Методология применения физических и механических способов контроля на примере низкоуглеродистой стали марки 20
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
абразивного материала к другому. Шлифовка считается законченной, когда на шлифе полностью уничтожены видимые простым глазом царапины (риски). Во время шлифовки образца может происходить его значительный разогрев, приводящий к изменению структуры (например, отпуск мартенсита в стальных образцах). Такой дефект уже не может быть исправлен последующей полировкой. Абразивными материалами, используемыми для изготовления металлографических шлифов, являются электрокорунд карбид кремния, стекло, кремень. Эти абразивы наносят на основу (бумагу или ткань), имеющую форму листов или лент различного размера.
Шлифовать образцы можно вручную на неподвижной шкурке и на шлифовальных станках. Ручная шлифовка - медленный и трудоемкий процесс, однако при этом меньше разогреваются образцы, соответственно меньше искажается структура поверхности, а также уменьшается опасность выкрашивания неметаллических и иных возможных включений. Более производительна механическая шлифовка.
Полировка представляет собой конечную ступень в процессе изготовления микрошлифов. Получение зеркальной поверхности шероховатостью примерно Rz 0,05-0,04 мкм, свободной от царапин, является необходимым условием для проведения правильного металлографического анализа. Используемая методика полировки не должна создавать дополнительных искажений строения металла (ямок, взрывов, хвостов), не должна приводить к выкрашиванию неметаллических включений. Перед механической полировкой качество поверхности должно соответствовать поверхности, обработанной абразивом с размером частиц не более 25 мкм. Полировку выполняют на станках и приборах, подобных используемым для шлифовки. Для покрытия полировальных дисков применяют фетр, сукно, высококачественный драп, бархат, различные шелковые ткани и ткани из искусственного волокна. Поверхность дисков смачивают водной суспензией тонкодисперсного (до 1 мкм) абразива. Полировка производится одним или несколькими сортами абразивов, в качестве которых используются окиси алюминия, хрома, магния, железа и алмазные смеси.
При проведении механической полировки неизбежно возникает некоторое искажение поверхностного слоя металла. Это не вызывает осложнений при дальнейшем исследовании, если при последующем травлении слой удаляется, однако в ряде случаев этого достигнуть трудно.
Травление в жидких средах, избирательно растворяющих отдельные участки поверхности микрошлифа, один из наиболее распространенных в практике металлографического анализа методов.
Поверхность металлографического шлифа, покрытую травителем можно рассматривать как гальванический элемент из большого числа соединенных между собой микроскопических электродов. Структурные составляющие металла, имеющие наиболее электроотрицательный электродный потенциал, играют роль микроскопических анодов и растворяются в травителе-электролите, образуя впадины на поверхности шлифа. Структурные составляющие с более положительными электродными потенциалами выполняют роль катодов, оставаясь в первом приближении неизменными. В результате травления образуется система выступов и впадин, характеризующих микроструктуру сплава.
При травлении чистого металла или однофазного сплава границы зерен растворяются интенсивнее, чем поле зерна, образуя углубления, которые при визуальном наблюдении кажутся темными, вследствие рассеивания на них света. Зерна чистых металлов различаются по кристаллографической ориентировке. Вследствие анизотропии растворение зерен в различных сечениях под действием реактива идет неодинаково. Зерна, растравленные более сильно, кажутся более темными, так как отражают меньшую часть падающих на них лучей.
Химическое травление осуществляется путем погружения образца в травящий реактив или протирания образца реактивом с помощью тампона. Во время травления поверхность шлифа у большинства материалов теряет свой блеск, что и свидетельствует о протекании процесса травления. Метод протирания используется в том случае, когда при травлении образуются пленки, препятствующие проведению процесса выявления структуры. Продолжительность травления чаще всего устанавливается опытным путем. После окончания травления производится промывка и сушка образцов. Хранить металлографические шлифы лучше всего в эксикаторах с влагопоглощающими веществами (хлористый кальций, силикогель и др.). Для уменьшения окисления микрошлифов при промывке применяют различные пассивирующие растворы (например, 10-15 г азотнокислого натрия и 3 г углекислого натрия на 1000 см3 воды).[1]
При отражении света от гладкой и чистой поверхности металла оптический контраст весьма мал. Поэтому специальной подготовкой на поверхности шлифа стремятся создать рельеф или тонкие пленки (окислов, продуктов травления).
Рельеф на отражающей поверхности способствует возникновению разности фаз между лучами, отраженными от выступов и от впадин, и рассеянию света (рассеяние наблюдается при величине неровностей, соизмеримых с длиной волны). При полировке и травлении поверхностный рельеф (ступеньки, наклонные поверхности) может меняться.
Контраст в изображении структуры в первую очередь связан с рельефом у границ зерен, наблюдается обычно после травления чистых металлов и однофазных сплавов.
Другим результатом травления может быть образование на структурных составляющих тонких пленок, что приводят к изменению отражательной способности и к появлению окраски на шлифе, которая может быть св?/p>