Цель работы: ознакомление с макроскопическим анализом, изучение характерных макроструктур.. Лабораторная работа 1 макроскопический анализ металлов
 Скачать 233.12 Kb.
|
|
Лабораторная работа 1 МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОВ Цель работы: ознакомление с макроскопическим анализом, изучение характерных макроструктур. Содержание работы Студенту выдаются готовые протравленные макрошлифы. Он изучает их, определяет методы травления, зарисовывает микроструктуры с пояснениями. Теоретические сведения Макроструктурой называется строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении до 10-30 раз с помощью лупы. Макроструктура исследуется непосредственно на поверхности изделия, на изломе или на специально подготовленном образце (темплете), который называется макрошлифом. Макрошлиф получают после шлифования и последующего травления поверхности специальными реактивами. Макроанализ применяется для выявления дендритного строения литых деталей, газовых пузырей, пустот, трещин, шлаковых включений, структурной неоднородности, качества сварных соединений, ликвации серы и фосфора, расположения волокон в поковках, штамповках и т.д. Порядок приготовления макрошлифов 1. Вырезка образца в определенном месте детали в зависимости от цели проводимых исследований, обработка исследуемой поверхности вручную или на металлорежущем станке. 2. Последовательное шлифование на шлифовальных бумагах с постепенно уменьшающимся размером зерен абразива. 3. Промывка, обезжиривание спиртом, травление, промывка и просушка. Методы травления. Выявление ликвации серы. Для выявления в стали ликвации серы применяют метод Баумана. Макрошлиф протирают ватой, смоченной в спирте. На поверхность макрошлифа накладывают лист фотобумаги, вымоченной в течение 5-10 мин в водном растворе с массовой долей серной кислоты 5 %, проглаживают резиновым валиком для удаления излишков раствора и пузырьков газа, выдерживают 2-3 мин и осторожно снимают. Отпечаток промывают в воде, фиксируют в растворе с массовой долей гипосульфита 25 %, снова промывают и высушивают. Коричневые пятна на фотобумаге соответствуют участкам поверхности шлифа, обогащенным серой. Фотобумага окрашивается в результате взаимодействии серной кислоты и MnS: MnS + H 2 SO 4 = MnSO 4 + H 2 S. Сероводород действует на бромистое серебро эмульсионного слоя и при этом образуется сернистое серебро, имеющее темно-коричневый цвет: 2AgBr + H 2 S = Ag 2 S + 2HBr. Выявление ликвации фосфора. Поверхность образца протирают ватой, смоченной спиртом; образец погружают на 1-2 мин в раствор состава: 85 г хлористой меди, 53 г хлористого аммония в 1000 см 3 воды. В результате обменной реакции железа с раствором на поверхности образца осаждается слой меди. Образец вынимают из реактива, протирают ватой под струей воды для удаления слоя меди, и просушивают. Более темные участки на поверхности макрошлифа обогащены фосфором. На светлых участках содержание фосфора меньше. Выявление строения литой стали. Дендритное строение литой стали выявляют травлением в водном растворе с массовой долей персульфата аммония 15 %, предварительно подогретом до 80-90 ºС. Образец погружают в горячий раствор на 10-15 мин, затем промывают водой и просушивают. Выявление волокнистого строения стали. Для выявления волокнистости применяют реактив и методику для выявления ликвации фосфора, описанные выше. Выявление структуры сварного шва на углеродистых сталях. Для выявления структуры сварного шва на углеродистых сталях применяют спиртовой раствор с массовой долей азотной кислоты 4 %. Макрошлиф травят, протирая ватным тампоном, смоченным в реактиве, или погружая в реактив с последующей промывкой в воде и сушкой. Продолжительность травления до тридцати минут. Выявление ликвации углерода или глубины закаленного слоя. Для выявления ликвации углерода или глубины закаленного слоя применяют реактив Гейне, содержащий 35 г CuCl 2 и 53 г NH 4 Cl в 1000 см 3 воды. Образец погружают в реактив. В результате обменной реакции поверхность покрывается слоем меди. На участках обогащенных углеродом, закаленных или имеющих дефекты (поры, раковины, трещины и т.п.), медь выделяется менее интенсивно и не защищает поверхность от травления хлористым аммонием. Эти участки окрашиваются в темный цвет. Таким реактивом можно выявлять также структуру сварного шва и зоны термического воздействия. Выявление дефектов, нарушающих сплошность металла. Для выявления дефектов на изделиях из углеродистых и низколегированных сталей нужен реактив, состоящий из 4-10 см 3 азотной кислоты и 90-96 см 3 воды. Травитель применяют в холодном состоянии. Продолжительность травления до 30 мин. Макрошлиф погружают в раствор или протирают его поверхность ватным тампоном, смоченном в реактиве, промывают и сушат. Для более контрастного выявления структуры полезна тонкая шлифовка или полировка. Содержание отчета 1. Описание методики выявления структуры макрошлифа. Контрольные вопросы 1. Что называется макроструктурой? 2. Что представляет собой макрошлиф? 2. Что можно выявить на отполированном, но не протравленном макрошлифе? 3. С какой целью макрошлиф подвергают травлению? 4. Может ли макрошлиф помочь определить причину брака, допущенного при изготовлении детали? 5. Что дает изучение макрошлифа? 6. Можно ли по виду макроструктуры определить, какой обработке подвергся исследуемый образец? 7. Можно ли исследовать макроструктуру массивной детали без ее разрушения? 8. Основные этапы подготовки макрошлифа? 9. Что можно определить по виду излома? |