2.2.2. Выявление дефектов, нарушающих сплошность металла.

Для выявления усадочной рыхлости, раковин, газовых пузырей, пор, пустот и трещин в литом металле, а также в кованых и катаных заготовках целесообразно применять макрошлифы, изготовленные в поперечных сечениях. Дефекты сварных соединений чаще выявляются на продольных шлифах. Для этой цели применяют реактивы глубокого и поверхностного травления.

Реактивы глубокого травления используют преимущественно для анализа слитков (отливок) и проката (поковок). Например, для углеродистых и некоторых легированных сталей можно применить 50%-ый водный раствор соляной кислоты. Травление производят при в течение 15…40 минут в зависимости от степени легирования стали. Макрошлиф предварительно обезжиривают спиртом и погружают в ванну с реактивом, установленную на водяной бане. Травление ведут в вытяжном шкафу с соблюдением мер предосторожности. Для получения светлой поверхности и более чёткой картины макрошлиф промывают водой и 10%-ым водным раствором азотной кислоты.

На участках поверхности макрошлифа с более развитой активной поверхностью, т.е. с порами, раковинами, трещинами и т.п. агрессивное действие реактива проявляется более сильно. Поэтому после травления дефектные места более сильно растворяются и их можно наблюдать невооружённым глазом или с помощью лупы.

Реактивы поверхностного травления хорошо выявляют крупные поры, шлаковые включения, трещины, рыхлости и другие дефекты, выходящие непосредственно на поверхность макрошлифа. Преимущество этих реактивов в их меньшей агрессивности и простоте обращения с ними. Примером может служить 15%-ый водный раствор персульфата аммония . Предварительно отшлифованную и очищенную от грязи поверхность обезжиривают спиртом или ацетоном и травят путём втирания реактива ватным тампоном (иногда макрошлиф опускают в реактив). Травление длится 2…3 минуты, после чего макрошлиф промывают в воде и в водном растворе соды и, наконец, высушивают фильтровальной бумагой.

Рис.2. Макрошлиф сварного соединения после травления

На рис.2. показан макрошлиф сварного соединения после травления 15%-ым водным раствором персульфата аммония. Видно, что травление не только выявляет дефекты, нарушающие сплошность металла, но и помогает зафиксировать конфигурацию сечения сварного шва, т.е. выявить границу между основным и наплавленным металлом, зону термического влияния, а также кристаллическое строение наплавленного металла. Таким же образом можно выявить и дендритное строение стального слитка и отливки, образовавшиеся в результате первичной кристаллизации.

2.2.3. Выявление волокнистого строения стальных заготовок.

В процессе обработки давлением неметаллические включения и неоднородные по составу и структуре первичные кристаллы (дендриты) вытягиваются вдоль направления деформации, образуя характерную продольную волокнистость.

Волокнистое строение характеризуется резко выраженной анизотропией свойств, что важно для деталей, работающих с повышенными удельными нагрузками, особенно динамическими. К ним относятся шестерни, коленчатые валы, шатуны, клапаны и т.д. Для таких изделий необходимо, чтобы волокна не перерезались при обработке заготовок на металлорежущих станках, а повторяли бы контр детали. Это достигается правильным выбором способа получения заготовок.

Волокна металла вследствие неодинакового химического состава и строения имеют различную травимость. Поэтому волокнистое строение может быть выявлено приведённым выше реактивом Гейна. Ввиду того, что сульфиды также участвуют в образовании волокна, в некоторых случаях удовлетворительные результаты могут быть получены путём снятия серных отпечатков по Бауману.

Таким образом, выявив волокнистое строение деталей, можно установить и способ получения соответствующих заготовок (см. рис. 3.)

а) б)

Рис.3. Волокнистое строение заготовок, полученных: а) прокаткой и обработкой резанием; б) штамповкой;