Лабораторна робота № 4 макроскопічний аналіз металів і сплавів

Мета роботи: ознайомитися з методами макроскопічного аналізу та методикою їх проведення. В процесі виконання роботи треба отримати такі знання та вміння :

Знання – виявлення макробудови металів та сплавів, характеру будови зломів, наявні дефекти та їх вплив на механічні властивості металів.

Уміння – готувати для досліджень зразки, виявляти характер зломів, дефекти, оцінювати величину зломів.

Обладнання та матеріали:

Зразки різних видів злому, лупа, бінокулярні мікроскопи.

Короткі теоретичні відомості

Метод дослідження структури металів та сплавів неозброєним оком (або при незначному збільшенні) називається макроскопічним аналізом. Будова металів, яка визначається макроаналізом, називається макроструктурою.

Макроаналіз можна провести на макрошліфах (темплет) та зломах. Макроаналіз з використанням макрошліфів може бути глибокого травлення, поверхневого травлення та відбитків.

Глибоке травлення дозволяє виявити різного роду тріщини, шари з випаленим вуглецем, або навпаки навуглецьовані шари, дендритну структуру тощо. Після глибокого травлення макрошліф має рельєфну поверхню, на якій видні елементи макроструктури та дефекти. Травлять концентрованими кислотами або їх сумішами.

Поверхневе травлення дозволяє краще виявити окремі деталі структури, визначити розмір зерна та напрямок їх росту, а також проводити наступні мікроскопічні дослідження.

Метод відбитків полягає в тому, що зображення макроструктури появляється не на шліфі, а на фотопапері чи фотоплівці (метод Баумана). Фотопапір з нанесеним на ньому реактивом притискується до поверхні зразка. Реактиви реагують з певними речовинами зразка, утворюючи характерні плями на фотопапері.

При дослідженні зразків на злом визначають характер злому (крихкий, в’язкий чи втомний), однорідність зерна, наявність дефектів, величину зерна тощо.

Найбільш поширеними дефектами у структурі металів є усадочні раковини, бульбашки, пористість по осі злитка, пористість по перерізу, пустоти, тріщини (надриви), флокени, ліквації, крайові дефекти тощо.

Зразки для мікроаналізу вирізають з найбільш характерних ділянок досліджуваного металу. Так, при аналізі руйнування мікрошліф повинен бути з тими дефектами, які були імовірною причиною руйнування деталі. Якщо контролюється якість металу, то кількість проб і місця їх відбору регламентується стандартами на кожен вид металопродукції. Якщо ж таких стандартів немає, то беруть проби з найбільш забруднених ділянок заготовки, чи тих ділянок , де можуть виникати дефекти при виготовленні заготовок, відливок тощо.

При вивченні макроструктури кованих деталей чи заготовок відбирають зразки довжиною не менше одного діаметру деталі чи довжини сторони квадрата, якщо деталь має квадратний чи близькій до нього переріз. Зразки для контролю вирізають з середини деталі.

Для дослідження на злом зразки виготовляють так. На деталі чи заготовці ножівкою роблять надріз з однієї чи двох сторін. Глибина надрізу залежить від товщини деталі чи заготовки. Потім затискають деталь чи заготовку у лещатах і ударом молотка руйнують метал. При цьому злом відбувається з великою швидкістю і прямолінійно, що й необхідно для дослідження.