Материаловедение защита лаб 3 Что такое структура металла
 Скачать 17.26 Kb.
|
|
Материаловедение защита лаб 3 1. Что такое «структура металла»? Как ее классифицируют? Структура металла - собирательное название характеристик макроструктуры, микроструктуры, субструктуры и строения кристаллической решётки. В зависимости от концентрации компонентов, свинцово-сурьмянистые сплавы делятся на три группы: эвтектический сплав, доэвтектические и заэв-тектические сплавы. 2. Какие методы изучения строения металлов вам известны? Внутреннее строение, или структуру, металлов и их дефекты изучают с помощью макроструктурного, микроструктурного, магнитного, люминесцентного, ультразвукового, рентгеновского и γ-дефектоскопического методов анализа. Макроструктурный анализ используют для выявления формы и расположения зерен в литом металле, направления волокон в поковках и штамповках, местонахождения, размеров и форм нарушения сплошности, дефектов сварки, оценки толщины поверхностного слоя в изделиях, подвергнутых специальной поверхностной обработке, и др. Микроструктурный анализ — это исследование структуры металлов и сплавов с помощью микроскопов с увеличением от 1500 до 100000. В последнее время для исследования структуры и свойств металлов широко применяются методы фрактографии, позволяющие исследовать строение изломов. Магнитный метод (магнитная дефектоскопия) применяется для выявления трещин, волосовин, раковин и других дефектов, находящихся на поверхности (или близко около нее) изделий из ферромагнитных материалов. Люминесцентный метод (люминесцентная дефектоскопия) используется для выявления поверхностных дефектов изделий (микротрещин). С помощью ультразвукового метода (ультразвуковая дефектоскопия) выявляют дефекты, расположенные глубоко в толще металла. Рентгеновский метод (рентгеновская дефектоскопия) применяется для контроля литых, кованых и штампованных деталей, а также сварных соединений. 3. Каким методом можно оценить а) тип кристаллической решетки, б) плотность дислокаций, в) форму и размер зерна, г) взаимное расположение фазовых составляющих, д) особенности поверхности излома разрушенного образца? А) Микроструктурный анализ Б) Определение по фигурам травления В) Макроструктурный анализ Г) Рентгеновский метод Д) Люминесцентный метод 4. Каково назначение рентгеноструктурного анализа? На чем основан принцип рентгеноструктурного анализа? Какие лучи используют рентгеновские аппараты? Рентгеноструктурный анализ. Любой кристалл имеет трёхмерную упорядоченную структуру атомов. Если рассматривать кристалл под разными углами, то в нём можно выделить множество плоскостей с характерным правильным расположением атомов. Рентгеновское излучение имеет длину волны, сравнимую с расстояниями между атомами в веществе. Поэтому при отражении рентгеновских лучей от кристалла образуется дифракционная картина, характерная для конкретного изучаемого образца. Поворачивая кристалл и изучая лучи, отражаемые от разных плоскостей, можно судить о структуре образца и распределении в нём атомов. Используют рентгеновские лучи. 5. Каково назначение электронографического анализа? На чем основан принцип электронографического анализа? Какие лучи используют в электронных микроскопах? Какие используют образцы? Какое увеличение дает а) оптический и б) электронный микроскоп? При выполнении некоторых условий, пропуская пучок электронов через материал, можно зафиксировать дифракционную картину, соответствующую структуре материала. Поэтому процесс дифракции электронов получил широкое применение в аналитических исследованиях различных материалов. Методы изучения строения вещества, основанные на рассеянии ускоренных электронов, на исследуемом образце иногда называют электронографией. Электронография схожа с рентгеноструктурным анализом и нейтронографией. Используется пучок электронов, ускоренных до больших энергий в условиях глубокого вакуума. Для электронографического анализа берут каплю взвеси порошка в спирте (или в воде) и наносят ее на сеточку (диафрагму) с пленкой-подложкой. А) 1500-2000 Б) до 1000000 раз 6. Какова разрешающая способность оптического микроскопа? Чем она ограничена? Разрешающей способностью называют способность прибора отобразить раздельно два мелких максимально близко расположенных объекта. Разрешающая способность световых микроскопов ограничена волновой природой света и явлениями дифракции видимого света на частицах, размеры которых соизмеримы с длиной волны. Максимальная разрешающая способность светового микроскопа 0 2 мкм. 7. Опишите кратко принцип работы на оптическом микроскопе. Объективом (к объекту) называют линзу или систему линз с очень коротким фокусом, что обеспечивает большое увеличение. Полученное изображение рассматривается глазом в окуляр (око) , который является более длиннофокусной линзой (или системой) , что позволяет обеспечить нормальное зрительное восприятие. Между линзами находится металлический корпус тубус, в котором предусмотрено перемещение линз для получения четкого изображения участка предмета (или всего небольшого объекта). Увеличение определяется произведением увеличений каждой из систем. Оно ограничено по величине для оптического микроскопа полуторами тысяч раз. Иначе размер линзы объектива будет таким, что появится явление дифракции -приходится заменять оптические системы на электронные (электронный микроскоп) для получения больших увеличений. 8. Поясните принцип выбора участка металлоконструкции для вырезки заготовки под образец. Как осуществляют вырезку? Следует учитывать, что микроструктурный анализ предполагает изучение под микроскопом определенного сечения металла. Для обеспечения этого условия выбирают участок для изучения, вырезают образец металла таким образом, чтобы в разрез попало нужное сечение. Размеры образцов зависят от изучаемых объектов и в значительной мере - от целей и задач исследования. Резка образцов производится на токарных станках или ножовкой, если изучаемый металл имеет низкую твердость, если предстоит изучение закаленных сталей, то резку образцов осуществляют анодно-механическим способом или бакелитовыми кругами с обильным охлаждением водой. 9. Как готовят образец для металлографического анализа? Зачем перед шлифовкой его заливают в оправку или зажимают в струбцину? 10. Как производят шлифовку образца? 11. Как и зачем образец полируют? Вырезка образца для микрошлифа производится ножовкой, фрезой, резцом, а при повышенной твердости – абразивными кругами, не допуская разогрева металла. Получение плоской поверхности достигается спиливанием напильником или заточкой на абразивном круге с периодическим охлаждением, чтобы не было перегрева. Плоскость образца шлифуют вручную или на шлифовальных станках с вращающимися кругами, на которые натягивается шлифовальная бумага. После удаления рисок при шлифовании на бумаге с самым мелким зерном производят полирование поверхности до зеркального блеска. Полировать можно механическим или электрохимическим методом. Если образец представляет собой тонкую пластинку или лист, его зажимают в струбцину. Если же образец имеет небольшие размеры и неправильную форму, его заливают в цилиндрической обойме бакелитом, эпоксидной смолой, органическим стеклом, или легкоплавким сплавом. 12. Как и зачем производят травление образца? По зеркальной поверхности образца, полученной после полирования, нельзя судить о строении сплава. Только неметаллические включения (сульфиды, оксиды, графит в сером чугуне) вследствие их окрашенности в различные цвета резко выделяются на светлом фоне полированного микрошлифа. Поэтому для выявления микроструктуры полированную поверхность образца подвергают травлению, т. е. действию растворов кислот, щелочей, солей. При травлении неоднородные участки металла или сплава становятся видимыми под микроскопом. Сущность процесса выявления структуры металлов и сплавов травлением заключается в различной степени растворения или окрашивания отдельных структурных составляющих — зерен чистых металлов, твердых растворов, химических соединений. |