Лабораторная работа N1 “Металлографические методы исследования структуры металлов и сплавов”
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Цель работы - ознакомление с методами металлографического ана¬лиза металлических материалов, получение навыков работы с металлогра¬фиодским микроскопом и определение размера зерен технически чистых ме¬таллов.
1.1 Основные теоретические сведения В процессе производства металла (выплавки, разливки в слитки, горячей и холодной деформации, механической обработки, сварки, термической обработки) формируется структура, но одновременно возника¬ют и частично "залечиваются* дефекты металлургического производства. Металлографический анализ предусматривает выявление дефектов, особен¬ностей структуры и, как следствие, прогнозирование поведения металлов в эксплуатационных условиях. Металлографический анализ включает стандартные испытания и экс¬пертизные исследования в заводских условиях. Структуру металлов и сплавов можно изучать на различном уровне, поэтому методы испытания подразделяют на макро- и микроскопические.
Макроскопический анализ предусматривает изучение изломов и макрошлифов невооружённым глазом (или с помощь» лупы до 30 х). Изучение изломов называется фактографией. В качестве объектов исследования могут быть стандартные образцы после ударного изгиба или аварийные (инициированные) изломы изделия при экспертизной работе. Фактография может проводиться невооружён¬ные пазом или с помощью лупы. При этом получают информацию о наличии дефектов и характере разрушения.
Дефекты подразделяет на поверхностные и внутренние. К поверхностным относятся дефекты, которые полностью или частично входят на поверхность материала. Обычно они образуются в процессе пластической обработки металла (ковки и прокатки) и предсталяют собой раскованные или раскатанные дефекты литья (раскатан¬ные пузыри, трещины), а также шлифовочные и термические трещины. В н у т р е н н и е дефекты располагаются вблизи под поверхностной зоны и внутри металла. К ним относятся усадочные раковины, поры, рыхлости, расслоения, неметаллические включения, газовые пузыри.
Кроме дефектов при первичном осмотре изломов устанавливают характер разрушения (хрупкий, вязкий, хрупковяз¬кий, вязкохрупкий) и его особенности (внутризеренный, межзеренный).
Микроскопический анализ является основ¬ный при исследований структуры металлических материалов. Он проводит¬ся на микрошлифах, полученных на металлическом объекте небольшого размера, вырезанном из наиболее ослабленного или нагруженного сечения изделия. Объект шлифуется на 4 - б шлифовальных бумагах, затем поли¬руется и поверхность образца подвергается травлению обычно в слабых растворах кислот.
1.2 Устройство металлографического микроскопа.
Микроскоп представляет собой комбинацию двух увеличивающих оптических систем – объектива и окуляра Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра
Разрешаемое объективом расстояние определяется соотношением
3. Материалы и методика эксперимента.
Структуры бывают анизотропные, изотропные и частично ориентированные.
m – величена характеризующая удельное число;
z – число пересечений жесткого контура.
Размер кристаллитов влияет на многие свойства металлов, оттого его определение во многих случаях обязательно. Зёрна попадают в плос¬кость шлифа произвольными сечениями, поэтому даже если бы все зёрна в металле имели одинаковую форму и размеры, их сечения плоскостью шлифа всё равно были бы различными. Одним из основных параметров размера зёрен металла или включений вторых фаз является средняя хорда ( ), определяемая по отрезкам произвольных секущих, отсекаемым гра¬ницами зёрен. Если зёрна представить в виде полиэдров (многогранников), то их пространственный размер выражается через среднюю хорду
Метод неподвижного шлифа. Подсчитывают число зерен, приходящихся на длину выбранной секущей. Длину секущей подсчитывают по формуле
Натуральная длина секущей
N Размер зерна 1 20 2 22 3 25 4 30 5 20 среднее 22,4 Средний диаметр зерна равен 0,224 мм
Количество зерен пересекаемых секущей – 1
Средняя хорда зерен
Выбираем параметры и номер зерна.
Номер зерна Средняя площадь сечения зерна
Среднее число зё¬рен на площади I ,шт. Среднее число зёрен на I , шт. Средний диаметр зерна, мм Средний условный диаметр зерна, мм I 0,0625 16 64 0,250 0,222. 2 0,0612 32 181 0,177 0,157 3 0,0156 64 512 0,125 0,111 4 0,00781 128 1448 0,088 0,0783 5 0,00390 256 4096 0,062 0,0553 6 0,00195 512 11585 0,044 0,0391 7 0,00098 1024 32768 0,031 0,0267 8 0,00049 2048 92682 0,022 0,0196 9 0,000244 4096 262144 0,015 0,0138 10 0,000122 8192 741485 0,011 0,0099 11 0,000061 16384 2097152 0,0079 0,0069 12 0,000031 32768 5931008 0,0056 0,0049 13 0,000015 65536 16777216 0,0039 0,0032 14 0,000008 131072 47449064 0,0027 0,0027
Выбираем из таблицы 1-й номер зерна.
Выводы
Чистые материалы имеют поликристаллическое строение, характеризуемое метрическими характеристиками в частности размером зерна. Что определяет механические свойства.
Через несколько секунд вы получите ответное СМС сообщение с кодом доступа.
Обратите внимание на формат сообщения, на пробел между словами. Все буквы в сообщении латинские. В случае ошибки в сообщении, услуга считается оплаченной.
Ошибка соединения с сервером. Пожалуйста, обновите вашу тарифную сетку!
RSS 2.0
