Выявление макроструктуры закаленной стали

Для выявления макрострук­туры от детали отрезают элемент, который нас интересует. Резание следует проводить при постоянном и обильном охлаждении водой, чтобы избежать перегрева поверх­ности. Полученную поверхность среза шлифуют на наждачной бу­маге средней зернистости. Затем образец помещают в муфельную печь, нагревают его до температур 300…350 ⁰С и выдерживают при этих температурах около одного часа.

Этот метод основан на том, что в процессе выдержки на поверхности шлифа появляются окисные пленки (цвета побежалости), цветовой оттенок которых зависит от концентрации углерода. В закаленной части детали, за счет присутствия мартенсита, концентрация углерода выше, чем на участках, не подвергавшихся закалке. При рассматривании поверхности шлифа участки, подвергавшиеся закалке,

будут иметь темно-синий цвет, а участки, не подвергавшиеся закалке, будут светло-синими (рисунок 9). У деталей, подвергавшихся сквозной закалке, поверхность шлифа будет иметь однотонный темно-синий цвет по всему сечению. Измерив с помощью лупы ширину темно-синей зоны, можно судить о толщине закаленного слоя.

Рисунок 9 – Срез детали, подвергнутой химико-термической обработке

Выявление макроструктуры цементованных деталей

Образец готовят так же, как и в предыдущем случае. Однако здесь для выявления макроструктуры потребуется кислый спиртовой раствор хлорной меди: 2 г CuCl₂∙H₂O + 1 мл HCl на 100 мл спирта. Травление в таком растворе проводится в течение 1…2 минут путем погружения в него образца. После травления можно заметить, что сердцевина, где цементация не проходила, будет покрыта слоем меди, а поверхностный слой будет свободным от меди.

Цементованный слой можно выявить, используя и раствор гипосульфита. При этом высокоуглеродистая часть (поверхностный слой) будет более темной, а зона насыщения углеродом – более светлой.

Оборудование, технические средства, инструмент

При проведении лабораторной работы используются: шлифовальный станок, фарфоровая чашка, щипы, бинокулярный микроскоп, лупа, реактив для травления (хлористая медь CuCl₂ 85 г + хлористый аммоний NH₄Cl 53 г + вода H₂O 1000 мл – реактив Гейне), 5 %-ный раствор серной кислоты, фиксатор (тиосульфат натрия), глянцевая бромсеребрянная бумага, фильтровальная бумага, вата, образцы сплавов.

Порядок выполнения работы

1) Каждый студент получает от преподавателя персональное задание по выявлению макроструктуры и оценке качества.

2) Для проведения исследований студенту выдаются образец, необходимые реактивы, приспособления и вспомогательные материалы (наждачная бумага, фильтровальная бумага, вата, спирт, кюветы и стеклянные пластины).

3) Студент должен выбрать на образце исследуемую поверхность и прошлифовать ее до равномерного светового оттенка по всей поверхности.

4) Смочить ватку спиртом и протереть ею шлифованную поверхность.

5) Провести травление исследуемой поверхности, а полученную фигуру травления зарисовать в свой отчет. В случае получения фотоотпечатка, его необходимо вклеить в отчет.

6) Зарисовать макроструктуры других студентов, выполнявших данную работу

7) Каждую макроструктуру описать и сделать необходимые выводы о качестве исследуемой детали.

8) Оформить отчет в соответствии с разделом 5.

Контрольные вопросы

1) Что называется макроанализом?

2) Каковы преимущества макроанализа перед другими методами металлографического анализа?

3) Как классифицируются методы макроанализа?

4) Для какой цели изучаются изломы?

5) Что называется фрактографией?

6) Чем отличаются хрупкие изломы от вязких?

7) Что собой представляют усталостные изломы?

8) При каких условиях возникают усталостные изломы?

9) Что называется макрошлифом?    

10) Что можно выявлять с помощью макрошлифов?

11) Что собой представляют реактивы глубокого травления?

12) Что можно выявлять с помощью реактивов глубокого травления?

13) Каковы недостатки реактивов глубокого травления?

14) Что собой представляют реактивы поверхностного травления?

15) Что можно выявлять с помощью реактивов поверхностного травления?

16) Назовите характерные признаки литой структуры.

17) Какими свойствами обладают литые структуры с позиции их строения?

18) Назовите характерные признаки волокнистой структуры.

19) Почему детали, полученные ковкой или штамповкой, обладают лучшими прочностными свойствами?

20) Какова сущность метода Баумана?

21) Как по методу Баумана можно оценить качество материала (детали)?

22) Какова сущность определения совместной ликвации углерода и фосфора в сварных швах?

23) Как можно оценить качество сварного шва и квалификацию сварщика?

24) Как можно установить, что деталь подвергалась закалке?

25) Как можно установить, что деталь подвергалась цементации?

Задания

1) Выявить строение материала, определить степень ликвации сплава.

2) Определить совместную ликвацию углерода и фосфора в сварном шве.

3) Выявить макроструктуру закаленной стали.

Лабораторная работа №3.ОСНОВЫ МИКРОАНАЛИЗА.

Цель работы

     Данная работа предусматривает изучение сущности и задач микроанализа; изучение методики подготовки образцов и методов выявления тонкой струк­туры металла; изучение устройства светового металлографического микроскопа и приобретение навыков его настройки; приобретение навыков выявления микроструктур

Предмет и содержание работы