Технологія виготовлення мікрошліфа

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

МІКРОСТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ

Мета роботи. Вивчити будову оптичного металографічного мікроскопу; освоїти методику приготування мікрошліфа та вивчення його структури на оптичному металографічному мікроскопі.

Короткі теоретичні відомості.

Мікроструктурним аналізом називають метод дослідження структури (будови) металів та їх сплавів за допомогою оптичних і електронних мікроскопів при збільшеннях більше 50 раз.

В процесі мікроструктурного аналізу визначають фазовий склад металів і металевих сплавів, розміру і форму фаз, їх розміщення в сплаві, виявляють неметалеві включення раковини тріщини.

На оптичних металографічних мікроскопах вивчають будову металів і сплавів при збільшенні від 50 до 2000 разів, тобто можна розрізняти елементи структури розміром до 0,2 мкм (200 нМ).

Сучасні електронні мікроскопи, де зображення створюється за допомогою швидкого потоку електронів, структуру можна досліджувати при збільшеннях від 2000 до 300000 разів.

Вивчати структуру починають при невеликих збільшеннях. Це дозволяє отримати загальне уявлення про будову металу, відносну величину, характер розміщення структурних складових та їх співвідношення. Після такого ознайомлення досліджують особливості окремих структурних складових при більших збільшеннях.

Технологія виготовлення мікрошліфа

Основними операціями при виготовлення мікрошліфа є:

- вирізка зразків;

- шліфування;

- полірування;

- травлення мікрошліфа.

Вирізка зразків. Зразок вирізають із частини деталі або заготовки, яку досліджують. Наприклад, при вивченні впливу пластичної деформації на будову металу зразки вирізають вздовж і поперек напрямку волокон текстури. При виявленні причин руйнування виробу зразки вирізають безпосередньо біля зламу.

Вирізку зразків виконують алмазними або наждачними кругами на металообробних верстатах (токарному, фрезерному, стругальному).

З метою збереження будови зразків під час вирізання їх інтенсивно охолоджують водою.

Якщо метали крихкі (чавуни, силуміни), то кусочки для виготовлення зразків відбивають молотком, або відламують у тисках.

Найбільш зручними для проведення досліджень є мікрошліфи у вигляді циліндрів діаметром 10-20 і висотою 10-15 мм та паралелепіпедів зрозмірами основи 10-20 мм при тих же висотах.

У випадках, коли розміри мікрошліфів 1 визначаються розмірами досліджувальних матеріалів (лист, дріт, куски зруйнованих деталей), їх заливають легкоплавким сплавом у циліндрі, або затискують у струбцинах.

Шліфування. Шліфування мікрошліфів виконують вручну, використовуючи наждачний папір покладений на товсте скло або металевий лист. Шліфувати починають на наждачному папері з розмірами абразивний зерен 130-150мкм. При цьому мікрошліф шліфують під кутом 90⁰ відносно рисок, що залишилися від механічної обробки до моменту їх повного видалення. Потім з поверхні мікрошліфа видаляють залишки абразивних частинок за допомогою вати або фільтрувального паперу. В подальшому шліфування продовжують з меншим зерном абразиву в тій же послідовності. Закінчують шліфування на наждачному папері з розмірами абразивних зерен 3-5 мкм. Після закінчення шліфування мікрошліф ретельно промивають під струменем води, а потім полірують.

Полірування. Полірування мікрошліфів виконують на полірувальних верстатах на кругах обтягнутих сукном або фетром. В якості абразиву використовують водну суспензію оксидів алюмінію (Al₂O₃), хрому (Cr₂O₃) або магнію (MgO) якою попередньо змочують поверхню круга.

Полірування закінчують якщо поверхня мікрошліфа набуває дзеркального виду. В подальшому мікрошліф промивають водою, сушять фільтрувальним папером або за допомогою конвекційної сушарки і попередньо вивчають на металографічному мікроскопі. При наявності на поверхні мікрошліфа рисок від механічної обробки, полірування продовжують до моменту повного їх видалення. Після цього поверхню мікрошліфа піддають травленню реактивами.

В останній час замість механічного полірування використовують електролітичне, переваги якого заключаються у відсутності на поверхні мікрошліфа деформованого шару та отримання високоякісної дзеркальної відполірованої поверхні.

Електролітичне полірування основано на використанні процесу анодного розчинення металу, який проходить з утворенням гладкої блискучої поверхні. При цьому зразок, який використовують у якості аноду, занурюють у електролізну ванну і витримують при заданих значеннях густини, струму і температури електроліту. Катодом служить пластинка із нержавіючої сталі.

Поиск по сайту: