Практическая работа №1

Тема

Исследование строения металлов

Цель работы

Ознакомиться с методами исследования строения металлов.

Выполнение работы

а) Макроскопический анализ

Макроструктурой называют строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении (до 10—30 раз) с помощью лупы. Макроструктуру можно исследовать непосредственно на поверхности металла (например, отливок, поковок), в изломе или на макрошлифе.

Излом. Наиболее простым методом выявления строения металла является изучение излома. В отличие от аморфного тела металлы имеют зернистый (кристаллический) излом (рис. 1, а). В большинстве случаев, чем мельче зерно в изломе, тем выше механические свойства металла. По излому можно судить о размере зерна, особенностях литья и термической обработки, а также выявить отдельные дефекты.

Рис. 1. Макроструктура:

а) — излом слитка сурьмы; б) — макроструктура сварного соединения

Макрошлифом называют поверхность образца (детали), подготовленную для исследования макроструктуры. Образцы, называемые темплетами, вырезают из крупных заготовок (слитков, проката), а мелкие и средних размеров детали разрезают в определенном месте и в определенной плоскости. Поверхность образца (детали) шлифуют и подвергают травлению кислотами или специальными реактивами, что позволяет выявить, например, дефекты, нарушающие сплошность металла (пузыри, трещины, раковины и др.), неоднородность строения, созданную обработкой давлением (полосчатость), строение литого металла, сварного соединения (рис.1, б) и др.

б) Микроскопический анализ

Микроскопический анализ (микроанализ) применяют для определения формы и размеров зерен, из которых состоит металл или сплав; обнаружения изменений внутреннего строения сплава, происходящих под влиянием различных режимов обработки; выявления микропороков металла — микротрещин, раковин и т. п.; обнаружения неметаллических включений — сульфидов, оксидов и др.

Подготовленная для исследования под микроскопом поверхность образца называется микрошлифом.

Для микроанализа из исследуемого материала вырезают образец, поверхность его подвергают шлифованию, полированию, травлению и затем рассматривают в металлографический микроскоп.

Шлифование поверхности вручную или на специальных шлифовальных станках начинают на шкурке с наиболее крупным абразивным зерном, затем постепенно переходят к шлифованию на шкурке с более мелким абразивным зерном, после чего поверхность образца полируют.

Рис. 2. Схема, поясняющая видимость границ зерен под микроскопом (а), и микро структура металла с ясным очертанием границ зерен (б).

Полирование проводят на специальном полировальном станке на вращающемся круге, обтянутом сукном, смачиваемым полировальной жидкостью — водой со взвешенными в ней частицами окиси хрома или алюминия.

Обрабатываемая поверхность образца получается блестяще зеркальной. Но полученная поверхность не позволяет судить о строении металла (сплава); только неметаллические включения и микродефекты выявляются на светлом фоне полированной поверхности образца.

Для выявления микроструктуры полированную поверхность образца подвергают травлению, т.е. ............