Лабораторная работа 1. Матвед

1. В чем заключаются особенности травления методом избирательного испарения фаз в вакууме?

Травление методом избирательного испарения фаз в вакууме. Вакуумная металлография ¹ предусматривает нагрев стали в вакууме до высоких температур, когда заметно проявляется различная скорость испарения вещества внутри зерна и в пограничном слое. Обычно в граничных зонах, обогащенных примесями, испарение происходит ускоренно, и поэтому они оказываются четко выявленными, без какого-либо предварительного травления. Созданная в настоящее время аппаратура позволяет осуществить изучение структуры, основанное не только на разной скорости испарения в вакууме, но и на травлении различными газами, которые подаются в камеру, в которой происходит нагрев. В этом случае можно наблюдать изменение размеров зерен и процессы фазовых превращений, совершающиеся при нагреве.

2. Чем определяется продолжительность процесса травления?

Продолжительность травления зависит от марки сплава и типа структуры. Обычно продолжительность травления составляет несколько секунд. Признаком травления является потускнение поверхности.

3. Можно ли применять для полирования цветных металлов пасту ГОИ?

Паста ГОИ (Паста ПХЗ) — шлифовочная и полировочная паста на основе сесквиоксида хрома. Паста ГОИ используется для шлифования и полирования стальных сплавов (в том числе термически упрочнённых), цветных металлов, твёрдых пластмасс и полимеров, стекла, керамических материалов и изделий из них.

4. Влияет ли место вырезки образца на конечный итог микроанализа?

Да, влияет. В зависимости от цели исследования и формы исследуемой детали выбирают место вырезки образца. Для изучения структуры крупных деталей вырезают несколько образцов из разных участков, что позволяет характеризовать однородность строения металла.

5. Почему микроанализ нетравленого шлифа позволяет лучше определить форму, размеры и распределение включений графита?

Неметаллические включения в стали и чугуне, вследствие их большой хрупкости, могут частично или полностью выкрашиваться при шлифовании и полировании; кроме того, эти включения обладают меньшей отражающей способностью, чем металлы, и потому участки оксидов, сульфидов и силикатов кажутся темными в поле зрения микроскопа. Количество и характер распределения неметаллических включений определяют сравнением вида поверхности микрошлифа (обычно при увеличении в 100 раз) по специально разработанными шкалами включений.

6. Что такое микроанализ? С какой целью он проводится?

Микроанализ - это изучение строения металлов и сплавов с помощью металлографического микроскопа при увеличении в 50 - 1000 раз.

При помощи микроскопа определяют:

- форму и размер кристаллических зерен;

- микропороки металла;

- изменение внутреннего строения сплава, происходящее под влиянием различных режимов термической и химико-термической обработок, а также после внешнего механического воздействия на сплав;

- неметаллические включения;

- присутствие различных фаз.

7. Что можно установить с помощью микроанализа?

направление, по которому следует изготовлять микрошлиф.определить изменение структуры по ряду поперечных сечений.выявляют направление течения металла и наиболее характерные участки детали.

8. С какой целью проводится травление образца?

Травление поверхности (обычно предварительно обезжиренной) производят для удаления с нее слоя окалины, ржавчины и др. продуктов коррозии.

9. Какие существуют методы травления?

травление методом окисления или тепловое травление. При травлении этим методом полностью подготовленный микрошлиф нагревают в окислительной атмосфере. Вследствие образования различной по толщине или составу окисной пленки разные фазы приобретают под микроскопом различную окраску. травление реактивами, образующими на поверхности остатки, вследствие обменных реакций между компонентами, входящими в состав фаз и компонентами реактива. насыщенные растворы надсерноватистых, кислосернокислых и кислосернистокислых солей натрия или калия. Этот метод травления за счет обменных реакций позволяет выяснить: величину и ориентацию зерен, двойников, линий скольжения, и карбидных включений.

10. В чем заключается особенность шлифования и полирования образца?

Полирование - это процесс обработки материалов до получения зеркального блеска поверхности. Особенностью полирования считали лишь то, что оно осуществляется более тонкими абразивами, оставляющими более мелкие риски, не видимые глазом. Шлифование это процесс множественного скоростного микрорезания абразивными зернами, при котором обрабатываемая поверхность формируется в результате наложения рисок, оставленных от срезания микростружек, друг на друга

11. Типы кристаллических решёток

Кристаллические решётки веществ-это упорядоченное расположение частиц(атомов, молекул, ионов) в строго определённых точках пространства. Ионными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы.

 

 

Атомными называют кристаллические решётки, в узлах которых находятся отдельные атомы, которые соединены очень прочными ковалентными связями

 

 

Молекулярными называют кристаллические решётки, в узлах которых располагаются молекулы.

 

Металлическими называют решётки, в узлах которых находятся атомы и ионы металла.

 

 

12. Дефекты кристаллических решёток

К постоянным несовершенствам относятся:

• точечные дефекты (межузельныс атомы, вакансии, примеси). Точечные дефекты малы во всех трех измерениях, их размеры по всем направлениям не больше нескольких атомных диаметров;

• линейные дефекты (дислокации, цепочки вакансий и меж-узельных атомов). Линейные дефекты имеют атомные размеры в двух измерениях, а в третьем - они значительно больше размера, который может быть соизмерим с длиной кристалла;

• плоские, или поверхностные, дефекты (границы зерен,

границы самого кристалла). Поверхностные дефекты малы

только в одном измерении;

• объемные дефекты, или макроскопические нарушения (за

крытые и открытые поры, трещины, включения постороннего

вещества).

13. Строение стального слитка.

После затвердения стали, залитой в изложницы, в полученном слитке наблюдаются три зоны (рис. 9): зона 1 вблизи поверхности — плотный слой мелких кристаллов, зона 2 — крупнокристаллическая, столбчатые кристаллы которой расположены перпендикулярно оси слитка, зона 3 — кристаллы, беспорядочно ориентированные в слитке.

В нижней части слитка металл находится в рыхлом состоянии, а в верхней —образуется усадочная раковина. Это объясняется тем, что скорость остывания разных слоев слитка неодинакова.

 

 

14. свойства конструкционных материалов

Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться деформированию и разрушаться под действием внешних воздействующих факторов.
Прочность (способность материала сопротивляться разрушению и пластично деформироваться под воздействием внешних сил);
Твердость (способность материалов сопротивляться деформированию в поверхностном слое при местном, контактном и силовом воздействии); Упругость (способность материала восстанавливать свою форму и размеры, под действием внешних сил без разрушения); Вязкость (способность материала поглощать механическую энергию и при этом испытывать значительную пластическую деформацию до разрушения); Хрупкость (способность материала разрушаться под действием внешних сил, сразу после упругой деформации).
Физические свойства характеризуют поверхность материала в тепловых, гравитационных, электромагнитных и радиоактивных полях.
Свет (способность материала отражать световые лучи с определенной длиной световой волны);
Плотность (масса единицы объема вещества); Температура плавления;
Электропроводность (способность материала хорошо и без потерь проводить электрический ток);
Теплопроводность (способность материала переносить Тепловую энергию от более нагретого участка к менее нагретому); Теплоёмктсть (способность материала поглощать определенное количество теплоты); Магнитные (способность материалахорошо намагничиваться); Коэффициент объемного и линейного расширения.
Технологические свойства характеризуются способностью материала подвергаться различным видам горячей и холодной обработки. Литейные свойства;Ковкость.Свариваемость (это показатель того, на сколько материал может показать свариваемые соединения); Обработка резанием;Прокаливаемость;
Закаливаемость.
Эксплуатационные свойства, характеризуют способность материалов обеспечивает надежную и долговечную работу изделий в конкретных условиях и эксплуатации, базируются на механических, физических и химических свойствах.
Химические свойства характеризуют способность материала вступать в химическое взаимодействие с другими веществами. Растворимость (способность материала образовывать с одним или несколькими веществами однородные системы, называющихся растворами); Жаростойкость (способность материала противостоять химическому разрушению поверхности под действием воздуха или другой окислительной атмосферой при высоких температурах); Коррозионостойкость (способность металлических материалов противостоять разрушению в результате химического или электрохимического воздействия на их поверхности внешней агрессивной среды (аналогичное свойство для неметаллических материалов- химикостойкость)); Окисление (способность материалов отдавать электроны, то есть окисляться при химическом взаимодействии с окружающей средой или другой материей).