ЛР №2 - Макроструктурный анализ металлов и сплавов

Лабораторная работа №2

2. МАКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Цель работы: освоить методику проведения некоторых видов макроструктурного анализа; исследовать макроструктуру деталей и заготовок, полученных различными технологическими способами.

Вопросы для подготовки:

1. Что такое макроструктура?

2. Для каких целей применяют макроструктурный анализ?

3. Что такое ликвация? Виды ликвации.

4. Что такое волокнистость металла, как она влияет на свойства?

5. Что такое анизотропия?

6. Какие зоны кристаллизации могут быть в слитке, от чего это зависит?

7. Какие дефекты чаще всего присутствуют в отливках?

Порядок выполнения работы (варианты заданий выдает преподаватель):

1. По макрофотографии (в альбоме) изучить макроструктуру слитка. Зарисовать, подробно описать, как формируется каждая зона.

2. Определить дефекты литого строения (образец выдает преподаватель). Зарисовать и описать причину образования дефектов.

3. Определить качество сварного соединения. Протравить микрошлиф реактивом Гейна, зарисовать выявленную макроструктуру. Сделать вывод о качестве сварного соединения.

4. Изучить структуру детали после обработки металлов давлением (ОМД) по макрофотографии. Зарисовать структуру, сделать вывод о качестве обработки.

5. Определить ликвацию серы в стали методом Баумана. Полученный отпечаток приклеить в тетрадь, сделать вывод о распределении серы по образцу.

6. Изучить и зарисовать макроструктуру детали после поверхностной термической обработки. Сделать вывод о качестве обработки.

Справочный материал:

Определение качества детали после ОМД

При обработке металлов давлением образуется волокнистая структура. Деталь считается качественной, если волокно повторяет контур детали и не прерывается.

Метод Баумана:

Лист засвеченной бромсеребряной фотобумаги замачивают на 5-10 минут в 5%-ом растворе серной кислоты (H₂SO₄), слегка просушивают и накладывают на подготовленный макрошлиф эмульсией вниз, не допуская смещения бумаги. Для удаления пузырьков воздуха бумагу проглаживают резиновым валиком.

Фотобумагу выдерживают 10-15 минут. Сера, расположенная в стали в виде неметаллических включений FeS и MnS – сульфидов, вступает в реакцию с кислотой:

FeS (MnS) + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂S↑

Образующийся сероводород непосредственно против очагов своего выделения вступает в реакцию с бромистым серебром фотоэмульсии на бумаге:

2AgBr+H₂S=Ag₂S↓+2HBr

Сернистое серебро имеет темный цвет, поэтому на фотобумаге почерневшие участки указывают на включения сульфидов в образце. Снятый отпечаток промывают в воде, закрепляют, опустив в ванночку с фиксажем на 10 минут, после чего еще раз промывают, просушивают.

Определение качества сварного соединения.

Для выявления макроструктуры сварного соединения применяют реактив Гейна (NH₄Cl - 53 г; CuCl_{2 -} 85 г; вода - 100 мл). При травлении в результате химического растворения на поверхности образуется слой меди, который необходимо снять при промывании водой.

Рекомендуемая литература:

1. Фетисов Г.П.   Материаловедение и технология металлов: Учеб. для вузов.  / Карпман М.Г., Матюнин В.М. и др.; Под ред. Г.П.Фетисова-  M.: Высшая школа, 2002 – стр. (6-12).

2. Ульянина И.Ю.   Материаловедение в схемах-конспектах: учеб. пособие для вузов Ч.1. -  М.: МГИУ, 2006 – стр. (4,13).

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Металловедение. – М.: Машиностроение, 1990. – стр. (8÷11).

4. Геллер Ю.А.   Материаловедение: Методы анализа, лабораторные работы и задачи.  / Рахштадт А.Г. 1983 – стр. (12÷21).

5. Конспект лекций.