Основні завдання макроаналізу та методика його проведення
МЕТАЛОГРАФІЧНИЙ АНАЛІЗ МАТЕРІАЛІВ
Мета роботи
Ознайомлення з методами металографічного аналізу матеріалів та основними завданнями, які вирішуються при цьому.
Загальні положення та методики проведення аналізу
Відповідно до загальноприйнятих стандартів на металопродукцію та технічних умов на вироби з цієї продукції металографічний аналіз набув статусу приймальних випробувань. При цьому найбільш широке застосування набули такі методи:
- макроскопічний аналіз – візуальне або за невеликих збільшеннях (до 30 разів) дослідження поверхні спеціально приготовлених зразків;
- мікроскопічний аналіз – дослідження структури зі збільшенням від 50 до 1000 раз.
Основні завдання макроаналізу та методика його проведення
Цей метод дає загальне уявлення про будову металів і дозволяє оцінити його якість після таких видів обробки, як лиття, зварювання (рис.1.1) та ін. вимагають подальшого дослідження методами мікроаналізу.
За допомогою макроаналізу можна визначити:
- порушення суцільності металу (дефекти зварювання у вигляді непроварів та газових бульбашок, міжкристалітні тріщини, дефекти лиття);
- дендритна будова металу у литих виробах;
- хімічну неоднорідність литого металу та присутність у ньому грубих сторонніх включень;
- вид зламу (в'язкий, тендітний і т.д.).
Рис.1.1. Макроструктура зварних з'єднань стали 08Х18Н10Т:
а-видні шарувате і дендритну будову металу шва;
б- одночасно з дендритною будовою добре видно зону термічного впливу ззміненої внаслідок нагрівання в процесі зварювання структурою та дефекти зварювання: асиметрія шва та несплавлення кромок з металом шва.
Макроаналіз для контролю якості металу проводять на поздовжніх або поперечних макрошліфах (темплетах та зламах). При цьому кількість зразків, їх розміри, місця вирізки та інші умови відбору проб вказуються в стандартах та технічних умовах (ТУ) на конкретні види металопродукції. Зокрема макроструктуру прутків або зварних з'єднань зазвичай контролюють на поперечних макрошліфах.
Поверхню зразків піддають торцювання, стругання, шліфування та травлення в хімічно активних середовищах. Після механічної обробки поверхня повинна бути рівною і гладкою, без значного наклепу та перепалу металу. На поверхні макрошліфа не повинно бути забруднень, тому перед травленням її промивають (протирають) спеціальними складами.
Методи макротравлення поділяють на три основні групи:
- глибокого травлення, що дозволяє виявити дефекти, що порушують суцільність литої та деформованої сталі;
- Поверхневого травлення (виявляють дендрити, волокнисту структуру деформованої сталі);
- методу відбитків (для визначення наявності сірки та фосфору).
Травлення проводять у витяжній шафі у ванні, виготовленій з матеріалу, що не вступає в реакцію з розчинами. У деяких випадках травлення здійснюють протиранням тампоном, змоченим у реактиві. Склади травителів дуже різноманітні і зазвичай обумовлюються ТУ або беруться із довідника [1].
Зразки перед травленням рекомендується підігрівати до розчину. Час травлення усередині рекомендованого інтервалу визначається експериментально.
Після травлення зразки промивають у проточній воді та просушують. Прицьому макрошліф набуває рельєфної поверхні з чітко видними осями дендритів (лита сталь або зварний шов), лікваційної неоднорідністю, пористістю, тріщинами та іншими дефектами.
Зразки, що призначені для зберігання, рекомендується додатково обробляти 10% спиртовим розчином аміаку.
2.2. Основні завдання мікроаналізу та методика його проведення
Мікроаналіз проводять з метою визначення мікроструктури та фазового складу сталей та сплавів, оцінки кількості, розмірів, форми та розподілу різних фаз, реєстрації особливостей мікроструктури (кристалографічного орієнтування, щільності дислокацій, кутів розорієнтування між елементами субструктури тощо).