Микроскопический анализ металлов

Микроскопический анализ (микроанализ) применяется для исследования металлов и сплавов (изучения кристаллического строения) при помощи металлографического микроскопа с увеличением от 50 до 2000 раз и больше с применением электронного микроскопа.

Микроанализ металлов и сплавов позволяет выявить форму зерен, их величину, наличие нескольких фаз.

Макроскопический анализ (макроанализ) заключается в определении строения материала (металла) невооруженным глазом или через лупу при небольших увеличениях (до 30 раз).

Основное назначение макроанализа состоит в определении нарушений сплошности металла, химической неоднородности и изменений, вызванных термической и химико-термической и термомеханической обработкой металла.

Шлифовку проводят на шлифовальном станке шлифовальными кругами и начинают с абразивов с максимальным размером частиц (от 0,075 до 0,18 мм) до удаления следов резки.

Механическую полировку также проводят с крупным и мелким абразивом (или полирующим веществом). Обычно полируют на горизонтальном круге, покрытом сукном с коротким ворсом. Используют суспензии или пасты, содержащие полирующие вещества.

Полирующие вещества для сталей пониженной твердости – окиси алюминия, магния, хрома; для сталей повышенной твердости и чугунов – алмазные порошки разной дисперсности.

Травление применяется с целью выявить различные параметры структуры (зернистость), оценить распределение фаз, ориентировку зерен, признаки пластической деформации, распределение легирующих элементов.

В настоящее время применяется обычное и пленочное травление.

При обычном травлении подбирается такой реактив, чтобы вытравливалась одна из фаз, вступая в химическую реакцию с травителем.

Пленочное травление основано на возможности получения на поверхности шлифа тонких пленок окислов или осадков сложного химического состава.

Микроструктура феррита, аустенита, доэвтектоидной стали, эвтектоидной стали

Микроструктура заэвтектоидной стали и белых чугунов

Микроструктура отожженной, закаленной и нормализованной стали 35

Микроструктура стали 05: отожженной,

деформированной, рекристаллизованной и нормализованной.

Микроструктуры чугунов: ВЧ60-5, ВЧ 80-2, КЧ 35-10, СЧ00, СЧ10, СЧ 20, СЧ 30, СЧ 30.1, половинчатый

Макродефекты материалов

Усадочная раковина - представляет собой полость, образовавшуюся вследствие уменьшения объема жидкого металла при его затвердевании. Внутренняя поверхность усадочной раковины неровная, с мелкими выступами и впадинами.

Газовые раковины в литом металле представляют собой полости (округлые, овальные или продолговатые - в виде каналов), образовавшиеся в результате выделения газов при кристаллизации.

Ликвация представляет собой неоднородность сплавов по составу, образующуюся при их затвердевании.

Ликвацией называется также процесс создания такой

неоднородности. Различают дендритную и зональную ликвации. Дендритная ликвация - неоднородность по составу осей и межосных участков в объеме дендрита. Зональная ликвация -

неоднородность по составу различных зон слитков.

Точечно-пятнистая неоднородность типична для высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов представляет собой локальные участки, обогащенные ликвирующими примесями в виде избыточных фаз.

Микроструктура дефектов стали: оксиды возле газовой раковины, деформированные сульфиды, сульфиды в литой стали, дислокации

Ликвационный квадрат (круг) - дефект, выявляющийся в поперечных макрошлифах деформированного металла; представляет собой структурную неоднородность в виде различно травящихся зон, контуры которых повторяют форму слитка (рис. 10.1). Причина образования ликвационного квадрата - зональная ликвация в сочетании с дендритной. Примеси (фосфор, кислород, сера и др.) оттесняются к концу зоны столбчатых кристаллов, обогащая слой жидкого металла, расположенный за этой зоной.