Макроскопический исследование металлов и сплавов
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Казахский Национальный Университет имени аль-Фараби
Дисциплина: Материаловедение.
На тему: Макроскопический анализ металлов и сплавов.
Алматы 2010
МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Макроскопический анализ заключается в изучении строения металла путем просмотра его излома или специально подготовленной поверхности (макрошлифа) невооруженным глазом или при небольших увеличениях - до 30 раз.
Строение металла, выявленное таким способом, называется макроструктурой.
При макроанализе одновременно изучается сравнительно большая поверхность и получается информация об общем строении металл, о наличии в нем различных дефектов.
С помощью макроанализа можно выявить:
- нарушение сплошности металла, то есть усадочную рыхлость, газовые пузыри, пустоты, трещины;
- химическую неоднородность в распределении некоторых элементов, например ликвацию серы и фосфора;
- неоднородность строения сплава после горячей обработки давлением, например, фигуры течения металла, полосчатость и др.;
- макростроение сварного шва: число слоев шва, зону термического влияния, наличие пор, трещин, непровара и наличие других дефектов;
- вид излома, по которому можно установить характер разрушения образца или детали.
- Таким образом, с помощью макроанализа можно определить способ производства изделия (литье, обработка давлением, сварка), а также характер термической и химико-термической обработки (глубину прокаливаемости, глубину цементации и др.).
- Макроисследование чаще всего проводят на предварительно подготовленной поверхности. Для этого ее тщательно шлифуют и травят специальными реактивами.
- Подготовленный таким образом образец называется макрошлифом.
- Выявление макроструктуры изделия
- На рис.1 показана макроструктура двух болтов, полученных из различных заготовок. На рис.1а показана макроструктура болта, полученного горячей штамповкой, а на рис.1б макроструктура болта, полученного путем механической обработки проката.
- Рис.1. Макроструктура болта, полученного горячей штамповкой (а) и точением из проката (б)
- Из рис.1а видно, что макроструктура болта имеет так называемую полосчатую структуру, состоящую из чередующихся ферритных и перлитных полос, расположенных в направлении течения металла при горячей его обработки. Полосчатая структура приводит к анизотропии свойств, т.е. механические свойства металла, например, ударная вязкость, предел прочности и др. оказываются выше вдоль волокон и ниже поперек. Это свойство полосчатой структуры широко используют в промышленности для изготовления тяжело нагруженных деталей, таких, например, как коленчатые валы, крышки гидроцилиндров, валы с фланцами, шатуны, клапаны, паровые котлы и др.
- Из рис.1б видно, что этот болт получен путем резания из проката, так как "волокна" структуры разрезаны. Болт с такой макроструктурой имеет меньшую прочность на разрыв по сравнению с первым. Опасность его разрушения в процессе эксплуатации будет выше, чем у болта с "правильной" макроструктурой.
- Для выявления полосчатой макроструктуры макрошлиф травят реактивом, состоящим из 85 г хлористой меди CuCl2, 53 г хлористого аммония NH4Cl и 1000 мл воды. При погружении макрошлифа в реактив на 30...60 с происходит реакция, при которой железо вытесняет медь из раствора и она оседает на ферритных участках (полосах) макрошлифа. После выдержки макрошлифа в реактиве образовавшийся на поверхности образца медный налет снимают ватой под струей воды и сушат образец фильтровальной бумагой для предотвращения окисления на воздухе.. Обычно после этого полосчатость структуры выявляется достаточно четко.
- Определение глубины цементованного слоя
- Для определения глубины цементованного слоя образец (свидетель) закаливают и ломают. Цементованный и закаленный слой имеет более мелкое зерно и на изломе отличается матовым, фарфоровидным изломом. По толщине этого слоя и судят о глубине цементации.
- Более точно глубину слоя можно определить путем изготовления макрошлифа (перпендикулярно оси образца) и травления его составом: 2 г CuCl2 и 1 мл HCl на 100 мл спирта в течение 1...2 мин. Мягкая нецементованная сердцевина покроется красноватым налетом меди вследствие вытеснения ее железом из реактива, тогда как цементованный слой (не содержащий зерен железа) останется нетронутым.
- Следует отметить, что макроанализ, как правило, всегда предшествует микроанализу металлов и сплавов и чаще всего является составной частью общего металлографического анализа.
- МИКРОСТРУКТУРНЫИ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
- металл макроскопический микроструктурный
- Под микроскопическим методом исследования металла понимают его изучение с помощью металлографических микроскопов на специально подготовленных плоских образцах - микрошлифах. Внутреннее строение металла, изучаемое при помощи микроскопа называется микроструктурой. Увеличение при микроанализе выбирается в зависимости от от цели исследования и изучаемой структуры. Максимальное увеличение обычных оптических микроскопов достигает 1500 раз. Однако при обычных исследованиях нормальных структур углеродистых и цветных сплавов достаточно увеличения от 90 до 600 ра