5. Исследование микроструктуры нетравленого образца
Определить балл неметаллических включений в стали (по оксидам) согласно ГОСТ 1778-70.
При выполнении этого исследования целесообразно начинать с рассмотрения микрошлифа в нетравленом виде, т.е. после полировки.
Под микроскопом шлиф имеет вид светлого круга с темными точечными или строчечными участками неметаллических включений.
Определять степень загрязненности металла неметаллическими включениями очень важно, так как они хрупки и непрочны, а значит, снижают механические свойства стали.
При производстве некоторых сортов качественной и высококачественной стали количество неметаллических включений регламентируется. Так, например, для шарикоподшипниковой стали чистота по неметаллическим включениям является одним из основных факторов, определяющих эксплуатационную стойкость изделий.
Металлографические методы определения загрязненности стали неметаллическими включениями установлены ГОСТ 1778-70.
Для общей характеристики стали по степени загрязненности ее неметаллическими включениями применяется балльная шкала.
Пятибалльная шкала ГОСТа классифицирует следующие виды неметаллических включений:
оксиды строчечные – ОС
оксиды точечные – ОТ
силикаты хрупкие – СХ
силикаты пластичные – СП
силикаты недеформирующиеся – СН
сульфиды – С
нитриды и карбонитриды строчечные – НС
нитриды и карбонитриды точечные – НТ
нитриды алюминия – НА
Чаще всего наблюдается загрязнение стали оксидами и сульфидами.
Одним из методов испытания (метод III) является оценка неметаллических включений под микроскопом в сравнении с эталонными шкалами нетравленых шлифов при увеличении ×100.
На рис. 3 приведена эталонная шкала сульфидов и оксидов согласно ГОСТ 1778-70.
Настройте микроскоп и, рассмотрев микроструктуру стали при увеличении 90-100, оцените балл неметаллических включений. Сделайте заключение о качестве стали по загрязненности неметаллическими включениями.
Рис. 3. Шкала для оценки неметаллических включений
6. Исследование микроструктуры стали после травления шлифа
Установить номер зерна по стандартной шкале ГОСТ 5639-65.
После травления микрошлифа выявляется структура, свойственная данному металлу. Можно определить характер и количество различных фаз и структурных составляющих сплава, а также размер действительного зерна.
При определении величины зерна применяется или непосредственное его измерение, или метод сравнения с установленной стандартной шкалой баллов.
Методы выявления и определения величины зерна установлены ГОСТ 5639-65. Для общей характеристики стали по размеру зерна применяется 14-балльная шкала. Определение величины зерна по стандартной шкале производится сравнением размера зерен, видимых под микроскопом при увеличении в 100 раз, с эталонной шкалой по ГОСТ 5639-65 (рис. 4).
Зерна до № 4 являются крупными, свыше № 7 – мелкими.
Зависимость между номером и истинными размерами зерна указана в табл. 1.
Настройте микроскоп и, рассмотрев микроструктуру стали при увеличении 90- 100 раз, установите номер зерна по стандартной шкале ГОСТ 5639-65 и параметры структуры по табл. 1. Сделайте заключение о качестве стали по размеру зерна.
Рис. 4. Шкала для оценки величины зерна
Таблица 1
Характеристика (параметры) структуры с разной величиной баллов
Номер зерна |
Площадь зерна, мм2 (средняя) |
Количество зерен на площади 1 мм2 (среднее) |
Среднее количество зерен в 1 мм3 |
Средний условный диаметр зерна, 11 |
-3 |
1,024 |
1 |
1 |
0,875 |
-2 |
0,512 |
2 |
2,7 |
0,650 |
-1 |
0,256 |
4 |
8 |
0,444 |
0 |
0,128 |
8 |
21 |
0,313 |
1 |
0,064 |
16 |
64 |
0,222 |
2 |
0,062 |
32 |
179 |
0,167 |
3 |
0,016 |
64 |
512 |
0,111 |
4 |
0,008 |
128 |
1446 |
0,0788 |
5 |
0,004 |
256 |
4096 |
0,0553 |
6 |
0,002 |
512 |
11417 |
0,0391 |
7 |
0,001 |
1024 |
32768 |
0,0267 |
8 |
0,0005 |
2048 |
92160 |
0,0196 |
9 |
0,00025 |
4096 |
262122 |
0,0138 |
10 |
0,000125 |
8192 |
737280 |
0,0099 |
11 |
0,000062 |
16384 |
2097152 |
0,0069 |
12 |
0,000031 |
31768 |
5980808 |
0,0049 |
13 |
0,000016 |
65536 |
16777216 |
0,0032 |
14 |
0,000008 |
131072 |
47448064 |
0,0023 |