Методические указания к выполнению работы. Указания относятся к практической части лабораторной работы, мерам предосторожности и технике безопасности при ее выполнении.

Указания относятся к практической части лабораторной работы, мерам предосторожности и технике безопасности при ее выполнении.

 

* Подробнее о выборе увеличения см. в прил.3.

 

 

Необходимые материалы и оборудование

- образец из углеродистой стали для приготовления микрошлифа (выдается индивидуально каждому студенту);

- верстак, оснащенный тисками и напильником для выравнивания поверхности образца;

- рабочий стол с набором шлифшкурок и шлифбумаг разной зернистости;

- полировальная установка;

- порошок окиси хрома для полировки;

- реактив (3…5)% - й концентрации азотной кислоты (HNO₃) в спирте для травления;

- фильтровальная бумага для сушки шлифов после промывания в воде;

- металлографический микроскоп для изучения выявленной микроструктуры;

- атлас типичных микроструктур углеродистых сталей.

 

Меры предосторожности и техника безопасности

При выполнении практической части работы

 

А. При полировании не работай без защитного кожуха 4 (рис. 2) полировального диска!

 

Примечание. Если шлиф вырвется из рук (бывает при сильном нажатии или повреждении сукна), выключи установку и дождись остановки полировального диска; подними защитный кожух и извлеки шлиф (обычно он находится под защитным кожухом или диском); поставь на место защитный кожух, включи полировальный станок и продолжай полирование.

 

Б. При работе на микроскопе:

- не применяй большие усилия при вращении макро- и микрометрических винтов фокусировки объектива;

- тщательно промывай и суши микрошлиф перед установкой его на предметный столик микроскопа (загрязнения и влага, попавшие на оптику объектива, искажают изображение микроструктуры и выводят оптику из строя).

 

Содержание отчета

и Защита лабораторной работы

 

При составлении отчета необходимо:

- сформулировать цель и задачи работы;

- кратко описать последовательность операций при приготовлении шлифа и методику выявления микроструктуры;

- привести зарисовку микроструктуры стали.

Защита работы проводится в форме собеседования с преподавателем.

Перед защитой проработать теоретический материал из рекомендуемой литературы, а также лекционный курс («Строение металлов») и настоящие МУ.

 

Вопросы для самоподготовки к выполнению

и защите лабораторной работы

 

1. Почему важно изучение микростроения металлов и металлических сплавов?

2. Чем отличается изображение шлифа, наблюдаемого невооруженным глазом и с помощью микроскопа?

3. Как определяют увеличение микроскопа?

4. Покажите принципиальную схему получения изображения в оптическом металлографическом микроскопе.

5. Назовите последовательность операций при приготовлении микрошлифа.

6. Почему при шлифовании и полировании образца не рекомендуется применять большие усилия нагружения?

7. На чем основано выявление зернистого строения металла, структурных составляющих и разных фаз на шлифах?

 

Список рекомендуемой литературы

1. Практическая металлография / Р.И. Малинина [и др.]. – М.: Интермет Инжиниринг, 2002. – 240 с.

2. Панченко, Е.В. Лаборатория металлографии: учеб. пособие / Е.В. Панченко [и др.]; под ред. Б.Г. Лившица. 2-е изд. – М.: Металлургия, 1965. – 440 с.

3. Атлас типичных микроструктур (кафедральное пособие).

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Механизм выявления микроструктуры при травлении

и получении ее изображения в отраженном свете

 

Выявление микроструктуры металлов основано на неравномерном растворении в реактиве деталей структуры (структурных составляющих).

В чистом металле границы зерен растравливаются сильнее, чем тело зерна. В результате на границах зерен после травления образуются углубления, которые рассеивают («гасят») лучи света, и потому при рассмотрении структуры под микроскопом они наблюдаются в виде темных линий (рис.4).

 

Рис. 4. Отражение потока света от поверхности шлифа в чистых металлах: 1 – прямой и отраженный поток света, 2 – рассеянный поток света

 

В сплавах неоднородные структурные составляющие также обладают неодинаковой растворимостью и потому на поверхности шлифа образуется определенный рельеф разной глубины (рис. 5а). Более глубоко протравленные (вытравленные) участки шлифа дают больше рассеянных лучей и выглядят в микроскопе более темными (рис. 5б).

 

 

Рис.5. Схема отражения потока света в неоднородном феррито-перлитном сплаве (а) и наблюдаемая микроструктура в нем под микроскопом (б): Ц – пластина цементита в перлите (светлая); Ф – пластина феррита в перлите (темная)

Приложение 2

Наиболее употребительные реактивы

для выявления микроструктуры различных сплавов

 

№	Назначение реактива	Состав реактива	Особенности применения реактивов
	Для углеродистых и легированных конструкционных сталей и чугунов	3 – 5% – ный раствор азотной кислоты (HNO3) в этиловом (С2H5OH) или метиловом (СH3OH) спирте	Погружением в реактив
	Для алюминиевых сплавов	10 – 15% – ный раствор едкой щелочи (NaOH) в дистиллированной воде	При подогреве реактива до 70º С время травления ускоряется до 4-5 сек
Смесь кислот: 1% плавиковой кислоты (HF); 2,5% азотной кислоты (HNO3); 1,5% соляной кислоты (HCl); 95% H2O	Многократные переполировки
	Для медных сплавов	8% – ный аммиачный раствор хлорной меди (CuCl2)	Травление начинают протиранием ваткой, смоченной в реактиве, с легкими переполировками, а затем – погружением на 30 – 120 сек
3% – ный раствор хлорного железа FeCl3 (от 1 до 2,5 г) с 10% – ной соляной кислотой HCl (от 1 до 25 см3) на 100 см3 воды (Н2O)
	Для баббитов и магниевых сплавов	2 – 4% – ный раствор азотной кислоты (HNO3) в этиловом спирте (С2H5OH)	Погружением в реактив

 

Приложение 3

Значения увеличений микроскопа МЕТАМ РВ – 22 при работе в светлом поле и в поляризованном свете

 

Объективы	Окуляры
6,3х	10х	12,5х	16х	20х
Увеличение	Линейное поле в пространстве предмета, мм	Увеличение	Линейное поле в пространстве предмета, мм	Увеличение	Линейное поле в пространстве предмета, мм	Увеличение	Линейное поле в пространстве предмета, мм	Увеличение	Линейное поле в пространстве предмета, мм
F=25 A=0,17		2,5		2,0		1,6		1,5	—	—
F=16 A=0,30	—	—		1,4		1,2		0,90		0,7
F=6,3 A=0,60		0,6		0,5		0,4		0,35	—	—
F=4,0 A=0,85	—	—		0,3		0,3		0,22		0,18

Приложение 4

Общий вид (рис. 6) и оптическая система (рис. 7) широко используемого в металлографических лабораториях оптического светового микроскопа модели МИМ – 7

Рис. 6. Общий вид микроскопа МИМ – 7: 1 – основание; 2 – корпус; 3 - фотокамера; 4 – микрометрический винт; 5 – визуальный тубус с окуляром; 6 – рукоятка иллюминатора; 7 – иллюминатор; 8 – предметный столик; 9 – клеммы; 10 – винты перемещения столика; 11 – макрометрический винт; 12 – осветитель; 13 – рукоятка светофильтра; 14 – стопорное устройство осветителя; 15 – рамка с матовым стеклом

Рис.7. Оптическая система микроскопа МИМ – 7: 1 – зеркало; 2 – матовое стекло; 3 – фотоокуляры; 4 – окуляр; 5 – зеркало; 6 – ахроматическая линза; 7 – плоскопараллельная отражательная пластинка; 8 – объектив; 9 – микрошлиф; 10 – линза; 11 – пентапризма; 12 – полевая диафрагма; 13 - фотозатвор; 14 – линза; 15 – апертурная диафрагма; 16 – линза; 17 – коллектор; 18 – лампа (источник света); 19 - светофильтр; 20 – зеркало

Материаловедение. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Микроанализ металлов и сплавов: методические указания к выполнению и оформлению лабораторной работы №1 для студентов всех специальностей и форм обучения

 

Виктор Яковлевич Жарков,

Валентин Павлович Мельников

 

Научный редактор С.В. Давыдов

Редактор издательства Л.И. Афонина

Компьютерный набор Ю.В. Баранский

 

 

Темплан 2007 г., п. 198

Подписано в печать..07. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ. л. 0,87. Уч.-изд.л. 0,87. Тираж 75 экз. Заказ Бесплатно.

Брянский государственный технический университет

241035, г. Брянск, бульвар им. 50-летия Октября, 7, тел. 58-82-49.

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Харьковская, 9.