ответы на материаловедение 2 семестр. матвед экзамен. 1. Типы межатомных связей и их влияние на свойства материалов
 Скачать 4.93 Mb.
|
|
Микроскопический анализ (микроанализ) заключается в изучении строения металлов и сплавов с помощью металлографического микроскопа. Этот метод широко используется в исследовательских работах, а также для контроля качества металлов и сплавов в промышленности. Это объясняется тем, что между структурой металлов и сплавов и их свойствами, прежде всего механическими, существует тесная связь. Например, прочностные свойства металлов зависят от размера зерен и они тем выше, чем меньше размер зерна. Такая же зависимость наблюдается и для сплавов. Сплав это сложное вещество, получаемое сплавлением простых веществ. В отличие от металлов сплавы имеют более сложное строение. Напомним, что простые вещества это вещества, состоящие из атомов одного вида. Эти простые вещества, входящие в состав сплава, называют компонентами. В свою очередь компоненты сплава взаимодействуют друг с другом и образуют одну или несколько фаз сплава. Фазой называют однородную часть сплава, имеющую характерные для неё химический состав, кристаллическую решетку и свойства, а также границу (поверхность раздела), отделяющую её от других фаз сплава. Структура – строение сплава, видимое в микроскоп. Изучить при увеличении 200х и зарисовать структуру чистой сурьмы. Объяснить, каким образом микроанализ позволяет обнаружить границы зерен в металле. Указать, в результате какого явления зерна одного и того же металла кажутся в микроскоп неодинаково окрашенными.  Границы зерен выглядят темными линиями по контуру зерен. В «чистом» металле всегда присутствуют примеси. Примеси, как правило, растворяются в жидком металле (например, сурьме) гораздо больше, чем в твердом. Поэтому в процессе затвердевания из жидкости центры кристаллизации металла растут и оттесняют примеси в жидкость. Таким образом, к концу кристаллизации примеси концентрируются по границам зерен «чистого» металла. В результате травления границы зёрен, обогащенные примесью, и сами зерна растворяются в реактиве с разной скоростью. В результате на границе образуются впадины или выступы. Первые поглощают свет, а выступы отбрасывают тень. Поэтому границы зёрен выделяются на микрошлифах виде тёмных линий. Кроме того, сами зерна также травятся неодинаково (с разной скоростью). Это является следствием анизотропии свойств – неодинаковости свойств по разным плоскостям и направлениям кристаллической решетки. Зерна ориентированы своими кристаллографическими плоскостями по отношению к плоскости микрошлифа произвольным образом, поэтому они протравливаются на разную глубину, и возникает характерный микрорельеф. Это создает дополнительный световой контраст, позволяющий отличить одно зерно от другого. В то же время из-за анизотропии оптических свойств каждое зерно неодинаково отражает свет (с разной интенсивностью). Поэтому каждое зерно имеет различную яркость окраски. Изучить при увеличении 200х и зарисовать структуру: а) чистой меди; б) латуни с содержанием 30% цинка после прокатки и отжига. Объяснить, почему структура чистого металла (меди) и выбранного в задаче двухкомпонентного сплава (латуни) не отличаются принципиально при просмотре в микроскоп. Какой способ анализа позволяет различить эти металлы?   Это связано с тем, что однофазная латунь представляет собой твердый раствор замещения, в кристаллической решетке которого часть атомов меди замещается атомами цинка (до 40% при 20°C). Поэтому латунь имеет такую же кристаллическую решетку, как и медь. Следовательно, данная латунь, как и медь, представляет собой однофазную структуру. Поэтому микроанализом отличить медь от латуни затруднительно (это можно сделать с помощью химического анализа или макроанализом их цвета). |