Приготовление микрошлифов

Вырезка. Вырезка образца из детали обычно производится механическим способом в необходимом для исследования месте, не допуская разогрева и пластической деформации, которые могут из­менить структуру металла.

Шлифование. Исследуемая плоскость образца шлифуется сначала на шлифовальном круге, затем шлифовальной бумагой раз­ных номеров с последовательно уменьшающимися размером абра­зивных зерен вручную или на вращающихся плоских дисках. При переходе на более мелкозернистую бумагу шлиф каждый раз пово­рачивают 90° вокруг оси и шлифуют до исчезновения поперечных рисок. От остатков абразива шлиф очищают промывкой водой.

Полировка. До зеркального блеска шлиф полируется на бархате или сукне, на которые наносят окись хрома или алюминия, поддерживая достаточную влажность. После полировки шлиф про­мывают в воде, а затем в этиловом спирте, чтобы предупредить окисление поверхности. Более совершенным методом является элек­тролитическое полирование. Под действием электрического тока вы­ступы на шлифуемой поверхности растворяются, и она постепенно становится зеркальной.

Травление. Травление шлифов производится для выявления структуры, т.к. на нетравленом шлифе видны только поры, трещи­ны и неметаллические включения.

Для травления стали и чугуна наиболее часто применяется 3…5%-ный раствор азотной кислоты в этиловом спирте. Продолжи­тельность травления 10...20с. Затем шлиф тщательно промывается спиртом и сушится фильтровальной бумагой.

При травлении границы зерен и сами зерна, имеющие различ­ную кристаллографическую ориентировку или фазовый состав, рас­творяются под действием реактива неодинаково.

Сильнее протравившиеся зерна имеют шероховатую поверх­ность и при отражении в большей степени рассеивают световые лу­чи. Поэтому под микроскопом одни зерна выглядят более темными, другие - более светлыми. Границы зерен обладают повышенной энергией, так как являются дефектами кристалла с неправильной упаковкой атомов, растравливаются сильнее самих зерен, и поэтому под микроскопом кажутся темными линиями.

После травления поверхность шлифа имеет сложный микро­рельеф, который характеризует строение металла.

Металлографический микроскоп

Металлографический микроскоп (рис. 1) состоит из оптической системы, осветительного устройства с осветительной камерой и механической системы. Объект рассматривается в металлографическом микроскопе в отраженном свете.

Качество микроскопа характеризуется его разрешающей способностью. Разрешающая способность оптической системы обратно пропорциональна наименьшему расстоянию d между двумя точками, изображение которых в микроскопе получается раздельно:

,

где  – длина волны применяемого света;

А – числовая апертура объектива;

А = n ^. sin,  – отверсный угол линзы.

Таким образом, разрешающая способность тем больше, чем меньше длина волны  и чем больше апертура.

Применение видимых лучей света позволяет получить разрешение не более 0,2 мкм и полезное увеличение не более чем в 2000 раз. Поэтому для больших увеличений применяются лучи с очень малой длиной волны. Например, в электронном микроскопе – электронный луч, дающий полезное увеличение в сотни тысяч раз.

Полезным считается увеличение микроскопа, превышение которого не приводит к получению дополнительной деформации. Увеличение металлографического микроскопа определяется как произведение увеличения объектива и окуляра.