2.3. Методы изучения структуры

Макроскопический анализ (макроанализ) заключается в изучении строения металла невооруженным глазом или при небольших увеличениях (до 30 раз). Это позволяет одновременно наблюдать большую поверхность изделия (в отличие от микроанализа, выполняемого при больших увеличениях).

Макроанализ не позволяет определить всех особенностей строения. Его часто используют в качестве предварительного с целью выявить те участки детали, которые следует подробно изучать с помощью более тонких методов.

Наиболее типичные задачи макроанализа — это изучение:

- видов излома (различают вязкий, хрупкий и другие виды изломов)

- нарушения сплошности металла (наличие трещин, дефектов сварки, пористость и др.);

- строения слитка;

- текстурированной (направленной структуры металла, что позволяет судить о технологии изготовления детали (сварная, штампованная, полученная обработкой резанием)

ликвации, т. е. химической неоднородности металла.

Микроскопический анализ (микроанализ) выполняется при боль­ших увеличениях с помощью металлографического микроскопа (рис. 3.2). Металлы непрозрачны, поэтому изучение структуры вы­полняется в отраженном свете. Исследования выполняются на спе­циальном объекте — микрошлифе. Исследуемая поверхность мик­рошлифа должна иметь очень малую шероховатость — быть зеркальной, чтобы получалось правильное отражение. Для изготов­ления микрошлифа на объекте исследования должна быть обрабо­тана плоская поверхность. Ее образуют непосредственно на деталях малых размеров, а из больших деталей вырезается специальный об­разец. Зеркальной поверхности добиваются путем обработки абра­зивной шкуркой нескольких номеров, переходя от более грубой к более тонкой, и последующим полированием абразивными или ал­мазными пастами.

Для выявления структуры применяют травление шлифа раство­рами кислот или щелочей. При этом выявляется зерно сплавов. Это объясняется тем, что на поверхность шлифа зерна выходят разными металлографическими направлениями и, вследствие анизотропии (неодинаковость свойств в разных направлениях ) травятся на разную глубину и выглядят неодинаково окрашенными в поле зрения микроскопа — травящиеся сильнее кажутся более темными. Выявляются разные фазы сплава, так как их свойства также неодинаковы и травление происходит на разную глубину. В поле зрения микроскопа наиболее темными выглядят границы зерен, так как они травятся наиболее сильно из-за скопления несовершенств пo границам, поэтому отражение от границ рассеивается, и не по­падает в окуляр микроскопа и глаз наблюдателя (рис. 3.3). Оптические микроскопы позволяют получить увеличение до 1500 раз, что связано с длиной световой волны.

Вопросы для контроля

1. Какие задачи решает макроанализ.

2. Какие задачи решает микроанализ.

3. Какие характеристики металлов определяются при механических испытаниях.

Раздел 3. Теория сплавов. Диаграммы состояния

Чистые металлы во многих случаях не обеспечивают требуемых свойств, поэтому они применяются сравнительно редко. Более ши­роко используются металлические сплавы. Их получают сплавлени­ем или спеканием порошков двух или более металлов или металлов с неметаллами. Простые вещества, образующие сплав, называются компонентами сплава. Компоненты сплава образуют фазы. Фазой называют однородные части сплава, имеющие одинаковые состав, агрегатное состояние, кристаллическое строение, свойства и отде­ленные от других частей сплава поверхностями раздела. Под струк­турой понимают форму, размеры и характер взаимного расположе­ния фаз в сплавах.