2.6. Контрольные вопросы
Задачи и область применения микроанализа.
Методика приготовления микрошлифов.
Механизм выявления микроструктуры.
Что собой представляют границы зерен?
Реактивы для травления стали.
Форма зерна в металле.
Оценка размера зерна.
Влияние размера зерна на механические свойства металлов.
Влияние формы неметаллических включений на свойства металла.
Влияние размеров неметаллических включений на свойства металлов.
Максимальное увеличение металлографического микроскопа.
Принципиальная оптическая схема микроскопа.
На чем основаны физические методы исследования металлов?
На чем основан рентгеноструктурный анализ?
Какова цель исследования металлов?
Что такое разрешающая способность микроскопа?
Недостаток механической полировки?
Что такое микроструктура металлов?
Как приготовить образец металла для микроанализа?
Достоинство электролитического полирования?
Что такое макроструктура металлов?
Как подготовить образец для макроанализа?
Как выглядит в микроскопе недотравленный шлиф металла?
Литература
1. Материаловедение: учебник для вузов / Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. − 648 с.
2. Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г. Материаловедение. − М.: Металлургия, 1975. − 447 с.
3. Основы материаловедения. Под ред. Сидорина И. И. − M., I976.
4. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. − М., 1976.
5. Гуляев А. П. Металловедение. − М., 1977.
6. Блантер М. Б. Металловедение и техническая обработка. − M., 1963.
Лабораторная работа № 3 определение твердости металлов и сплавов
3.1. Цель работы:
Научиться измерять твердость металлических образцов различными методами (HB, HRB, HRC).
Ознакомиться с условиями применения того или иного метода определения твердости; подготовкой образцов для измерения твердости; устройством приборов для измерения твердости.
Проследить зависимость твердости металлов от состава сплава.
3.2. Теоретическое обоснование
Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.
Широкое распространение объясняется тем, что не требуются специальные образцы. Это неразрушающий метод контроля. Основной метод оценки качества термической обработке изделия. О твердости судят либо по глубине проникновения индентора (метод Роквелла), либо по величине отпечатка от вдавливания (методы Бринелля, Виккерса, микротвердости).
Во всех случаях происходит пластическая деформация материала. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем выше твердость.
Преимущества измерения твердости следующие:
1. Между твердостью пластичных металлов, определяемой способом вдавливания, и другими механическими свойствами (главным образом пределом прочности), существует количественная зависимость.
2. Измерение твердости по технике выполнения значительно проще, чем определение прочности, пластичности и вязкости. Испытания твердости не требуют изготовления специальных образцов и выполняются непосредственно на проверяемых деталях после зачистки на поверхности ровной горизонтальной площадки, а иногда даже и без такой подготовки.
Измерения твердости выполняются быстро, например, при вдавливании конуса за 30-60 с, а при вдавливании шарика за 1-3 мин.
3. Измерение твердости обычно не влечет за собой разрушения проверяемой детали, и после измерения ее можно использовать по своему назначению, в то время как для определения прочности, пластичности и вязкости необходимо изготовление специальных образцов из детали.
4. Твердость можно измерять на деталях небольшой толщины, а также в очень тонких слоях, не превышающих (для некоторых способов измерения твердости) десятых долей миллиметра, или в микрообъемах металла; в последнем случае измерения проводят способом микротвердости. Поэтому многие способы измерения твердости пригодны для оценки различных по структуре и свойствам слоев металла, например поверхностного слоя цементованной, азотированной или закаленной стали, имеющей разную твердость по сечению детали. Методом определения микротвердости можно также измерять твердость отдельных составляющих в сплавах. На практике широко применяют четыре метода измерения твердости.
Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла, Виккерса и микротвердости. Во всех перечисленных методах при вдавливании индентора происходит пластическая деформация испытуемого материала под индентором. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем на меньшую глубину проникает индентор и тем выше твердость.
Схемы испытаний представлены на рисунке 3.1.
Рис. 3.1. − Схемы определения твердости:
а – по Бринеллю; б – по Роквеллу; в – по Виккерсу