ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлографическое исследование строения металлов и сварных соединений из "Металловедение " Металлографические методы исследования металлов и сварных соединений позволяют определить размеры, форму и взаимное расположение кристаллов, а также неметаллические включения, трещины, раковины и т. д. [c.73] Различают макроскопический и микроскопический методы изучения строения металлов. Макроскопический метод — исследование строения металлов и сварных соединений невооруженным глазом или с применением лупы, дающей увеличение в 5—10 раз. Микроскопический метод — исследование строения металлов или сварных соединений с помощью микроскопа. [c.73] Так как все металлы непрозрачны, то их строение можно исследовать на изломах или специально подготовленных шлифах. Исследование строения по изломам часто применяют при анализе причин разрушения деталей машин, аппаратов и элементов стальных конструкций. Макроструктурный метод используется также для ориентировочного определения глубины закаленной зоны инструментальных сталей, глубины цементованного слоя и т. д. [c.73] Изучение макроструктуры металла обычно проводят на специально подготовленных шлифах. В этом случае деталь или изделие разрезают. Поверхность, которую необходимо исследовать, тщательно обрабатывают под плоскость на металлорежущем станке. Если деталь разрезали при помощи газовой горелки, то необходимо снимать весь слой металла, в котором произошло изменение структуры в результате нагрева пламенем горелки. Обычно глубина этого слоя для сталей, применяемых в котло- и турбинострое-нии, не превышает 10—12 мм. Затем поверхность следует отшлифовать на плоско-шлифовальном станке и наждачной бумагой. Для выявления структуры металла его необходимо подвергнуть травлению. В процессе травления кристаллы растворяются с различной скоростью, так как они по-разному ориентированы относительно исследуемой поверхности. Свойства же кристаллов, в том числе и растворимость в химических реактивах, разные в разных направлениях. Границы между кристаллами содержат повышенный процент примесей, поэтому они растворяются быстрее кристаллов. Иногда травлением получают различную окраску структурных составляющих сплава. Поэтому в результате травления можно получить четкую картину кристаллического строения металла. [c.73] Травитель сильнее разъедает трещины, закатанные плены, пористые участки и слабее — основной металл. [c.73] Образец для металлографического исследования вырезают из сварного соединения поперек оси шва. Образец должен включать в себя как шов, так и зону термического влияния. [c.74] На рис. 51, а, б показаны типичные макроструктуры сварных соединений паропроводов. В наплавленном металле сварного стыка, показанного на рис. 51, а, имеются газовые раковины недопустимых размеров. Соединение, показанное на рис. 51, б, выполнено качественно. [c.74] Допускаются видимые невооруженным глазом мелкие поры и шлаковые включения в количестве не более пяти штук на 1 см площади поперечного сечения шва. Максимальный линейный размер отдельного дефекта по наибольшей протяженности не должен быть более 1,5 мм, а сумма максимальных линейных размеров всех дефектов — не более 3 мм. [c.75] Паропроводные и коллекторные трубы, котельные листы, а также ряд других изделий и полуфабрикатов исследуют на однородность распределения серы по сечению. Для этого пользуются методом Баумана, который сводится к получению отпечатка поверхности образца на поверхности бромосеребряной фотобумаги. Бумага смачивается на свету в 2—5%-ном растворе серной кислоты и плотно накатывается эмульсионной стороной на поверхность образца. В местах скопления серы идет реакция между сульфидами железа или марганца, в виде которых содержится сера в металле, с серной кислотой. Происходит реакция замещения, в результате которой выделяется сероводород. Он взаимодействует с бромистым серебром фотобумаги и образует сульфид серебра, имеющий коричнево-бурый цвет. Участки фотобумаги, соприкасавшиеся с местами скопления серы, окрашиваются соответственно в темно-бурый цвет. Участки, соприкасавшиеся с местами пониженной концентрации серы, окрашиваются в светло-желтый цвет. Затем отпечаток промывают в воде для удаления остатка кислоты, закрепляют в гипосульфите, еще раз промывают и высушивают. [c.75] На рис. 52, а показан отпечаток по Бауману стального котельного листа из кипящей малоуглеродистой стали. Такая структура, когда лист состоит из трех слоев, резко отличающихся по химическому составу, называется трехслойной. Она нежелательна. Черные полоски вдоль направления прокатки — следы вытянутых сульфидов. [c.75] На рис. 52, б показан отпечаток швеллера из малоуглеродистой спокойной стали. Средняя часть сечения швеллера, полученная из средней зоны стального слитка, содержит повышенный процент серы. По контуру сечения, полученному из зоны дендритов слитка, содержится меньше серы. Эта часть сечения получилась на отпечатке светлой. [c.75] Микроскопический анализ строения металлов и сварных соединений позволяет наблюдать непосредственно их строение при увеличении до 2000 раз. Обычно пользуются увеличением от 100 до 800 раз. [c.76] Впервые микроскоп был применен для исследования структуры стали в 1831 г. выдающимся русским металлургом П. П. Аносовым. [c.76] Исследования и фотографирование микроструктуры проводят с помощью специального металлографического микроскопа. На рис. 53, а показан микроскоп МИМ-7, а на рис. 53, б — его упрощенная схема. [c.76] Микроскоп снабжен системой светофильтров 16. [c.77] На рис. 54 показана структура технически чистого железа. Четко видны границы между зернами феррита. [c.78] Подготовленная поверхность шлифа обезжиривается ватным тампоном, смоченным этиловым спиртом. [c.78] Травление проводят чаще всего 4%-ным раствором азотной кислоты в спирте. Для лучшего выявления микроструктуры процесс полировки и травления обычно повторяют несколько раз. [c.78] Подготовленный таким образом шлиф можно изучать либо непосредственно на объекте при помощи переносного оптического микроскопа, либо, сняв слепок со шлифа и исследуя уже его при помощи стационарного микроскопа, в лаборатории. [c.78] Вернуться к основной статье