Лабораторна робота № 3
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКОСТІ, СТРУКТУРИ
Й ВЛАСТИВОСТЕЙ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ
Мета роботи
1. Вивчити сутність, можливості й методику виконання основних видів макроструктурного та мікроструктурного аналізів металів і сплавів.
2. Здобути знання та набути навичок виготовлення макрошліфів і проведення макроструктурного аналізу.
3. Вивчити схему, прилад і можливості оптичного металографічного мікроскопа, а також застосовуваних допоміжних приладів.
4. Здобути знання та набути навичок в приготуванні мікрошліфів та виконанні мікроструктурного аналізу.
Макроструктурний аналіз металів і сплавів
1. Сутність макроструктурного аналізу металів і сплавів.
__ дослідження структури металів і сплавів неозброєним оком або через лупу за збільшення до 30 разів. Його застосовують для виявлення в металі дендритної будови, тріщин, газових пухирців, шлакових включень, напряму розміщення волокон у кованих і штампованих деталях, ліквації сірки і фосфору, якості зварювального шва. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Порядок приготування макрошліфів.
______вирізання, шліфування, полірування, травлення ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Поверхневе і глибоке травлення, особливості їх проведення та реактиви, що застосовуються _ Глибоке травленнядозволяє виявити збіднений вуглецем навуглецьований і азотований шари, сегрегації шкідливих домішок, дендритну структуру. Після глибокого травлення мікрошліф має рельєфну поверхню, на якій видні елементи макроструктури та дефекти. Дефекти, які можна розрізнити оком (грубі тріщини, усадочні раковини, газові бульбашки) оцінюються однозначно. Сегрегації, хімічна неоднорідність, усадочні раковини можуть викликати пористість. Протравлення сталі збільшується з підвищенням вмісту вуглецю до евтектоїдного. ________
Поверхневе травленнядозволяє краще виявити окремі деталі структури, а також проводити наступне макроскопічне дослідження. Тому поверхневе травлення потребує кращої підготовки шліфа (тонке шліфування), особливо для оцінки розмірів зерен, встановлення різнозернистості, напрямку росту зерна та інших параметрів структури. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Що можна виявити методами макроструктурного аналізу? ___ З його допомогою будову металів вивчають на зламах або спеціально приготованих зразках (макрошліфах) із використанням збільшувального скла (максимум в 30 разів). При макроаналізі зразок вирізають із певної ділянки матеріалу, в залежності від того, що необхідно дослідити (литу, ковану, штамповану, прокат, зварену або термічно оброблену деталь) чи вивчити (первинну кристалізацію, неоднорідність структури, дефекти, що порушують суцільність металу). _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Практична частина
1. Вивчити, замалювати і дати характеристику різних видів зламів.
Характеристика зламів
Крихкий злам __ Крихкий злам є результатом крихкого руйнування, яке відбувається під дією зовнішніх сил без помітної пластичної деформації. ___________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________В'язкий злам __ В'язкий злам характеризується відсутністю металевого блиску , що пов'язано зі складним рельєфом . Такий злам називають волокнистим . Поява і поширення тріщин при в'язкому руйнуванні відбувається повільно , оскільки лімітується пластичною деформацією ____________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Втомний злам ___ Втомне руйнування є одним з основних видів пошкодження від дії циклічних навантажень. Втомні руйнування виникають в процесі поступового накопичення пошкоджень в матеріалі деталей під дією змінних напруг, які приводять до утворення мікро тріщин, розвитку і остаточного руйнування деталі __________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Виявити хімічну неоднорідність (наприклад, цементацію), замалювати результат експерименту, визначити глибину шару, описати методику виявлення і застосовуваний реактив.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Виявити структурну неоднорідність (гартування ТВЧ), замалювати
результат.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Виявити структурну і хімічну неоднорідність в зварному шві. Визначити вид зварювання (Т-подібна, Х-подібна та ін.) та її якість.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Зробити відбиток на сірку і фосфор за методом Баумана. Описати методику проведення експерименту, навести хімічні реакції. Замалювати зовнішній вигляд відбитка, зробити висновки: 1) сірки: багато-мало, 2) включення: дрібні-великі, 3) розподіл включень: рівномірний-нерівномірний. Загальний висновок про якість сталі: відмінна, добра, задовільна, незадовільна.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Мікроструктурний аналіз
1. Сутність мікроструктурного аналізу. _ Мікроскопічний аналіз (мікроаналіз) металів і сплавів полягає в дослідженні будови (мікроструктури) металу за допомогою оптичного (при збільшенні від 50 до 1500 разів) або електронного (при збільшенні до 100000 разів) мікроскопа. ... Мікроаналізу піддають спеціально підготовлені зразки, які називають мікрошліфами _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Порядок приготування мікрошліфа.
_ - вирізка зразків;
- шліфування;
- полірування;
- травлення мікрошліфа
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Що можна досліджувати на макрошліфах безпосередньо після полірування, для чого застосовується травлення мікрошліфа? При вивченні нетравленого шліфа можна виявити різноманітні мікродефекти, наприклад мікротріщини, та неметалеві включення ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Практична частина
Вивчити пристрій металографічного мікроскопа. Вказати назву його основних елементів. Які збільшення можна отримати за допомогою оптичного мікроскопа, як змінити збільшення?
___1 освітлювач (лампа);2 - колектор; 3 - дзеркало; 4 - лінза; 5 - апертурна діафрагма; 6 - лінза; 7 - призма; 8 - лінза; 9 - відбиваюча пластинка; 10 - об’єктив; 11 – об’єкт;
2. Визначити бал неметалічних включень в сталі. (Методика визначення, малюнок, бал)
______________________________________________________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
3. Вивчити і замалювати зерно, визначити його номер. Описати методику визначення. Скільки всього номерів зерна в сталях по ГОСТу. Як виявляються дуже великі (-3-0) і дуже дрібні (11-14) зерна?
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
4. За допомогою мікроскопа провести вимірювання мікрооб'єктів. Замалювати схему налаштування для вимірювання і схему відліку. Як визначається масштаб вимірювання. Який окуляр потрібен для вимірювань?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________