Лабораторна робота з темі:
"МАКРОСТРУКТУРНІ МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТАЛІВ (макроаналізу) "
Мета роботи : ознайомитися з методикою проведення МАКРОСТРУКТУРНІ аналізу. Вивчити характерні види зламів, макроструктуру литої та деформованої стали на макрошліфах. Вивчити зв'язок характеру макроструктури з умовами її формування та механічними властивостями сталі.
Теоретичне введення
МАКРОСТРУКТУРНІ аналіз - вивчення будови металів і сплавів неозброєним оком або при невеликому збільшенні, за допомогою лупи.
макроаналізу дозволяє виявити наявність в матеріалі макродефектів, а також причини і характер руйнування деталей.
За допомогою макроаналізу встановлюють вид зламу; величину, форму і розташування зерен литого металу; дефекти, порушують суцільність металу; хімічну неоднорідність металу; волокна в деформованому металі. Методи випробувань і оцінки макроструктури сталевих виробів встановлені ГОСТ 10243-75.
Методика дослідження
1. Вивчення зламів.
зламі називається поверхня, що утворюється внаслідок руйнування металу. В Залежно від складу, будови металу, наявності дефектів, умов обробки і експлуатації виробів злами можуть мати в'язкий, крихкий і втомних характер.
В· Крихке руйнування протікає без помітною попередньої пластичної деформації. Форма зерна не спотворюється і на зламі видно вихідний розмір зерен металу. Поверхня крихкого зламу (рис. 1, а) блискуча, кристалічна. Руйнування може відбуватися через зерна (транскрісталліческій злам), або по границях зерен (інтеркрісталліческій або межкристаллической злам). Крихке руйнування найбільш небезпечно, так як відбувається найчастіше при напругах нижче межі текучості матеріалу. </p>
В· В'язкий (волокнистий) злам (Рис. 1, б) має горбисто-згладжений рельєф і свідчить про значної пластичної деформації, що передує руйнуванню. Поверхня зламу матова, з дрібним, нерозрізненим оком, зерном. По виду в'язкого зламу не можна судити про форму і розміри зерен металу.
В· втомної злам (рис. 2) утворюється в результаті тривалого впливу на метал циклічно змінюються у часі напруг і деформацій. Руйнування починається на поверхні (або поблизу неї) локально, в місцях концентрації напружень (Деформації). Втомна тріщина виникає в місцях, де є концентратори напружень або дефекти. Злам складається з вогнища руйнування і двох зон - втоми і доломіт.
1
а б
3
2
Рис. 2. Втомний злам.
1 - початок розвитку втомної тріщини,
2 - зона втоми, 3 - зона доломіт
Рис. 1. Злами стали:
а - крихкий, б - в'язкий
Метод візуального спостереження зламів називають фрактографіей. На зламах макроструктуру оцінюють шляхом порівняння з нормативними макроструктурами, наведеними в ГОСТ 10243-75, по 25 параметрам.
2. Вивчення макрошліфов
макрошліфах - це зразок з плоскою шліфованої і протравлене поверхнею, вирізаний з досліджуваної ділянки деталі або заготовки. Його одержують у такий спосіб. На металорізальному верстаті або ножівкою вирізають зразок, одну з плоских поверхонь якого рівняють напилком або на пласко верстаті. Потім зразок шліфують вручну або на шліфувально-полірувальні верстати. Шліфування однією шкіркою потрібно проводити в одному напрямку, після чого слід змити залишки абразиву водою. Переходячи на більш дрібну шкірку, повертають зразок на 90 про і проводять обробку до повного зникнення рисок, утворених попередньої шкіркою. Зразок промивають водою, просушують і піддають глибокому або поверхневому труїть. Перед травленням зразок знежирюють і очищають. Травлення здійснюють, занурюючи у них зразок. Реактив, активно взаємодіючи з ділянками, де є дефекти і неметалеві включення, протравлює їх більш сильно і глибоко. Поверхня макрошліфах виходить рельєфною. Таке травлення називається глибоким.
Поверхневе труїть, проведене менш агресивними реактивами, дозволяє виявити в сталях, чавунах і кольорових сплавах ликвацию (хімічну неоднорідність матеріалу) макроструктуру литого або деформованого металу, структурну неоднорідність матеріалу, підданого термічній або хіміко-термічній обробці.
3. Вивчення дендритной макроструктури литого металу після глибокого травлення.
Форма і розмір зерен в зливку залежать від умов кристалізації: температури рідкого металу, швидкості і напрямки відводу тепла, домішок в металі. Зростання зерна відбувається по дендритной (деревовидної) схемою (рис. 3).
макроструктура метал травлення аналіз
Рис.3. Схема будови дендрита
Металевий злиток має неоднорідне будову, пов'язане як з різною швидкістю охолодження по його обсягом, так і з явищем ліквації, усадки і пр. (рис. 4 та 5).
Рис. 4. Будова металевого злитка.
а) Залежність числа центрів кристалізації (Ч.ц.) і швидкості росту кристалів (с.р.) від ступеня переохолодження DТ.
б) Макроструктура злитка: 1 - дрібні равноосной зерна (коркова зона), 2 - стовпчасті дендрити, 3 - великі равноосной зерна, 4 - усадочная раковина, 5 - усадочная рихлість, 6 - ліквационних зона.
а )
б )
Рис. 5. Макроструктура металу після глибокого травлення. Дендритні будова
Розміри утворилися кристалів залежать від співвідношення числа утворилися центрів кристалізації і швидкості росту кристалів при температурі кристалізації.
При рівноважної ...
