Предмет и содержание работы

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.

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.

Анализ по поверхности макрошлифов

Макрошлифом называется специально вырезанный образец, одна из поверхностей которого отшлифована и протравлена. С помощью макрошлифов можно выявлять:

1) волокнистое или дендритное строение материала;

2) способы изготовления детали и качество ее обработки;

3) наличие дефектов, нарушающих сплошность металла (раковины, трещины, флокены, усадочную рыхлость и пористость);

4) определить степень ликвации сплава;

5) проводить аттестацию рабочих по некоторым видам профессий.

Для выявления макроструктуры используются реактивы, которые по характеру воздействия на исследуемую поверхность делятся на реактивы глубокого и реактивы поверхностного травления.

К реактивам глубокого травления относятся практически все концентрированные кислоты с рабочей температурой 60…70 градусов. Такие реактивы позволяют весьма эффективно выявлять дендритное или волокнистое строение, наличие дефектов, нарушающих сплошность металла, наличие усадочной пористости или рыхлости. Однако для выявления ликвационных зон они менее эффективны, по сравнению с реактивами поверхностного травления.

К недостаткам реактивов глубокого травления следует отнести их высокую токсичность, что требует применения специальной защитной одежды и мощной вентиляции в помещении. Все это сдерживает широкое применение на практике таких реактивов.

Более широкое применение получили реактивы поверхностного травления, к которым относятся разбавленные водные растворы кислот, солей и щелочей. С их помощью можно выявлять дендритную и волокнистую структуры, правда, с меньшей эффективностью, чем это делают реактивы глубокого травления. Зато это единственные реактивы, позволяющие проводить аттестацию рабочих по некоторым видам профессий. С помощью реактивов поверхностного травления невозможно выявлять наличие усадочной пористости и рыхлости.