7. Методы исследования структуры и дефектов металлов: рентгеноструктурный анализ, пэм, сэм, узи и магнитопорошковый метод.

Структурой называют строение металлов и сплавов в виде мелких обособленных частиц, имеющих форму зерен, дендритов, пластинок или других характерных составляющих. Многие свойства металлов и сплавов зависят от структуры материалов.Различают макро- и микроструктуру металлов и сплавов:Макроструктура - строение металлов или сплавов, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении под микроскопом до 40 раз. Микроструктура - строение металлов или сплавов, видимое с помощью металлографического микроскопа. Макроструктуру изучают двумя способами: по излому образца или на макро-шлифах.Излом образцов - наиболее простой способ исследования структуры металлов и сплавов. По излому обычно определяют крупность зерна и взаимное расположение дендритов в металлах и сплавах. Как правило, чем крупнее зерно, тем ниже механические свойства металлов.Макрошлиф-специальный образец, который изготовляют следующим образом.Из крупной поковки заготовки или слитка вырезают образец в виде пластины (темплет). Затем одну из плоскостей шлифуют и полируют на станках. После чего отполированную поверхность подвергают травлению специальными реактивами, которые по-разному вступают в химическое взаимодействие с каждой структурной составляющей металла.

В результате испытания каждая структурная составляющая имеет определенный оттенок черно-белого цвета. По этим оттенкам определяют форму и расположение зерен и дендритов в структуре отливок, волокон или деформированных зерен в поковках и прокате. Подготовленный микрошлиф рассматривают с помощью металлографического микроскопа, дающего увеличение до 2000 раз, и определяют неметаллические включения, мелкие трещины.Чтобы выяснить микроструктуру, обезжиренный шлиф подвергают травлению специальными реактивами, действие и назначение которых такое же, как и при изучении макроструктуры. В качестве реактива применяют: для углеродистых сталей и чугунов - 4%-ный раствор азотной кислоты в этиловом спирте, для медных сплавов--8%-ный аммиачный раствор хлористого кальция, для алюминиевых сплавов - 0,5%-ный водный раствор фтористой кислоты.После травления структуру шлифа рассматривают с помощью металлографического микроскопа. От оптических параметров объектива и окуляра зависит увеличение микроскопа. Наряду с металлографическим применяют электронный микроскоп, который дает увеличение до 100 000 раз и более.Рентгеновский анализ  для изучения кристаллического строения металлов и выявления в них внутренних пороков.

У рентгеновских лучей длина волны в 10 000 раз меньше световых, что позволяет им глубоко проникать внутрь непрозрачных тел и отражаться от атомов. Это позволяет выявить их расположение в пространстве, т. е. установить тип пространственной решетки.

Рентгеновское просвечивание применяется для контроля литых, сварных, катаных, штампованных, кованых и других деталей с целью выявления внутренних дефектов, раковин, непроваров, трещин, неметаллических включений.

Магнитным методом исследуют дефекты в магнитных металлах (стали, никеле и др.) на глубине до 2 мм (непровар в сварных швах, трещины и т. д.).

С помощью ультразвукового метода (ультразвуковая дефектоскопия) выявляют дефекты, расположенные глубоко в толще металла. Для этого используются ультразвуковые дефектоскопы, с помощью которых через толщу металла пропускают пучок ультразвуковых волн и контролируют их прохождение. Любая несплошность металла нарушает нормальное распространение волн, что можно увидеть на экране имеющегося в приборе осциллографа.