Исследование структуры чугунов и сталей с помощью металлографического инвертированного микроскопа. Методические указания к лабораторным работам по тео

объективов сверхширокого поля без хроматической окраски по контуру и широкоугольных окуляров, что позволяет добиться высокой контрастности изображений исследуемых объектов. Микроскоп обеспечивает получение стандартных увеличений при визуальном наблюдении и фотографировании объекта с выводом изображения на экран компьютера или электронной доски

(рис. 3).

Рис. 3. Пример вывода изображений в интерфейсе ПП на экран ноутбука

Шкалы и сетки, входящие в комплект микроскопа, обеспечивают возможность количественной оценки микроструктуры объекта по балльным шкалам, например, для оценки среднего размера включений графита в структуре чугунов и т.п. (рис. 4).

11

Рис. 4. Дополнительный комплект сеток, фильтров, окуляров

Основные технические характеристики:

1) увеличение микроскопа при наблюдении: при визуальном наблюдении

50х-1500х; при наблюдении и фотографировании на листовую фотопленку размером 9х12 см от 50х до 1000х;

2)диапазон перемещения предметного столика, мм: в продольном направлении от 0 до 40, в поперечном направлении от 100 до 130;

3)габаритные размеры, мм: 510 х 370 х 470;

4)масса микроскопа в сборе, кг: 25;

5)максимальная нагрузка на столик, кг: 1,5;

6)увеличение объективов: 5х, 10х, 20х, 50х, 100х

7)увеличение окуляров: 10х, 15х.

8)тип окулярной насадки: тринокулярная (дает возможность вывода изображения на экран без демонтажа одного окуляра).

12

Микроскоп предназначен для работы в условиях УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69 - для работы в макроклиматических районах с умеренным климатом в лабораторных помещениях при температуре воздуха от 15 до

35°С. Общий вид микроскопа представлен на рис. 5.

Рис. 5. Общий вид микроскопа в сборе с образцом на столике

Образец фиксируется на рабочем столике микроскопа специальными прижимами, располагаясь исследуемой поверхностью вниз (рис. 6).

13

Рис. 6. Положение образца сплава на рабочем столике

Наблюдение структуры образца производится оператором через окуляры тринокулярной насадки (рис. 7). Расстояние между окулярами регулируется.

Рис. 7. Окуляры тринокулярной насадки: выделена ручка переключения изображения с камеры на окуляры

14

Сверху в тринокулярную насадку вставлена и надёжно закреплена видео-

камера с разрешением 5 mpx (рис. 8), которая позволяет делать качественные

цветные фотографии и производит видеосъемку поверхности шлифа.

Рис. 8. Видеокамера с USB-кабелем подключения к ПК

Общий вид слева и органы управления микроскопа представлены на рис. 9.

2

3

4

6

Рис. 9. Слева – общий вид, справа органы управления: 1 – ручка регулирования фокусировки оптической системы микроскопа; 2 – ручки регулирования переключения и положения диафрагмы косого освещения шлифа; 3 – ручки регулирования положения аппретурной диафрагмы; 4 – ручка регулирования освещенности поля диафрагмы; 5 – кнопа выключения питания (220V);

6 – штепсель питания микроскопа

15

Общий вид справа и органы управления микроскопа представлены на рис. 10.

Рис. 10. Общий вид микроскопа справа: 1 – тринокулярная насадка; 2 – рабочий столик; 3 – манипулятор положения столика; 4 – блок с объективами-насадками для изменения методик анализа (светлое поле, темное поля и поляризованный свет); 5 – блок освещения с галогенной лампой; 6 – сменные фильтры для придания контрастности структуры; 7 – ручки положения и освещенности полевой диафрагмы; 8 – сменные измерительные сетки; 9 - регулятор яркости освещающей лампы

Необходимо помнить, что положения ручек аппретурной и полевой диафрагм самостоятельно трогать категорически запрещается! Настойку микроскопа перед занятием проводит сам оператор из числа УВП или ППС кафедры.

16

Микроскоп может быть подключен через USB-кабель непосредственно к ноутбуку или персональному компьютеру для более наглядной демонстрации изображений структур сплавов во время лабораторных работ и их фотографирования (рис. 11).

Рис. 11. Вид на рабочее место оператора микроскопа

Металлографическому исследованию можно подвергать различные виды изделий из чугунов и сталей: от темплетов слябов до темплетов сложнопрофильных отливок нефтяных насосов (рис. 12).

17

Рис. 12. Примеры анализируемых объектов – образцов сплавов

Кроме инвертированного микроскопа для исследования шлифов чугунов и сталей кафедра располагает также неинвертированным микроскопом с увеличением от 40 до 600 крат (рис. 13).

Рис. 13. Неинвертированный микроскоп с цифровой камерой 3 mpx

18

Принцип его действия аналогичен инвертированному микроскопу с бинокулярной насадкой, однако образец располагается внизу относительно окулярной головки (рис. 14).

Рис. 14. Слева – рабочий столик неинвертированного микроскопа, справа – окулярная головка инвертированного микроскопа

Исследование макроструктуры сплавов производится с помощью дополнительных инструментов и приборов: таких как; а именно 5-7 кратная лупа, линейка, микроскоп МПБ-3 (рис. 15).

Рис. 15. Дополнительные инструменты и приборы для анализа макроструктуры чугунов и сталей

19

Неинвертированный и инвертированный микроскопы имеют возможность подключения через USB-кабель к ноутбуку или персональному компьютеру с последующим выводом изображения на экран проектора или электронной доску в аудитории даже при одновременном использовании (рис. 16).

Рис.16. Фотография рабочего места оператора микроскопов

Более подробная информация по настройке работы микроскопов,

условиям хранения и эксплуатации и прочее есть в технических паспортах приборов.

В заключение скажем несколько слов о методиках исследования шлифов.

Исследование по методу темного поля. Метод темного поля основан на эффекте, который достигается освещением объекта полым конусом света,

внутренняя апертура которого должна превосходить числовую апертуру применяемого объектива. Таким образом, ни один прямой луч не попадает в объектив: при отсутствии объекта поле зрения микроскопа будет темным, а при его наличии контрастный светлый объект будет виден на темном фоне в отраженном или рассеянном (диффузноотраженном) свете.

20