Вивчення структури.

Розрізняють макроструктуру, мікроструктуру й тонку структуру.

1. Макроструктурний аналіз – вивчення будови металів і сплавів неозброєним оком або при невеликому збільшенні, за допомогою лупи.

Здійснюється після попередньої підготовки досліджуваної поверхні (шліфування й травлення спеціальними реактивами).

Дозволяє виявити й визначити дефекти, що виникли на різних етапах виробництва литих, кованих, штампованих і качаних заготівель, а також причини руйнування деталей.

Установлюють: вид зламу (грузлий, тендітний); величину, форму й розташування зерен і дендритів литого металу; дефекти, що порушують сплошность металу (усадочну пористість, газові міхури, раковини, тріщини); хімічну неоднорідність металу, викликану процесами кристалізації або створену термічною й хіміко-термічною обробкою; волокна в деформованому металі.

2. Мікроструктурний аналіз – вивчення поверхні за допомогою світлових мікроскопів. Збільшення – 50…2000 раз. Дозволяє виявити елементи структури розміром до 0,2 напівтемний.

Зразки - мікрошліфи із блискучою полірованою поверхнею, тому що структура розглядається у відбитому світлі. Спостерігаються мікротріщини й неметалічні включення.

Для виявлення мікроструктури поверхню труять реактивами, що залежать від сполуки сплаву. Різні фази протравлюються неоднаково й офарблюються по різному. Можна виявити форму, розміри й орієнтування зерен, окремі фази й структурні тридцятилітні.

Крім світлових мікроскопів використовують електронні мікроскопи з великою роздільною здатністю.

Зображення формується за допомогою потоку швидко, що летять електронів. Електронні промені з довжиною хвилі (0,04…0,12)·10^-8см дають можливість розрізняти деталі об'єкта, по своїх розмірах відповідні міжатомним відстаням.

Просвітчасті мікроскопи. Потік електронів проходить через досліджуваний об'єкт. Зображення є результатом неоднакового розсіювання електронів на об'єкті. Розрізняють непрямі й прямі методи дослідження.

При непрямому методі вивчають не сам об'єкт, а його відбиток - кварцовий або вугільний зліпок (репліку), що відображає рельєф мікрошліфа, для попередження вторинного випромінювання, що спотворює картину.

При прямому методі вивчають тонкі металеві фольги, товщиною до 300 мм, на просвіт. Фольги одержують безпосередньо з досліджуваного металу.

Растрові мікроскопи. Зображення створюється за рахунок вторинної емісії електронів, випромінюваних поверхнею, на яку падає безупинно, що переміщається по цій поверхні потік, первинних електронів. Вивчається безпосередньо поверхня металу. Роздільна здатність трохи нижче, ніж у просвітчастих мікроскопів.

3. Для вивчення атомно-кристалічної будови твердих тіл (тонка будова) використовуються рентгенографічні методи, що дозволяють встановлювати зв'язок між хімічним складом, структурою й властивостями тіла, тип твердих розчинів, мікронапруги, концентрацію дефектів, щільність дислокацій.

 

Фізичні методи дослідження

 

1. Термічний аналіз заснований на явищі теплового ефекту. Фазові перетворення в сплавах супроводжуються тепловим ефектом, у результаті на криві охолодження сплавів при температурах фазових перетворень спостерігаються крапки перегину або температурні зупинки. Даний метод дозволяє визначити критичні крапки.

2.Дилатометрический метод.

При нагріванні металів і сплавів відбувається зміна об'єму й лінійних розмірів - теплове розширення. Якщо зміни обумовлені тільки збільшенням енергії коливання атомів, то при охолодженні розміри відновлюються. При фазових перетвореннях зміни розмірів - необоротні.

Метод дозволяє визначити критичні крапки сплавів, температурні інтервали існування фаз, а також вивчати процеси розпаду твердих розчинів.

3.Магнітний аналіз.

Використовується для дослідження процесів, пов'язаних з переходом з парамагнітного стану у феромагнітне (або навпаки), причому можливо кількісну оцінку цих процесів.