Макроскопический исследование металлов и сплавов
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
ных перпендикулярно первым. Количество и характер распределения дефектов на макрошлифах оценивают путем сравнения последних с фотоэталонами шкал. ГОСТ 10243-75 позволяет оценить по пятибалльным шкалам центральную пористость, точечную, общую и другие типы неоднородностей, межкристаллитные трещины и др.
Поверхностное травление используется для определения характера ликвации (особенно фосфора и углерода), волокнистого строения и наличия сравнительно крупных выходящих на поверхность дефектов в сварных соединениях: газовых пустот, непроваров, горячих и холодных трещин и др. Образование газовых пустот обусловлено химическими реакциями в жидком металле и газовой фазе, ведущими, например, к образованию окиси углерода или высвобождению водорода. Горячие продольные и поперечные трещины зарождаются на поверхностях раздела между структурными составляющими или в ликвационных участках вследствие разрыва еще жидких междендритных промежутков под действием напряжений, развивающихся при сварке. При правильных технологии сварки и выборе присадочных материалов горячие трещины у низкоуглеродистых и низколегированных сталей практически не образуются. Холодные трещины возникают в результате охрупчивания металла при охлаждении. Они особенно часты в условиях водородного охрупчивания и при наличии значительных остаточных напряжений.
Макроструктурный анализ сварного соединения позволяет выявить структуру в зоне сварного шва и зоне его термического влияния и наряду с механическими испытаниями дает возможность оценить пригодность стали к сварке.
Для оценки химической неоднородности стали по фосфору и сере используют метод отпечатков. Темплеты, тщательно отшлифованные и полированные, обрабатывают реактивами. Например, для выявления ликвации фосфора используют реактивы Гейна (1000 мл Н2O; 53 г NH4Cl: 85 г CuCl2), Обергоффера (100 мл Н2O; 10 мл спирта; 3 мл НCl; 0,2 г CuCl2-2Н2O; 3 г FeCl3; 0,1 г SnCl2) и др. После травления обогащенные фосфором места остаются гладкими, в то время как на обедненных им участках образуется шероховатый слой меди.
Распределение серы определяют методом серного отпечатка по ГОСТ 10 243-75. Отпечатки снимают на бромсеребряную фотобумагу, которая предварительно выдерживается 5-8 мин на свету в 2-5%-ном водном растворе серной кислоты. После легкой просушки фильтровальной бумагой листы фотобумаги плотно прижимают эмульсионной стороной к поверхности макрошлифа и выдерживают 3-15 мин. Сернистые включения в стали (FeS, MnS) реагируют с оставшейся на фотобумаге серной кислотой: MnS(FeS) + H2SO4 >H2S + MnSO4(FeSO4). Сероводород, в свою очередь, воздействует на бромистое серебро фотоэмульсии: H2S + 2AgBr >Ag2S + 2HBr. На фотобумаге участки Ag2S имеют темно-коричневый цвет, что позволяет выявить характер распределения и форму сульфидов. Допустимое количество и характер распределения сернистых включений в стали регламентируются технической документацией.
Макроструктуру металлов изучают также по виду их излома. В этом случае исследуется строение поверхности разрушения, образовавшейся вследствие поломки детали или излома специально изготовленных образцов. Проба на излом позволяет определить некоторые металлургические дефекты, встречающиеся в листовой судокорпусной стали и возникающие в процессе выплавки или горячей обработки давлением: шиферность, расслоение, рыхлость и флокены.
Шиферный излом характерен резко выраженным слоистым строением, напоминающим излом сухого дерева. Причины его появления - дендритная ликвация или повышенная загрязненность металла неметаллическими включениями.
Расслоение и рыхлость могут образоваться вследствие повышенных усадочной или общей пористости исходного слитка. Иногда расслоение листа может быть вызвано крупными скоплениями неметаллических включений.
Шиферность, расслоение и рыхлость вызывают снижение механических свойств металла, особенно пластичности и ударной вязкости.
Флокены - небольшие внутренние трещины, имеющие в продольном изломе вид серебристых овальных пятен. Их появление связано с выделением из раствора водорода при быстром охлаждении стали при температурах 200-20 С. Переходя из атомарной формы в молекулярную, водород создает в металле большие внутренние напряжения, приводящие к трещинам. Флокены встречаются в основном в легированных сталях.
Перечисленные дефекты вскрываются только на волокнистых изломах. Поэтому при проведении пробы на излом сталь для повышения пластичности обязательно подвергают термической обработке (например, термическому улучшению).
Для оценки качества листовой судокорпусной стали по пробе на излом определяют его вид после разрушения при комнатной температуре надрезанных образцов толщиной, равной толщине листа. Остальные размеры образцов приведены ниже:
Толщина листа, мм От 10 до 14 От 14 до 32 От 32 до 60
Длина образца, мм 25020 30020 35020
Ширина образца, мм 605 905 1205
Глубина надреза, мм 205 305 505
Разрушение образца производится нагрузкой, которую прилагают со стороны, противоположной надрезу. После разрушения образцов оценивают долю волокна в изломе, которая для сталей повышенной прочности не должна быть ниже 50- 65 % В.