Содержание

Введение

Лабораторная работа № 1. Макроскопическое исследование металлов

Лабораторная работа № 2. Микроскопический анализ металлов и строение

металлографического микроскопа

Лабораторная работа № 3. Изучение формирования структуры и свойств твердых

растворов при кристаллизации.

Лабораторная работа № 4. Изучение формирования структуры и свойств двойных

сплавов эвтектического типа

Лабораторная работа № 5. Изучение принципов количественной оценки

микроструктуры сплавов

Лабораторная работа № 6. Твердость и методы ее измерения

Лабораторная работа № 7. Испытание металлов на растяжение. Определение

характеристик прочности и пластичности

Лабораторная работа № 8. Определение критериев предельной пластичности

и работы пластической деформации при растяжении

Лабораторная работа № 9. Испытание металлов на ударную вязкость

Лабораторная работа № 1

МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ

1.1 Цель работы

Изучить методы макроскопического исследования металлов.

1.2 Краткие теоретические сведения

Макроскопическое исследование (макроанализ) - это изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или с помощью лупы при увеличении до 30 раз.

Макроанализ позволяет выявить в металлах:

1) химическую неоднородность, которая вызывается условиями кристаллизации;

2) сплошность металла и нарушения ее, которая вызываются наличием пор итрещин;

3) неоднородность строения, вызванную обработкой давлением;

4) структурную или химическую неоднородность в детали, созданную термической, химико-термической или другой обработкой;

5) вид излома - вязкий или хрупкий.

Строение металлов, которое изучается при проведении макроанализа, называется макроструктурой. Макроанализ может проводиться как по поверхности излома металла, так и на специально подготовленной поверхности металлического образца. Подготовка образцов заключается в шлифовании поверхности со следующим травлением специальными реактивами.

Прошлифованный и протравленный для макроанализа образец называется макрошлифом.

1.3 Материалы и оборудование

Для выполнения работы необходимы: образцы углеродистой стали и сварных соединений, наждачной бумаги разнообразной зернистости, 5%-ной раствор серной кислоты, 20%-ной раствор гипосульфита Na₂S₂O₃ (фиксаж), спирт, 10%-ной раствор двойной медноаммиачной соли (реактив Гейна: 35 г CuCl₂, 53 г NH₄Cl на 1000 мл воды), 15%-ной раствор персульфата аммонию (NH4)₂S₂О₃, фотобумага, вата, фильтровальная бумага, эталонные серные отпечатки.

1.4 Ход работы

2.4.1 Снятие серных отпечатков по методу Баумана

Поверхность образца стали (чугуна) пошлифовать наждачной бумагой. Потом промыть водой, протереть ватой, смоченной в спирте, для обезжиривания и удаления зерен абразивного материала. Лист фотографической бумаги (на свете) опустить в ванночку с 5%-ним раствором серной кислоты H₂SO₄, выдержать 3 мин, после чего положить эмульсионной стороной на приготовленную поверхность образца.

Для удаления пузырьков воздуха, которые остались между бумагой и поверхностью образца, сделать проглаживание бумаги рукой в течение 2 мин (не двигать). Бумагу снять, промыть в проточной воде и положить в фиксаж на 20 мин, после чего опять промыть водой и высушить. Выявление распределения серы за методом серных отпечатков основывается на том, что сера, которая находится в стали в виде сульфидов Mn и Fe, при взаимодействии с кислотой дает сероводород:

MnS + H₂SO₄ = MnSO₄ + H₂S ;

FeS + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂S.

Сероводород при действии на бромсеребряную соль фотобумаги дает черное сернистое серебро:

H₂S + 2AgBr = Ag₂S + 2HBr.

Темные участки, что образуются на фотобумаге, указывают форму и характер распределения включений сульфидов.

2.4.2 Определение качества сварного соединения

Поверхность образца сварного соединения зачистить наждачной бумагой, промыть водой, осушить, протереть спиртом. Поместить в реактив Гейна состава: 85 г CuCl₂ и 53 г NH₄Cl (на 1000 мл воды). Красный налет меди, что образовался, смыть ватой под струей воды, макрошлиф просушить фильтровальной бумагой и сделать оценку макроструктуры. Механизм выявления макроструктуры такой. При взаимодействии реактива с железными сплавами железо переходит в раствор, вытесняя медь, что осаждается на поверхности шлифа. В ликвационной зоне железо быстрее переходит в раствор, чем в более чистой части сплава. Поэтому эта зона сильнее растворяется и окрашивается в более темный цвет.