Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»

Бийский технологический институт (филиал)

И.В. Боткин, ю.Н. Косицын, п.И. Мазуров

Лабораторная работа №2 (4 часа)

Оценка качества металлов и сплавов методами макроанализа

Методические указания к лабораторной работе

Бийск 2009

УДК

Боткин И.В. Оценка качества металлов и сплавов методами макроанализа: Методические указания к лабораторной работе для студентов специальностей 151001, 190603, 170104, 240701, 240702, 240706, 160302, 220501, 260601 /И.В. Боткин, Ю.Н. Косицын, П.И. Мазуров.

Алт. гос. тех. ун-т, БТИ, - Бийск

Из-во Алт. гос. техн. ун-та, 2009. - 15с.

Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Материаловедение».

В указаниях изложены сведения об основных методах макроанализа, в том числе: анализ поверхности излома, определение ликвации серы в стальном прокате, определение совместной ликвации углерода и фосфора в сварном шве.

Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Металлорежущие станки и инструменты».

Протокол № ___от «___» «________________» 200_ г.

Рецензент: д.т.н., начальник отдела ФГУП «ФНПЦ «Алтай» Игонин Г.С.

©БТИ АлтГТУ, 2009

1 Цель работы

Ознакомиться с методикой приготовления макрошлифов и освоить методы выявления макроскопического строения и дефектов стали.

2 Предмет и содержание работы

2.1 Терминология и классификация методов макроанализа

Макроанализом называется изучение строения материалов невооруженным глазом или при увеличениях не более чем в 30 раз. На практике он получил широкое применение, поскольку имеет ряд преимуществ перед другими методами металлографических исследований. Эти преимущества следующие:

1. методы не требуют использования сложного, дорогостоящего оборудования;

2. макроанализ не требует значительных затрат по времени;

3. макроанализ не требует использования труда высококвалифицированных работников;

4. можно единовременно изучать довольно большие поверхности деталей.

Все современные способы макроанализа можно разделить на две принципиальные группы: анализ по поверхности изломов и анализ по поверхности макрошлифов.

2.2 Анализ изломов

Этот метод анализа проводится с целью установления причин разрушения (поломки) детали. Параллельно с этим устанавливают причины разрушения и выявляют виновников аварии. Таким образом, этот метод используется только в аварийных и арбитражных ситуациях. Наука, занимающаяся изучением изломов, получила название фрактография.

В практике фрактографии изломы классифицируются по виду и характеру строения. Так, например, по характеру строения изломы могут быть или хрупкими, или вязкими.

Хрупкие изломы обычно встречаются в материалах, подвергавшихся закалке. Их поверхность блестящая и мелкозернистая.

Вязкие изломы характерны для материалов, подвергавшихся отжигу или закалке с последующим высоким отпуском. Поверхности таких изломов, как правило, матовые.

Изломы могут быть крупно- или мелкозернистыми, шиферными, камневидными, нафталинистыми. Особый интерес представляют усталостные изломы, которые возникают в деталях, работавших при циклических нагрузках. При изучении поверхности таких изломов четко просматриваются две зоны. Одна зона зернистая, другая – без видимой зернистости, но со следами пластического отрыва одной части металла от другой (своеобразная шиферность). Образование усталостных изломов возможно только при одновременном наличии двух факторов – циклические нагрузки и внутренние дефекты, нарушающие сплошность металла (раковины, трещины, флокены).

Одним из достоинств анализа изломов является то, что это самый быстрый метод макроанализа. Вместе с тем, у него есть и серьезный недостаток, заключающийся в том, что он дает только общую картину причин разрушения детали. Поэтому, на сегодняшний день он не получил широкого применения на практике.