Б. Макроаналіз шліфів

Виявлення дефектів, що порушують суцільність матеріалу. Д ля виявлення дефектів, що порушують суцільність металу таких як усадочна рихлість, раковини, газові пузирі, пустоти, тріщини, здійснюють глибоке травлення темплетів, виготовлених у повздовжніх і поперечних перерізах зливків, виливків, катаних і кованих заготовок, зварних з’єднань.

Травлення здійснюють при температурі 60-70^ºС на протязі 15-25 хв. для вуглецевих і низьколегованих сталей та 15-40 хв. – для високолегованих.

Агресивна дія концентрованих кислот і їх сумішей різна в залежності від стану досліджуваної поверхні виробу. Більш розвинуті і активні ділянки поверхні з порами, раковинами, тріщинами, концентраторами напруги та неоднорідні по структурі більш інтенсивно піддаються травленню. При цьому навіть дуже малі по розмірам дефекти (тріщини, пори), які в більшості випадків не можна розпізнати візуально на не протравлених зразках, так як в процесі їх виготовлення (вирізка, шліфування) вони заповнюються частинками металу, після дії реактиву проявляються.

Виявлення волокнистості структури. Якщо в зливках є значна кількість оксидів, сульфідів, шлакових включень, то після обробки їх тиском ці дефекти витягуються вздовж напрямку прикладання зусиль деформації і утворюють волокнисту (полосату) структуру. Орієнтація структури обумовлює анізотропію властивостей матеріалу. Характеристики міцності при розтягу вздовж волокон значно переважають в порівнянні із їх значеннями ніж поперек. Це особливо важливо для деталей, які працюють в умовах динамічних навантажень при високому напруженому стані (колінчаті вали, шатуни, клапани, шестерні). Напрямок волокон в таких деталях повинен бути направлений вздовж їх профілю.

Для виявлення волокнистості будови металу використовують 50%-ні водні розчини концентрованих кислот: соляної - для вуглецевих сталей і азотної - для легованих. Травлення здійснюють при температурі 50-70ºС на протязі 15-40 хв.

Виявлення хімічної неоднорідності розподілення (ліквації) сірки і фосфору. В зв’язку з тим, що загальний хімічний склад сталі дає дані лише про середню кількість елементів, які входять в сплав, а не вказує на характер їх розподілення у виробі, виявлення характеру розміщення сірки і фосфору в сталях є важливим. Сірка і фосфор є шкідливими домішками в сталях. Сірка робить сталь крихкою при нагріві її до температури 988 ºС. Це явище носить назву червоноломкості. Сталь, у якій багато сірки (S>0,06%) також погано зварюється і гартується. Якщо вміст сірки в сплаві перевищую 0,1%, то сталь є неприродною для технічних цілей. Ліквацію сірки усувають в процесі дифузійного відпалу зливків.

Фосфор робить сталь крихкою при від’ємних температурах. Це явище називають холодноламкістю. При цьому в більшій мірі шкідливий вплив фосфору проявляється для високо вуглецевих сталей.

Для виявлення ліквації сірки використовують метод Баумана, який полягає в наступному. Підготовлену шліфуванням наждачною шкуркою з дрібним зерном поверхню макрошліфу протирають ватою, змоченою у спирті, щоб видалити сліди абразиву металевих частинок та інших забруднень. Потім лист глянцевого бромисто-срібного фотопаперу, після витримки на протязі 5-10 хв. в 5% -ному водному розчині сірчаної кислоти, накладають його емульсійною стороною на підготовлену поверхню макрошліфу. При цьому обережно пригладжують папір гумовим валиком або рукою (в гумових рукавичках) і видаляють залишки повітря між поверхнею макрошліфа і папером, не допускаючи його зміщення.

Недотримання цих правил маскує результати досліджень. Бульбашки повітря залишають білі плями на фотопапері, а його зміщення робить відбиток розмитим.

Сірка в сталі знаходиться в вигляді сульфідів МnS і FeS. Під дією реактиву на тих ділянках поверхні мікрошліфу, де знаходяться сульфіди, при взаємодії із сірчаною кислотою відбуваються реакції:

МnS+ Н₂(SО₄) = Мn(SО)₄+H₂S і

FeS+ Н₂(SО₄) = Fe(SO)₄+ H₂S

Утворений сірководень взаємодіє з бромистим сріблом емульсійного шару фотопаперу по реакції:

H₂S+2AgBr = Ag₂S+2HBr

Сірнисте срібло Ag₂S має темно коричневий колір. По кількості, формі і розмірам появи коричневих крапок, п’яте на відбитку фотопаперу визначають кількість і характер розміщення сірки в сталі.

При ліквації фосфору в сталі на відбитку виявляються сульфіди срібла чорного кольору.

Виявлення зони термічного впливу після гартування або хіміко-термічної обробки. Шийки вісей ланцюгів, колінчатих валів, зуби шестерень, сегменти різальних апаратів жаток тощо працюють на зношування в умовах динамічних навантажень. Для забезпечення їх надійності при експлуатації необхідно щоб поверхневий шар виробу був твердим і міцним, а серцевина – в’язкою. Ці умови забезпечуються шляхом двох основних способів поверхневого зміцнення сталей: гартуванням СВЧ і ХТО. При великій товщині загартованого шару є небезпека крихкого руйнування деталі, а при малій – мала довговічність її роботи внаслідок недостатньої зносостійкості сталі. Тому згідно технічних умов регламентується конкретні значення величин шару зміцнення для кожного виду деталей, які визначають в процесі макроаналізу.

Для виявлення зміцненої гартуванням СВЧ або ХТО зони, в якості реактиву використовують 10% водний розчин азотної кислоти. На підготовлену поверхню макрошліфу, наприклад, сегмента різального апарату жатки за допомогою ватного тампона наносять вказаний реактив. Після витримки на протязі 1-2 хв. загартована робоча ділянка сегмента фарбується в темний колір, а решта його поверхні залишається світлою.

Виявлення ліквації сірки, фосфору та інших дефектів зварних з’єднань. Для контролю якості зварних з’єднань використовують реактив Гейна, який містить на 1000 мл води 53 г хлорного амонію NH₄Cl і 85 г хлорної міді CuCl₂. При зануренні макрошліфа зварного з’єднання в реактив на 50-60 с відбувається обмінна реакція, внаслідок якої залізо витісняє мідь із розчину і вона осідає на поверхні шліфа, утворюючи тонкий шар. Ділянки, де є пори, тріщини, непровар, неметалеві включення, скупчення вуглецю, сірки і фосфору, залишаються в меншій мірі захищені міддю і травляться. Утворений шар міді знімають ватним тампоном під струменем води. Для запобігання окиснення на повітрі поверхню макрошліфа швидко промокають фільтрувальним папером досуха,

Поиск по сайту: