|
||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Определение химической неоднородности сталиХимическая неоднородность стали изучается методами поверхностного травления и отпечатков. Выявления ликвации фосфора, наряду с описанным выше реактивом Гейна,осуществляют реактивами Обергоффера и Стэда. Реактив Обергоффера (3 мл НС1; 0,2г СиС12·2Н2О; 3гFеС13; 0,1г SnCl2; 10мл спирта; 100 мл воды) обеспечивает медленное и равномерное формирование картины травления. Темплет подвергают травлению после тщательного шлифования, полирования и сушки. Обогащенные фосфором места остаются гладкими, в то время как обедненные им становятся шероховатыми из-за образования на них тонкой медной пленки. Контрастность выявления макроструктуры можно повысить, используя многократное промежуточное полирование и повторное травление. При травлении реактивом Стэда (5 мл НС1; 25г СиС12 ·2Н2О; 20г MgCl2; 500мл спирта;100 мл воды) несколько капель реактива наносят на поверхность шлифа и примерно через 1 мин сливают. Этот процесс повторяют до достижения желаемой степени вытравливания структуры. Образование медного слоя на поверхности темплета начинается на свободных от фосфора участках и постепенно распространяется на участки феррита с незначительным содержанием фосфора. В результате длительного травления только участки с высоким содержанием фосфора остаются без медного покрытия. Распределение серы определяют методом серного отпечатка (метод Баумана). Поверхность макрошлифа обрабатывают на шлифовальных шкурках № 12 и 8 и протирают тампоном, смоченным в спирте, для удаления загрязнений. При снятии отпечатков с высокосернистых (автоматных) сталей макрошлифы предварительно протирают тампоном, смоченным в 2—5 %-ном растворе H2SO4, удаляя при этом продукты первичной реакции. Отпечатки снимают на бромсеребряную фотобумагу, соответствующую размерам темплета. Листы фотобумаги выдерживают 5÷8 мин на свету в 2—5 %-ном водном растворе серной кислоты, слегка просушивают между листами фильтровальной бумаги и накладывают эмульсионной стороной на поверхность макрошлифа. С обратной стороны фотобумагу непрерывно проглаживают резиновым валиком или тампоном; не допуская ее смещения, до полного удаления пузырьков газа, образующихся при реакции. Отпечатки снимают при температуре около 20°С в течение 3÷15 мин в зависимости от легирования стали и содержания в ней серы. Сернистые включения (FeS, MnS), имеющиеся в поверхностных участках металла, реагируют с серной кислотой, оставшейся на фотобумаге: MnS (FeS) +H2SO4 ® H 2S+ MnSO4 (FeSO4)
Образующийся сероводород непосредственно против очагов выделения воздействует на кристаллики бромистого серебра фотоэмульсии: H2S+2AgBr ® Ag2S+2HBr.
Темные участки сернистого серебра, образующиеся на фотобумаге, показывают форму и характер распределения сульфидов. Отпечаток считается готовым при потемнении фотобумаги от светло-коричневого (на легированной стали) до темно-коричневого цвета (на углеродистой стали с повышенным содержанием серы, а также фосфора). Снятую с микрошлифа фотобумагу промывают в проточной воде и обрабатывают фиксажем в течение 20—30 мин, после чего снова промывают 10 мин в воде и просушивают. Если в стали и чугуне содержится повышенное количество фосфора, то он в отдельных участках из-за значительной ликвации может также участвовать в реакции с бромистым серебром, образуя фосфиды серебра темного цвета; Присутствие свинца в стали и его скопления выявляют методом Брэгга. Подготовленный макрошлиф опускают в 10 %-ный раствор надсернокислого аммония, выдерживают до получения серой окраски, промывают в проточной воде до удаления серого налета и высушивают. Бромсеребряную фотобумагу обрабатывают для удаления солей серебра фиксажем в течение 7÷10 мин, промывают в проточной воде и высушивают. Затем фотобумагу замачивают в течение 5÷7 мин в 5 %-ном водном растворе едкого натра, слегка просушивают фильтровальной бумагой и накладывают эмульсионной стороной на образец. Протиркой ватным тампоном в течение 5 мин обеспечивают плотный контакт фотобумаги с поверхностью образца. Готовый отпечаток погружают на 10÷15с в 5 %-ный раствор сульфида натрия, промывают и высушивают. При наличии в стали свинца отпечаток приобретает светло-коричневый цвет с темными пятнами в местах ликвации. При отсутствии свинца цвет бумаги не изменяется. Полученные отпечатки оценивают сравнением с внутризаводскими эталонами; проводят описание наблюдаемого распределения серы или свинца. На рис. 1-5 представлены отпечатки макроструктуры рельсов в поперечном сечении, а также сварные швы, выполненные методом Баумана.
Рис. 3 Макроструктура сварочного шва, Х 0,8. Сварка удовлетворительная. Травление: 5% раствор азотной кислоты.
Рис. 4 Макроструктура сварочного шва, Х 0,8.Сварка неудовлетворительная.
Рис. 5 Макроструктура образцов листовой стали, Х 0,4. а) закатанное газовое включение; б) закатанное силикатное включение.
5. Определение неоднородности в структуре, созданной термической и химико-термической обработкой.
Толщину закаленного слоя устанавливают по виду излома: он более мелкозернистый, а при закалке без перегрева - фарфоровидный. Чтобы более точно установить толщину этого слоя, образец шлифуют по излому (перпендикулярно оси) и травят в течение 3 мин в 50 %-ном растворе соляной кислоты при 80оС. Закаленный слой приобретает более темную окраску. Наружный цементованный и закалившийся слой также имеет в изломе более мелкое зерно, а при цементации и закалке без перегрева матовый фарфоровидный (шелковистый). По толщине этого слоя судят о глубине цементации. Более точно толщину цементованного слоя можно определить шлифованием места излома (перпендикулярно оси) и травлением в реактиве состава: 2г СиС12·2Н2О и 1мл НС1 на 100 мл спирта в течение 1÷2 мин. Мягкая нецементованная сердцевина покрывается красноватым налетом меди вследствие вытеснения ее железом из реактива, а цементованный слой остается нетронутым. Обезуглероженный слой в изломе прутков поперек волокна отличается светлой крупнозернистой структурой. При необходимости полного макроскопического исследования, а также определения нарушений сплошности металла и дефектов строения, целесообразно придерживаться следующей последовательности: сначала травить образец реактивом поверхностного травления, затем снова шлифовать и определять распределение серы по отпечатку на фотобумаге, после чего производить глубокое травление для определения нарушений сплошности. Контрольные вопросы
1. Какие задачи решаются методами макроскопического анализа? 2. Как выявляется волокнистость деформированного металла и дендритное строение литого металла? 3. Как выявляются мелкие трещины и мелкие поры? 4. Как выявляется зональная ликвация серы и фосфора?
Литература
1. Б.Н. Арзамасов Материаловедение. М.Машиностроение,2005,.383 с 2. Р.Циммерман,К.Гюнтер Металлургия и материаловедение.Справочник М.Металлургия,1992, 478с. 3. А.П. Гуляев Металловедение. М.Металлургия,1997, 646 с.
Содержание работы
1. Каждый студент или бригада из 2-3 студентов получают 3 образца- темплет, вырезанный из проката или разрезанная поковка, образец разреза сварного шва и образец продольного разреза верхней части стального или чугунного литника. 2. Макрошлифы шлифуются на шлифовальной шкурке, уложенной на толстое стекло или ровную металлическую плиту. 3. Подбирается метод исследования в зависимости от поставленной задачи, выявляются макроструктуры горячедеформированного металла, сварного шва, ликвации серы и фосфора на макрошлифе литника. 4. Результаты зарисовываются в лабораторную тетрадь, рисунки описываются и анализируются. Содержание отчета
1. Цель работы - ознакомление с методами макроанализа металлов. 2. Описание методов выявление пор, трещин, рыхлости, дендритного строения, волокнистости, ликвации серы и фосфора. 3. Описание хода работы. 4. Рисунки, отпечатки макрошлифов и их описание. 5. Анализ результатов исследования
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.) |