Дослідження хімічної неоднорідності (ліквації) сірки

Ліквацію (хімічну неоднорідність) сірки визначають методом сірко­вого відбитку (метод Баумана) за ГОСТ І0243-75. Сірка ­– це шкідлива домішка, оскільки, перебуваючи в сталях у вигляді легкоплавкої (темпе­ратура плавлення 988°С) евтектики Fe-FeS, призводить до утворення надривів і тріщин при проведенні гарячої обробки тиском, яка виконуєть­ся при 1000-1200°С. Це явище називається червоноламкістю.

Введення марганцю в рідку сталь призводить до утворення сульфіду марганцю, який розплавляється при 1620 °С і знижує шкідливий вплив сірки: . Таким чином, у сталях сірка присутня у вигляді сульфідів заліза й марганцю - .

Для дослідження розподілу сірки за перерізом макрошліфа необ­хідно його відшліфовану поверхню накласти на бромосріблястий шар фотопаперу, який спочатку був замочений в 5%-му водному розчині сірчаної кислоти. Між сульфідами, які знаходяться в металі, сірча­ною кислотою, яка залишається на папері, і бромистим сріблом фото­емульсії відбуваються хімічні реакції:

У місцях з підвищенім вмістом сірки виділяється більше сірко­водню, а в емульсійному шарі одержується більше сірчаного срібла.

Темні ділянки сірчаного срібла, які спостерігаються на фотопапері, вказують форму й характер розподілу сульфідів (сірки) за перерізом макрошліфа. При відсутності ліквації сірки фотопапір має колір від світло- до темно-коричневого залежно від вмісту сірки. Знятий з макрошліфа фотопапір промивають у воді, обробляють фіксажем, знову промивають і висушують.

Дослідження будови гарячекатаної сталі

Характерною ознакою будови гарячекатаної сталі є волокнистість. Волокниста будова також пояснюється ліквацією сірки, фосфору й вуглецю, іншими елементами, оскільки волокна - це витягнуті у напря­мі деформації сульфіди, оксиди, інші домішки, які знаходяться по гра­ницях зерен і в процесі деформації та зміни форми зерна змінюють своє направлення залежно від течії металу при деформації.

Волокниста будова металу не знешкоджується наступним відпалюван­ням і спостерігається при гарячій обробці тиском.

Волокниста будова металу характеризується різко вираженою анізо­тропією властивостей, що особливо важливо для виробів, які працюють в умовах динамічних навантажень, високонапруженому стані (шатуни, шестерні, інші). У цих випадках необхідно, щоб направлення волокон відповідало профілю виробу.

З а направленням волокон можна встановити спосіб виготовлення деталей: обробка тиском, різанням (рис. 1.1.а,б).

Рис. 1.1. Макроструктура заготовок, виготовлених різними технологічними способами: обробкою тиском (а); обробкою різанням (б); зварюванням (в); хіміко-термічною обробкою – пігментацією (г); ливарним способом (д)

Для виявлення волокнистості будови використовують реактив на основі хромпіка: 25 г , 60 мл та 500 мл .

Макрошліф занурюють в реактив на 60...100 с, а потім промивають і висушують.

За допомогою цього реактиву можна також визначити наявність зва­рювального шва, поверхневого загартування або хіміко-термічної об­робки на зразках (рис. 1.1, в,г).

Дослідження будови литого металу

Характерною ознакою будови литого металу є наявність кристалів деревовидної форми - дендритів (рис. 1.1,д).

Дендритна будова в литих деталях визначається внаслідок ліквації окремих елементів у процесі кристалізації. Для виявлення денд­ритної структури досліджувану поверхню макрошліфа протравлюють 15%-ним водяним розчином персульфату амонію зануренням макрошліфа в нагрітий до 75-90°С реактив, склад якого: – 15 г, – 100 мл.