Микроанализ металлов и сплавов
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
Микроанализ металлов и сплавов
Введение
Микроскопический анализ заключается в исследовании структуры металлов с помощью микроскопа. Наблюдаемая в микроскоп структура называется микроструктурой. При помощи микроанализа изучают фазовый состав и структурные составляющие металла или сплава; размер, форму и ориентировку зерен; наличие дефектов, снижающих качество металла (включения, микротрещины и др.).
Результатом микроанализа является заключение о характере обработки материала, о соответствии структуры техническим условиям, нарушении технологии и т.п.
Микроанализ включает две операции: приготовление микрошлифа и изучение его микроструктуры.
1. Приготовление микрошлифа
Микрошлиф представляет собой образец, вырезанный из готовой детали, заготовки или инструмента, специально подготовленный для исследования микроструктуры. Приготовление микрошлифа включает ряд операций.
Шлифование. Исследуемую поверхность шлифуют (на специальном станке или вручную) наждачной бумагой разной зернистости. Последовательно переходят от крупного зерна (№ 100 - 180) к обработке бумагой с мелким зерном (№ 220 - 320). При переходе от одного номера к другому направление шлифования изменяют на 90 градусов. Шлифование каждый раз ведут до тех пор, пока не исчезнут риски от предыдущей обработки. После шлифования поверхность промывают водой и сушат фильтровальной бумагой.
Полирование. Механическое полирование проводят на вращающемся круге, обтянутом фетром или тонким сукном. В качестве абразива применяют водные суспензии окиси хрома или алюминия или специальные полировальные пасты. Обработку ведут до зеркального блеска.
Отполированный образец промывают водой, сушат фильтровальной бумагой и протирают ваткой, смоченной этиловым спиртом (обезжиривают). Полированный шлиф под микроскопом имеет вид светлого круга (микроструктура не видна). На таком фоне хорошо видны только неметаллические включения (оксиды, нитриды, сульфиды, графит в чугуне и т. п.), так как они по своим оптическим свойствам отличаются от металлов.
Травление. Цель травления - выявить микроструктуру металла. Погружают полированную поверхность в реактив (травитель) на 3 - 8 секунд. В результате химического и электрохимического взаимодействия реактива с металлом (сплавом) на поверхности шлифа появляется микрорельеф, повторяющий структуру металла. Так, например, на границах зерен металл интенсивнее переходит в раствор, и на их месте появляется впадина. Свет на этих участках рассеивается, не попадает в объектив, и контур зерен становится видимым в микроскоп (рисунок 1.1).
а б
Рисунок 1.1 - Схема отражения светового луча: от полированной поверхности (а); от протравленной поверхности (б)
После травления шлиф промывают сильной струей воды, сушат фильтровальной бумагой.
. Краткое описание металлографического микроскопа
Металлографические микроскопы в вертикальном или горизонтальном исполнении (МИМ-7, МИМ-8, ММУ3 и др.) работают на принципе отражения светового луча от исследуемой поверхности. Все они состоят из трех систем.
Оптическая система. Она включает объектив, окуляр и ряд вспомогательных оптических элементов (призмы, зеркала и др.), основное назначение которых - изменять ход светового луча. Объектив - это система линз в оправке, обращенная к исследуемому объекту (микрошлифу). Объективы - сменные, они могут увеличивать изображение от 9 до 95 раз. Окуляр представляет собой систему линз в оправке, обращенную к глазу наблюдателя. Окуляры увеличивают изображение от 7 до 20 раз. Общее линейное увеличение микроскопа можно принять равным произведению увеличений объектива и окуляра. Для определения увеличения микроскопа пользуются специальными таблицами, прилагаемыми к приборам.
Осветительная система. Источником освещения является лампа накаливания, которая питается от сети переменного тока через понижающий трансформатор.
Механическая система. В механическую систему входят корпус, предметный столик, способный перемещаться в двух перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости и в вертикальном направлении, макро- и микровинт и др.
3. Работа с микроскопом
Общее руководство к работе с микроскопом дано для МИМ-7 (рисунок 1.2).
а б
Рисунок 1.2 - Металлографический исследовательский микроскоп МИМ-7. а - схема хода световых лучей: 1 - лампа; 2 - коллектор; 3, 18 - зеркала; 4 - светофильтр; 5 - апертурная диафрагма; 6 - линза; 7 - фотозатвор; 8 - полевая диафрагма; 9 - пентапризма; 10 - линза; 11 - отражательная пластинка; 12 - объектив; 13 - предметный столик ; 14 - линза; 15 - фотоокуляр; 16 - зеркало; 17 - матовая пластинка; 18 - призма; 19 - окуляр; 20 - анализатор; 21 - поляризатор; 22 - диафрагма; б - общий вид: 1 - предметный столик; 2 - винты для перемещения предметного столика; 3 - макровинт; 4 - микровинт; 5 - окуляр; 6 - объектив.
Микроскоп является точным прибором, требующим самого аккуратного и осторожного обращения. Прежде чем приступить к работе, необходимо ознакомиться с устройством микроскопа и порядком работы с ним:
)Посмотреть, какие линзы (объектив и окуляр) стоят на микроскопе, по таблице определить увеличение микроскопа.
)Винтами 2 сцентрировать предметный столик 1 микр?/p>