Питання для самоконтролю

1. Чому метали є полікристалами (не монокристалами)?

2. Що називається зерном, фрагментом, блоком?

3. Як можна змінити величину зерна?

4. Яка відмінність в процесах кристалізації металів і сплавів?

5. Чим відрізняються крихкий, в’язкий та втомний зломи?

6. Яка причина виникнення внутрішніх напруг І, ІІ, ІІІ роду?

7. Як виявити ліквації сірки, фосфору та волокнистість структури?

Література

1. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металургия, 1985.

2. Алаи С.И. Практикум по машиноведению. – М.: Просвещение, 1985. – 383 С.

3. Самохоцкий А.И. Лабораторные работы по металловедению термической обработке металлов, 1981

4. Справочник по практическому металловедению. – К.: Техника, 1984

Завдання до роботи

1. Дослідити зразки на злом. Для кожного зразка з’ясувати характер злому (крихкий, в’язкий, втомний), величину зерна, однорідність зерна, наявність дефектів (тріщин, раковин тощо).

2. Скласти звіт про роботу.

У звіті схематично зобразити зразок і вказати на ньому встановлене в процесі дослідження.

Поряд зазначити:

а) характер злому,

б) величину зерна,

в) однорідність зерна,

г) наявність дефектів.

Додаток для самостійної роботи

Методи вивчення макроструктури розділяють на три основні групи - глибокого травлення, поверхневого травлення та відбитків. Макроскопічні методи травлення дають інформацію про стан матеріалу, дефекти, пов’язані з його отриманням та обробкою.

Методи травлення

Глибоке травлення дозволяє виявити збіднений вуглецем навуглецьований і азотований шари, сегрегації шкідливих домішок, дендритну структуру. Після глибокого травлення мікрошліф має рельєфну поверхню, на якій видні елементи макроструктури та дефекти. Дефекти, які можна розрізнити оком (грубі тріщини, усадочні раковини, газові бульбашки) оцінюються однозначно. Сегрегації, хімічна неоднорідність, усадочні раковини можуть викликати пористість. Протравлення сталі збільшується з підвищенням вмісту вуглецю до евтектоїдного.

Реактиви для глибокого травлення складаються, головним чином, з концентрованих кислот, сумішей та різних добавок до них. Для макротравлення застосовують технічні кислоти, відповідність результатів при макротравленні різних шліфів забезпечується постійною концентрацію компонентів реактиву, температурою та довготривалістю травлення. Багатократне використання одного і того розчину змінює активність його дії. Після травлення залишки кислот видаляють за допомогою щітки під струменем води або в киплячій воді.

Посилення контрасту картини травлення досягається протиранням протравленого шліфу дрібним наждачним папером або м’якою гумкою. При цьому підвищується корозійна стійкість металу. Тонкі елементи травлення більш чітко виявляються перекисом водню або парами хлору, брому, йоду з наступною обробкою поверхні цитратними розчинами. Для захисту і зберігання картини травлення поверхню шліфу покривають безкольоровим лаком.

Поверхневе травлення дозволяє краще виявити окремі деталі структури, а також проводити наступне макроскопічне дослідження. Тому поверхневе травлення потребує кращої підготовки шліфа (тонке шліфування), особливо для оцінки розмірів зерен, встановлення різнозернистості, напрямку росту зерна та інших параметрів структури.

Таблиця 4.1. Реактиви для мікроаналізу

Склад реактиву	Спосіб застосування	Застосовується для виявлення
10-25% водний розчин азотної кислоти	Травлення на холоду за допомогою тампону або зануренням шліфу в реактив на 3-30хв. з наступним ретельним промиванням	Макроструктури вуглецевих і легованих сталей, ливарних та зварочних неоднорідностей, тріщин, флокенів
10 мл азотної, 20мл соляної, 10 мл сірчаної кислот, 60 мл води	Холодне травлення протягом 5 хв	Дефектів макроструктури, великих включень, сегрегацій
5-20% водний розчин сірчаної кислоти	Травлення при 60-70 °С протягом 2 годин, в холодному розчині довше	Макроструктури вуглецевих і легованих сталей

Метод відбитків полягає в тому, що зображення макроструктури з’являється не на шліфі, а на фотопапері, фотоплівці, тканині і т.д. Матеріал з нанесеним на ньому реактивом притискається до поверхні шліфу.

Найбільш широко застосовують метод відбитків для виявлення сірки. Найпоширенішим і простим є отриманням відбитків за Бауманом. Тонкий бромосеребристий папір пропитують протягом 5-8 хвилин 2-5 % розчином сірчаної кислоти. Після видалення надлишків кислоти з фотопаперу його прикладуть до шліфу на 2-3 хвилини, потім швидко промивають водою, фіксують і знову промивають і сушать. Чіткість відбитків залежить від ступеня шорсткості і поверхневої деформації шліфу. При ретельній обробці поверхні сульфіди і їх скупчення виглядають дуже чітко, при грубій – менш чітко. При зменшенні концентрації сірчаної кислоти в результаті дії заліза на фотоемульсію можливе виділення металевого срібла. Надто концентровані розчини розрихлюють шар, а він легко руйнується. Для визначення сірки методом відбитка можна використовувати розчини хлористої ртуті або кадмієвих солей оцтової кислоти.

Методом відбитків за Бреггом оцінюється розподіл свинцю в сталі. Фотопапір обробляється гіпосульфітом при червоному світлі продовж 15 хв, промивається і сушиться, потім пропитується 5% розчином каустичної соди і на 5-8 хв. притискається до темплету з шліфованою і обезжиреною поверхнею. Після цього фотопапір протягом 15-20 с витримують в 5% водному розчині сірнистого натрію. Ступінь потемніння змінюється зі зміною вмісту свинцю. Відбиток дає наглядну картину розподілення свинцю в металі і якісну оцінку його вмісту в різних зонах макрошліфа.