Основні відомості про макробудову

Устаткування, інструменти, матеріали

Макроаналіз металів і сплавів

Лабораторна робота №1

ЗАГАЛЬНІ ПРАВИЛА З ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

1. Ознайомлюйтеся з інструкцією з техніки безпеки перед кожною лабораторною роботою.

2. Не вмикайте механізми без дозволу викладача.

3. Не торкайтесь рухомих частин руками, одягом та іншими предметами.

4. Забороняється залишати ввімкнені печі, верстати та прилади без нагляду.

5. Після досліджень вимкніть механізми з мережі електричного струму.

6. Обережно працюйте з хімреактивами.

Мета роботи: вивчити методику виявлення макроструктур та вад у металевих виробах; набути навичок у процесі проведення макроаналізу зломів і макрошліфів вилитих, деформованих, термічно оброблених виробів із різних металів та сплавів.

Бінокулярний мікроскоп, лупа (збільшення до 30 разів), реактиви для виявлення макроструктури сталі, спирт, шліфувальний і фільтрувальний папір, зразки зломів виробів, зразки макрошліфів чорних та кольорових металів, плакати із зображенням характерних макроструктур.

Металографія — це вчення про макро- і мікроструктуру. Основним завданням металографічного аналізу є дослідження структури та вад металу.

Метод дослідження структури металів і сплавів на порівняно великих зразках неозброєним оком або за незначного (до 30-ти разів) збільшення називається макроскопічним. Зразки, на яких проводять макроаналіз, називаються макрошліфами, а будова металів, що вивчається за допомогою мікроаналізу, називається макроструктурою. Макроаналіз виконують на поверхні виробу, на зломах металу та на макрошліфах. Дослідження злому найпростіше і найдоступніше, але воно дає лише поверхові відомості про структуру металу. В зломі виявляють внутрішні дефекти, розмір та характер розміщення зерен, пластичні властивості зразка. Від макроструктури залежать технологічні й експлуатаційні властивості напівфабрикатів та виробів. Метод дослідження макробудови широко використовують для наукового дослідження і заводського контролю сплавів.

Методами макроаналізу визначають:

- вид злому — в'язкий, крихкий, утомний, змішаний;

- причину злому — втомленість, корозія та ін.;

- порушення суцільності металу — усадочні раковини, флокени в сталі, тріщини, вади зварювання, шлакові включення, рихлість, свищі, пустоти, пористість, бульбашки, плівки тощо;

- дендритну будову, розмір дендритів, їх розміщення за перерізом та висотою;

- форму зварних швів, наявність у них вад, довжину та форму зони термічного виливу;

- хімічну неоднорідність (ліквацію) складу металу у виливку та грубі включення;

- волокнисту структуру деформованого металу;

- розміщення волокон у композитному матеріалі;

- структурну неоднорідність після термічної, термомеханічної та хіміко-термічної обробки;

- глибину шару гартування, насичення поверхневого шару виробів вуглецем;

- наявність прессутяжин, ділянок нерівномірної деформації в процесі пресування та ін.

Макроаналіз злому (фрактографія) дозволяє визначити стан чавуну. Білі чавуни мають сріблястий світлий злом, а сірі, ковкі та високоміцні — злом темно-сірого кольору (через присутність графіту). Половинчастий чавун визначається наявністю світлих ділянок на загальному фоні темно-сірого злому. За характером руйнування злом може бути крихким, в'язким або змішаним. Крихкий злом кристалічний, блискучий, а в'язкий має матовий, волокнистий вигляд. Для підтвердження характеру злому виконують його мікроаналіз. При цьому в'язкий злом має ямкову будову, а крихкий — рівчакове чи міжзернове, з гладкими поверхнями. Вивчення злому дозволяє встановити причину руйнування деталі. Специфічний злом утворюється при втомному руйнуванні. Цей злом складається із двох зон — втомної та зони крихкого долому. За характером окислення частини злому можна встановити давність його виникнення. За допомогою зломів добре виявляються також вади несуцільності: флокени, бульбашки, неметалічні включення.

Макроаналіз на шліфах виконують для вивчення внутрішньої будови виробів. Для макроаналізу із виробів у потрібному місці й напрямі вирізають зразок (темплет), обробляють його на фрезерному або токарному верстаті на площину. Далі зразок шліфують спочатку грубим, а потім дрібнішим наждачним папером. Тоді зразок обробляють спиртом або ацетоном і піддають травленню.

Для виявлення волокнистої будови сталі використовують розчин: Н₂SO₄ - 60 см³, K₂Cr₂O₇ - 25 г, води - 500 см³. Глибоке травлення сталі для виявлення пористості виконують у розчині: HCl - 500 см³, HrSО₄ - 70 см³, води - 200 см³. Проба на сірку в сталі, за Бауманом: бромосрібний папір, змочений 5- процентним водним розчином H₂SO₄, накладається на поверхню макрошліфа на 3 хв., потім папір промивають у воді та фіксують у гіпосульфіті. Поява темних плям на папері вказує місця скупчення сульфідів.

Для травлення алюмінієвих сплавів використовують 10-15%-процентний водний розчин NaOH з наступним промиванням у воді та освітленням в 30%-процентному водному розчині НNО₃.

Мідні сплави обробляють у розчині: FеСl₃ - 10 г, НСl - 30 мл, води - 120 мл.

Травлення макрошліфів проводять у витяжній шафі, зразки беруть спеціальними кліщами або в гумових рукавицях. Невеликі за розміром зразки можна змочувати ватним тампоном. Макроструктуру зломів та шліфів фотографують у натуральну величину або при зміні розмірів.

Представлені для розгляду групи зразків:

Дата добавления: 2014-12-24