодной воды, промокают и осматривают. По результатам изучения шлифа делают эскиз.