Казахський Національний Університет імені аль-Фарабі
Дисципліна: В«МатеріалознавствоВ».
На тему: В«Макроскопічний аналіз металів і сплавівВ».
Алмати 2010
макроскопічних АНАЛІЗ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ
Макроскопічний аналіз полягає у вивченні будови металу шляхом перегляду його зламу або спеціально підготовленій поверхні (макрошліфах) неозброєним оком або при невеликих збільшеннях - до 30 разів.
Будова металу, виявлене таким способом, називається макроструктурою.
При макроанализе одночасно вивчається порівняно велика поверхню і виходить інформація про загальну будову метал, про наявність у ньому різних дефектів.
За допомогою макроаналізу можна виявити:
порушення суцільності металу, тобто усадкову рихлість, газові бульбашки, порожнечі, тріщини;
хімічну неоднорідність у розподілі деяких елементів, наприклад ликвацию сірки та фосфору;
неоднорідність будови сплаву після гарячої обробки тиском, наприклад, фігури течії металу, полосчатость та ін;
макростроеніе зварного шва: число шарів шва, зону термічного впливу, наявність пір, тріщин, непровару та наявність інших дефектів;
вид зламу, за яким можна встановити характер руйнування зразка або деталі.
Таким чином, за допомогою макроаналізу можна визначити спосіб виробництва вироби (лиття, обробка тиском, зварювання), а також характер термічної і хіміко-термічної обробки (глибину прокаливаемости, глибину цементації та ін) .
макродосліджень найчастіше проводять на заздалегідь підготовленій поверхні. Для цього її ретельно шліфують і труять спеціальними реактивами.
Підготовлений таким чином зразок називається макрошліфах.
Виявлення макроструктури вироби
На рис.1 показана макроструктура двох болтів, отриманих з різних заготовок. На рис.1а показана макроструктура болта, отриманого гарячим штампуванням, а на рис.1б макроструктура болта, отриманого шляхом механічної обробки прокату.
В
В
Рис.1. Макроструктура болта, отриманого гарячим штампуванням (а) і точінням із прокату (б)
В
З рис.1а видно, що макроструктура болта має так звану полосчатую структуру, що складається з чергуються феритних і перлітних смуг, розташованих у напрямку течії металу при гарячій його обробки. Полосчатая структура призводить до анізотропії властивостей, тобто механічні властивості металу, наприклад, ударна в'язкість, межа міцності та ін виявляються вище вздовж волокон і нижче впоперек. Це властивість полосчатой ​​структури широко використовують у промисловості для виготовлення важко навантажених деталей, таких, наприклад, як колінчасті вали, кришки гідроциліндрів, вали з фланцями, шатуни, клапани, парові котли та ін
З рис.1б видно, що цей болт отриманий шляхом різання із прокату, так як "волокна" структури розрізані. Болт з такою макроструктурою має меншу міцність на розрив у порівнянні з першим. Небезпека його руйнування в процесі експлуатації буде вище, ніж у болта з "правильної" макроструктурою.
Для виявлення полосчатой ​​макроструктури макрошліфах труять реактивом, що складається з 85 г хлористої міді CuCl 2 , 53 г хлористого амонію NH 4 Cl і 1000 мл води. При зануренні макрошліфах в реактив на 30 ... 60 с відбувається реакція, при якій залізо витісняє мідь з розчину і вона осідає на феритних ділянках (смугах) макрошліфах. Після витримки макрошліфах в реактиве утворився на поверхні зразка мідний наліт знімають ватою під струменем води і сушать зразок фільтрувальної папером для запобігання окислення на повітрі .. Зазвичай після цього полосчатость структури виявляється досить чітко.
Визначення глибини цементованного шару
Для визначення глибини цементованного шару зразок (свідок) гартують і ламають. Цементованний і загартований шар має більш дрібне зерно і на зламі відрізняється матовим, фарфоровидним зламом. За товщиною цього шару і судять про глибину цементації.
