Задание 4. Выявление газовых пузырей, волокнистости стали методом глубокого травления

Готовый макрошлиф подвергнуть глубокому травлению в реактиве, состоящем из 500 мл соляной кислоты, 70 мл серной кислоты и 180 г воды, в течение 30-40 мин при температуре 95-100 ^ОС. После травления макрошлиф из ванны вынуть щипцами и промыть водой. Для осветления и более отчетливого выявления структуры поверхность макрошлифа протравить в 10-15%-ном водном растворе азотной кислоты, промыть водой и просушить. По выявленной макроструктуре описать выявленные макродефекты и оценить качество стали.

Задание 5. Выявление первичной кристаллической структуры алюминиевых сплавов

Макрошлиф литого алюминиевого сплава типа АЛ19 протравить в

10-15%-ном растворе едкого натра до образования на поверхности темной пленки. Промыть образец водой и осветлить в 50%-ном растворе азот­ной

кислоты. По выявленной макроструктуре дать описание дендритной струк­туры литого сплава.

Лабораторная работа 2 микроструктура углеродистых сталей и чугунов

Цель работы

Изучить микроструктуру углеродистых сталей и чугунов и их микродефекты по коллекции микрошлифов. Познакомиться с методикой приготовления микрошлифов, устройством и принципом работы оптического микроскопа.

Описание лабораторного оборудования и приборов

При выполнении лабораторной работы используют: металлографические микроскопы, коллекции микрошлифов, фотоснимки микроструктур и др.

Охрана труда

К работе на микроскопе допускаются студенты, ознакомившиеся с его устройством. Следить, чтобы не было оголенных проводов. Травление проводить в вытяжном шкафу, проявлять осторожность при пользовании реактивами.

Краткие сведения из теории

Микроскопический анализ - исследование внутреннего строения металлов и сплавов с помощью оптических или электронных микроскопов при увеличениях от 100 до 1000 и более раз. Методом микроскопического анализа изучают структуру и фазовый состав сплава, форму и размеры кристаллических зерен, выявля­ют микродефекты (крупнозернистость, неметаллические включения, мелкие трещины, раковины и т. д.), невидимые невооруженным глазом.

Основой сталей и чугунов является железо, которое при нагреве или охлаждении испытывает полиморфные (аллотропические) превращения, заключающиеся в изменении типа кристаллической решетки:

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов

В структуре железоуглеродистых сплавов различают фазы и структурные составляющие.

Фаза - однородная обособленная часть сплава, имеющая границу раздела и свой тип кристаллической решетки.

В железоуглеродистых сплавах содержатся следующие фазы :

-жидкий сплав;

-феррит - твердый раствор углерода в -Fe с объемноцентрированной кубической (ОЦК) решеткой (рис. 2.1, а), имеющий низкую прочность (σ_В=300МПа), твердость (80-100 НВ) и высокую пластичность (δ=40 %; ψ=70%);

-аустенит - твердый раствор углерода в γ-Fe с гранецентрированной кубической (ГЦК) решеткой (рис. 2.1, б) с твердостью 160-200 НВ;

-цементит -карбид железа Fe₃C с ромбической плотноупакованной решеткой,

отличающийся высокой твердостью (800 НВ) и хрупкостью.

а б

Рис. 2.1. Кристаллические ячейки: а–феррита (ОЦК); б–аустенита (ГЦК

-графит - полиморфная модификация кристаллов углерода с гексагональной решеткой. Другой кристаллической модификацией атомом углерода служит алмаз со сложной кубической решеткой.

Растворимость углерода составляет: в феррите - до 0,02% (т. Р), в аустените – до 2,14% (т. Е), в цементите - 6,67%.

Различают два типа диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов: метастабильную Fe - Fe₃C и стабильную Fe - C.