- •Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений.
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Советы студентам
- •Правила техники безопасности при работе в термической и металлографической лабораториях
- •8. Точно выполняйте указания преподавателя и сообщайте ему о замеченных недостатках. Введение
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Макроскопический метод исследования металлов и сплавов
- •1.1.1. Характеристика макроанализа и области его применения
- •1.1.2. Макроанализ изломов
- •1.1.3. Макроанализ шлифов
- •1.1.4. Выявление ликвации серы
- •1.1.5. Выявление ликвации фосфора
- •1.1.6. Выявление макроструктуры
- •1.1.7. Выявление дефектов, нарушающих сплошность металла
- •1.2. Микроструктурный анализ металлов и сплавов
- •1.3. Структура, свойства и свариваемость углеродистых сталей
- •1.4. Микроструктуры легированных сталей в равновесном и нормализованном состоянии
- •1.4.1.Влияние легирующих элементов на структуру и свойства стали
- •1.4.2. Свариваемость сталей
- •1.5. Термообработка углеродистых сталей
- •1.5.1. Основные параметры термообработки
- •1.5.2. Отжиг стали
- •1.5.3. Нормализация стали
- •1.5.4.Закалка стали
- •1.5.5. Отпуск сталей
- •1.5.6. Аустенизация
- •1.6. Термические процессы при сварке. Структурные превращения в зоне термического влияния при дуговой сварке.
- •1.7. Характерные микроструктуры сварных соединений
- •2. Практическая часть Лабораторная работа № 1. Технология приготовления образцов для микроструктурного анализа
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа № 2. Микроскопический анализ доэвтектоидных сталей
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа № 3. Влияние нагрева и охлаждения на структуру и свойства сталей
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа № 4. Изучение микроструктуры сталей, подвергнутых нагреву и термообработке
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа № 5. Изучение микроструктуры и свойств сварных соединений
- •Контрольные вопросы и задания
- •Лабораторная работа № 6. Изучение микроструктуры легированных сталей в равновесном и нормализованном состоянии
- •Контрольные вопросы и задания
- •Вопросы для подготовки к экзамену
- •Библиографический список основной
- •Дополнительный
1.1.3. Макроанализ шлифов
При анализе макрошлифов выявляются структурная и химическая неоднородность металла, волокнистое строение деформированного металла, дендритное строение литого металла, качество сварного соединения, а также выявляются дефекты, нарушающие сплошность строения металла.
1.1.4. Выявление ликвации серы
Для выявления характера распределения серы по сечению детали применяют метод Баумана. Последовательность эксперимента:
а) микрошлифы протирают ватой, смоченной спиртом, и кладут на стол шлифованной поверхностью вверх;
б) лист бромсеребряной фотобумаги вымачивают на свету в течение 5 мин в 5% - ном водном растворе серной кислоты, удаляют избыток раствора (капли) с помощью фильтровальной бумаги, накладывают эмульсионной стороной на микрошлиф и, приглаживая сверху рукой, удаляют образовавшиеся пузыри, выдерживают на макрошлифе в течение 3-4 мин и осторожно снимают с него;
в) полученный отпечаток промывают в воде, фиксируют в 25% - ном водном растворе гипосульфита, снова промывают в воде и просушивают.
Полученные на фотобумаге участки коричневого цвета указывают на места, обогащенные серой (скопления сульфидов). Если фотобумага имеет равномерную окраску, то, следовательно, сера распределена равномерно.
Появление темно-коричневых пятен на фотоотпечатке объясняется тем, что сначала между серной кислотой, впитанной в фотобумагу, и включениями MnS и FeS, в виде которых сера находится в стали, происходит следующая реакция:
FeS + H2SO4 = FeSO4 = H2S↑,
MnS + H2SO4 = MnSO4 = H2S↑,
Образующийся сероводород действует на бромистое серебро эмульсионного слоя, в результате получается сернистое серебро, имеющее темно-коричневый цвет:
2AgBr + H2S = MnSO4 + 2НВг.
1.1.5. Выявление ликвации фосфора
Ликвацию фосфора в стали выявляют травлением шлифованного образца в реактиве состава: 85 г хлорной меди, 53 г хлористого аммония в 1000 см3 воды Образец помещают в реактив шлифованной поверхностью вверх. После выдержи около 3 мин вся поверхность образца должна быть покрыта медью, т.к. железо переходит в раствор, вытесняя из него медь. Слой меди нужно смыть с поверхности макрошлифа и просушить его.
Более темные, т. е. глубоко протравленные участки - это места, обогащенные фосфором, т.к. чем больше в железе фосфора, тем быстрее оно переходит в раствор.
1.1.6. Выявление макроструктуры
Строение литого сплава (дендритной структуры) выявляют травлением шлифованного образца в 15% - ном растворе персульфата аммония (для сталей и медных сплавов) или 15% FeS + H2SO4 = FeSO4 = H2S↑, ном водном растворе едкого натра (для легких сплавов). После травления алюминиевых сплавов макрошлиф промывают в воде и на несколько секунд погружают в 50% раствор НМО для удаления темной пленки.
Макроструктуру деформированных сплавов (волокнистость) можно выявить травлением образцов:
а) стальных - в растворе хлорной меди и хлористого аммония (по методике выявления ликвации фосфора);
б) легких сплавов - в водном растворе щелочей (по методике выявления литой структуры).