Назначение микроскопического анализа и приготовление микрошлифов

МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Содержание отчета по работе

Порядок проведения макроскопического анализа

Выявление ликвации серы

Ликвацию серы выявляют способом Баумана, в соответствии с которым макрошлиф после шлифования протирают спиртом и на шлифованную поверхность накладывают лист глянцевой бромосеребряной фотобумаги, предварительно смоченной в 5% водном растворе серной кислоты (H₂SO₄). После фиксирования фотобумаги в гипосульфите натрия присутствие серы в стали проявляется в образовании затемненных зон на фотобумаге, отпечатанной от макрошлифа.

1. Приготовить макрошлифы.

2. Выявить характер общей ликвации примесей и направление волокон.

3. Зарисовать и описать характер общей ликвации и полосчатого строения выданных образцов, а также определить технологию их изготовления или упрочнения.

1. Краткие сведения из теории макроскопического анализа.

2. Рисунки изломов - вязкого, хрупкого и усталостного.

3. Рисунки характера общей ликвации и направления волокон, вызванных обработкой металла.

4. Рисунки характера ликвации серы, выявленной по способу Баумана.

Микроструктура - это строение металлов и сплавов, наблюдаемое с помощью металлографического микроскопа при увеличении от 50 до 2000 раз. Она выявляется при помощи микроскопического анализа.

Микроскопический анализ металлов и сплавов применяют при выявлении формы, размера и взаимного расположения фаз, зернистого строения, структурных составляющих, неметаллических включений (сульфидов, окислов и др.), а также микротрещин, микропор и других дефектов.

Образцы, называемые микрошлифами, с подготовленной для исследования поверхностью рассматривают при помощи металлографического микроскопа. Чаще всего образцы имеют цилиндрическую (диаметром 12 мм и высотой 10 мм) или прямоугольную (с площадью основания 12х12 мм и высотой 10 мм) форму. Риски, царапины и другие неровности на поверхности шлифа удаляются шлифованием на шлифовальной бумаге.

При шлифовании постепенно переходят от шлифовальной бумаги с крупным зерном на бумагу с более мелким зерном, меняя при этом направление шлифования на 90⁰. Шлифование ведут до полного исчезновения рисок от предыдущей более грубой наждачной бумаги.

После полного удаления рисок шлифованный образец подвергается полированию на фетре, смоченном водой или взвесью окиси хрома в воде, до получения зеркальной поверхности.

С помощью металлографического микроскопа (рис. Рис. 6) на зеркальной поверхности можно наблюдать только дефекты (оставшиеся риски от наждачной бумаги или фетра, микротрещины, микропоры) и неметаллические включения (сульфиды, окислы, графит в сером и ковком чугуне), которые отличаются от светлого фона полированного образца различной окраской (рис. Рис. 7).

б

а

Рис. 7. Вид нетравленого микрошлифа под микроскопом: а – после литья; б – после обработки давлением (прокатки). 1 – сульфиды; 2 - окислы; 3 - карбиды

По зеркальной поверхности шлифа судить о микроструктуре и строении исследуемого металла или сплава нельзя.

Для выявления микроструктуры полированную поверхность образца подвергают травлению в растворах кислот, щелочей или солей. При травлении неоднородные участки структуры металла однофазного сплава или границы зерен приобретают некоторый рельеф. Это меняет их отражательную способность, что позволяет им становятся видимыми в отраженном свете под микроскопом (рис. Рис. 8). Признаком протравливания является потускнение поверхности микрошлифа.

Рис. 8. Микроструктура чистого металла или однофазного сплава  

Сущность процесса выявления структуры травлением заключается в различной степени растворения или окрашивания отдельных фаз, или структурных составляющих зерен чистых металлов или твердых растворов и химических соединений при изменении их отражательной способности направленного светового пучка (рис. Рис. 9).

Рис. 9. Микроструктура двухфазного сплава  

При освещении микрошлифа слаботравленные участки, незначительно поменявшие рельеф, отразят больше лучей света, которые попадают в поле зрения наблюдателя. Эти участки будут казаться светлыми. Участки микрошлифа, протравившиеся сильнее приобретают сильно измененный рельеф, отразят вследствие рассеивания света меньше его лучей, которые попадают в поле зрения наблюдателя. Они будут казаться темными (рис. Рис. 10). Таким образом, на разнице в состоянии поверхности и количестве отраженных лучей и основано выявление структуры сплавов.

Границы зерен металла травятся сильнее самих зерен с образованием углублений, потому что эти места обогащены примесями. Вследствие полного рассеивания света в местах углублений наблюдатель не получает информации от них и границы зерен кажутся темными (рис. Рис. 11).

Рис. 10. Схема, поясняющая причину различной степени окраски зерен металла под микроскопом. а – падающий пучок света; б – отраженный пучок света.  

Рис. 11. Схема, поясняющая «видимость» границ зерен под микроскопом а – падающий пучок света; б – отраженный пучок света.    

Дата добавления: 2014-10-31