ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структурные методы исследования металлов и сплавов из "Технология металлов " Метод макроструктурного анализа (макроанализ) заключается в изучении поверхностного строения металлов и сплавов невооруженным глазом или, наприл ер, при небольших увеличениях при помощи лупы. [c.105] Макроанализ осуществляют чаще всего после предварительной подготовки исследуемой поверхности — после шлифования и травления специальными реактивами. Макроанализ позволяет наблюдать одновременно большую поверхность образца или детали. При помощи макроструктурного анализа можно установить величину, форму и расположение зерен и дендритов литого металла, характер предшествующей обработки металла и т. д. Кроме того, макроанализ дает возможность обнаружить газовые пузыри, усадочные пустоты, трещины, ликвацию серы, фосфора и т. д. [c.106] Ликвацией называется неоднородность химического состава в сплавах. Различают три вида ликвации зональную, по удельному весу и дендритную (внутрикристаллическую). [c.106] Зональная ликвация наблюдается в объеме слитка (см. рис. 52). По мере кристаллизации металл слитка будет все более сбогаш аться различными примесями, поэтому химический состав 1—3 зон будет различным. [c.106] Ликвацияпоплотности (удельному весу) наблюдается при сплавлении металлов, сильно различающихся по плотности (удельному весу). Так, в сплавах системы свинец—сурьма верхняя часть слитка будет обогащена сурьмой, а нижняя — свинцом, тем самым отличаясь от среднего состава сплава. [c.106] Дендритная ликвация наблюдается в объеме одного зерна. Чем больше температурный интервал между началом и концом кристаллизации, тем больше будут отличаться по составу отдельные участки внутри зерен. В дендритах (см. рис. 51) оси первого порядка обогащены более тугоплавким компонентом и в них содержание различных примесей бывает наиболее низким. Кристаллизующиеся в конце междендритные пространства содержат наибольшее количество более легкоплавких компонентов и различных примесей. В большинстве случаев ликвация является нежелательным явлением, так как в результате неоднородности химического состава сплава по сечению изделия получаются различия в свойствах. [c.106] Изучение макроструктуры нередко дополняется также исследованием излома металла, что нередко позволяет судить о причинах разрушения (усталостный излом, закалочные трещины и т. п.). [c.106] оксиды, сульфиды и т. д.). Для выявления самой микроструктуры металла поверхность шлифа подвергают травлению, т. е. обрабатывают специальными реактивами, состав которых зависит от состава металла. Выявление микроструктуры при травлении основано на том, что различные фазы протравливаются неодинаково и, таким образом, окрашиваются по-разному. Травление микрошлифов чистых металлов позволяет выявить форму и размеры отдельных зерен. Микроанализ позволяет установить величину, форму и ориентировку зерен, отдельные фазы и структурные составляющие, изменение внутреннего строения металлов и сплавов в зависимости от условий их получения и обработки и т. д. [c.107] При необходимости рассмотрения деталей структуры за пределами разрешающей способности оптических металломикроскопов (4Х X 10 мм) применяют электронный микроскоп, в котором изображение формируется при помощи потока быстро летящих электронов. Различают косвенные и прямые методы исследования структуры. Косвенные методы основаны на специальной технике приготовления тонких слепков — пленок (реплик), отображающих рельеф травленого шлифа. Исследуя полученную реплику, можно наблюдать детали структуры, минимальный размер которых равен 2—5 нм (20—50 А). [c.107] Разрешающая способность таких микроскопов достигает 0,3— 0,5 нм (3—5 А). Этот метод дает возможность наблюдать даже различные несовершенства кристаллического строения дислокации, дефекты упаковки, скопления вакансий и т. д. [c.107] При изучении механизма и кинетики разрушения анализ излома с помощью фрактографии дает возможность определять характер разрушения (хрупкое, пластичное, внутризеренное, межзеренное) и относительную скорость процесса, а также изменение этих характеристик по мере развития трещины, благодаря которой произошло разделение тела. [c.107] При изучении излома можно выявить зоны, где наиболее неблагоприятно сочетались условия нагружения, что нельзя выявить другими методиками, а также получить сведения о том, как протекал процесс разрушения. Информация, которую можно получить, применив макроанализ, оказывается очень ограниченной. Поэтому в настоящее время для фрактографии используют различные приборы вплоть до электронных микроскопов. [c.107] Для изучения атомнокристаллической структуры твердых тел широко применяют рентгенографические методы исследования, позволяющие устанавливать связь между химическим составом вещества, его кристаллической структурой и свойствами. [c.107] Вернуться к основной статье