2. ВЫРЕЗКА ОБРАЗЦА

Образец чаще всего отбирается от большого объема материала. Выбор места вырезки образца связано с целью металлографического анализа. Если необходимо определить природу дефекта в сплаве, то образец вырезается таким образом, чтобы плоскость шлифа пересекла этот дефект. При изучении деформации в материалах необходимо отобрать два образца: плоскость шлифа одного из них должна быть перпендикулярна, а другого – параллельна главной оси деформации. Причины разрушений могут быть лучше изучены, если образцы вырезаются таким образом, что плоскость шлифа пересекает место разрушения. Во всех случаях при выборе наиболее подходящего места вырезки образца необходимо помнить, что образец должен давать истинное представление о микроструктуре изучаемого материала [2].

Применительно к алюминиевым отливкам, получаемым в «Учебном центре литейных технологий», это преимущественно плоские и цилиндрические тела. Для цилиндрических отливок образец вырезается на половине длины отливки высотой 20-25 мм. Схема вырезки образца представлена на рис. 2.1, а. Для плоских отливок образец вырезается из центральной части отливки и имеет высоту 20-25 мм (рис. 2.1, б).

Многообразие сплавов и физико-химических и механических свойств, а также форма и размеры образцов требуют в каждом случае определенных способов их вырезки: абразивной, электроискровой резки, резки пилой, отрезки путем точения и фрезерования и др.

7

Рис. 2.1. Схема вырезки образца:

а– для цилиндрических отливок; б – для плоских отливок

2.1.АБРАЗИВНАЯ РЕЗКА

Под абразивной резкой понимают способ обработки материалов резанием с помощью тонких дискообразных абразивных кругов со скоростями от 20 до 100 м/с. При этом либо закрепленная деталь или образец перемещается относительно отрезного абразивного круга, либо подвижный круг перемещается относительно неподвижного образца. Характерными для процесса являются высокие скорости резания, а также боковое трение отрезного абразивного круга относительно поверхностей реза. Преобладающая доля кинетической энергии вращающегося инструмента превращается в тепловую энергию, которая по обеим сторонам абразивного круга и под его периферийной частью поглощается материалом и отводится в направлении его менее нагретых частей. Температура в зоне контакта может превышать 1000 °С. Возникает опасность структурных изменений, обусловленных нагревом. Глубина поврежденного слоя в

9

некоторых случаях достигает 1500 мкм. Глубина этого слоя зависит от типа разрезаемого материала; как правило, она обратно пропорциональна твердости материала [1, 4].

При применении абразивных кругов резка должна производиться «мокрым» способом. На место резки должна быть направлена обильная струя воды или водно-масляной охлаждающей эмульсии. При резке «мокрым» способом получается гладкая поверхность, при этом поверхность предохраняется от чрезмерного нагрева, вызывающего изменение структуры.

2.2. РЕЗКА ПИЛОЙ

Резка пилой является наиболее традиционным из используемых методов резки образцов. При этом способе используются ножовки, механические или ленточные пилы. Повреждение поверхности образца при резке пилой создается главным образом вследствие механической деформации, нагрев поверхности за счет трения вызывает относительно небольшие повреждения.

При резке необходимо применять смазочные материалы, масло или водно-масляную эмульсию для уменьшения выделяющегося при трении тепла, которое может вызвать изменение микроструктуры образца.

Образующиеся при резке пилой поверхности волнистые и очень шероховатые. Глубина наклепанного слоя достигает 50-350 мкм [2].

В условиях «Учебного центра литейных технологий» и с учетом типа отливок вырезка образца пилой является оптимальной.

2.3. ВЫРЕЗКА ТОЧЕНИЕМ И ФРЕЗЕРОВАНИЕМ

Вырезка точением и фрезерованием проводится на токарном и фрезерном станках соответственно. На качество поверхности образца (шероховатость, наклеп) влияют твердость сплавов и инструментов, скорость подачи, глубина резания. Для уменьшения степени наклепа и глубины наклепанного слоя при механической обработке

10