Магнітний метод виявлення структури металів

Сучасна магнітна металографія – осідання на поліровану поверхню колоїдних частинок з метою виявлення структури сталі. Колоїдні феромагнітні частинки притягуються полями спонтанної намагніченості структурних складових, утворюючи локальні скупчення – візерунок, який дає можливість спостерігати під мікроскопом розподіл магнітних складових в гетерогенних сплавах. При розгляді під мікроскопом ділянки магнітних фаз мають темний вигляд, аустеніт і спеціальні карбіди – світлий. Карбіди легко відрізнити від аустеніту по чіткій округлій або кутастій формі. Застосування магнітного методу ефективне для встановлення наявності залишкового аустеніту у вуглецевих та легованих сталях. Висока чутливість методу дозволяє не тільки встановити присутність аустеніту, який не можна визначити рентгенівським методом, але і виявити розподіл в структурі. Метод магнітної металографії можна застосувати для контролю відпуску швидкоріжучих сталей шляхом співставлення мікроструктури досліджуваного зразка з контрольним, що пройшов додатковий відпуск. Він також зручний для виявлення нерівномірного розташування мартенситу. В жаростійких сталях і наплавленому металі шва ним можна виявити присутність σ-фази.

Вказані вище можливості магнітної металографії передбачають нанесення на поверхню шліфа магнітної пасти. Чутливість методу різко зростає із збільшенням концентрації, часинок в колоїдній системі та їх дисперсності. Магнітну пасту суцільним шаром наносять на поверхню зразка, після чого мильною піною змивають ті частинки пасти, які не закріпилися.

При використанні суспензії магнітного порошку структуру виявляють шляхом використання магнітних полів розсіяння, що створюються магнітною неоднорідністю. У випадку намагнічування зразка зовнішнім магнітним полем ефект виявлення феромагнітних включень обумовлюється значною залишковою намагніченістю і коерцитивного силою включень. Структури, виявлені магнітним методом, треба фотографувати у вологому стані. При користуванні методом магнітної металографіки стальні деталі столика мікроскопа треба замінити на мідні або латунні.

Спектральний аналіз

Значний вплив на макроструктуру металів має їх хімічний склад. Є різні способи його визначення але найбільш доступним і достатньо точним є спектральний аналіз. Він полягає у використанні спектрів випромінювання. Відомо, що речовина (в тому числі і метал) у атомарному стані при збудженні випромінює лінійчатий спектр. Наявність різнокольорових ліній у спектрі зумовлене випромінюванням атомів при переході із збудженого стану у стаціонарний. Отже колір ліній і їх розташування у спектрі пов’язаний з типом атому. Іншими словами, по кольору ліній (довжині світлових хвиль) можна точно визначити, атоми якого хімічного елементу їх випромінили. Чим більше досліджуваного елементу знаходиться у металі, тим випромінені лінії будуть інтенсивнішими. Цією залежністю можна скористатись для визначення хімічного складу сплаву. Визначення наявності досліджуваного елементу у сплаві називають якісним хімічним аналізом, а визначення його процентного вмісту - кількісним хімічним аналізом.

Прилад за допомогою якого проводять спектральний аналіз називають спектроскопом. Його робота базується на розкладанні світлового випромінювання, за допомогою призми, або дифракційної решітки, на спектр.

Для визначення наявності того чи іншого елементу в сплаві треба знати довжини хвиль, які вони випромінюють у збудженому стані. Наприклад, хром випромінює такі довжини хвиль: 5204,5 ; 5206,0; 5208,4; молібден – 5533,0; 5570,5.

Кількість того чи іншого елементу в сплаві визначають шляхом порівняння інтенсивності ліній даного елементу різних порядків. Проте спектральний аналіз дає точні результати при випромінюванні наявності незначної (2-3%) кількості досліджуваного елементу¹.

1. Більш ґрунтовно з спектральним аналізом ознайомтесь в лабораторній роботі №18.