7084

Металлографические методы исследования структуры металлов и сплавов

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Металлографические методы исследования структуры металлов и сплавов ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Цель работы - ознакомление с методами металлографического анализа металлических материалов, получение навыков работы с металлографиодским микроскопом и определен...

Русский

2013-01-14

578 KB

109 чел.

Металлографические методы исследования структуры металлов и сплавов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Цель работы - ознакомление с методами металлографического анализа металлических материалов, получение навыков работы с металлографиодским микроскопом и определение размера зерен технически чистых металлов.

1.1 Основные теоретические сведения

В процессе производства металла (выплавки, разливки в слитки, горячей и холодной деформации, механической обработки, сварки, термической обработки) формируется структура, но одновременно возникают и частично "залечиваются* дефекты металлургического производства. Металлографический анализ предусматривает выявление дефектов, особенностей структуры и, как следствие, прогнозирование поведения металлов в эксплуатационных условиях.

Металлографический анализ включает стандартные испытания и экспертизные исследования в заводских условиях. Структуру металлов и сплавов можно изучать на различном уровне, поэтому методы испытания подразделяют на макро- и микроскопические.

Макроскопический анализ предусматривает изучение изломов и макрошлифов невооружённым глазом (или с помощь» лупы до 30 х). Изучение изломов называется фактографией. В качестве объектов исследования могут быть стандартные образцы после ударного изгиба или аварийные (инициированные) изломы изделия при экспертизной работе. Фактография может проводиться невооружённые пазом или с помощью лупы. При этом получают информацию о наличии дефектов и характере разрушения.

Дефекты подразделяет на поверхностные и внутренние. К поверхностным относятся дефекты, которые полностью или частично входят на поверхность материала. Обычно они образуются в процессе пластической обработки металла (ковки и прокатки) и предсталяют собой раскованные или раскатанные дефекты литья (раскатанные пузыри, трещины), а также шлифовочные и термические трещины. В н у т р е н н и е дефекты располагаются вблизи под поверхностной зоны и внутри металла. К ним относятся усадочные раковины, поры, рыхлости, расслоения, неметаллические включения, газовые пузыри.

Кроме дефектов при первичном осмотре изломов устанавливают характер  разрушения  (хрупкий, вязкий, хрупковязкий, вязкохрупкий) и его особенности (внутризеренный, межзеренный).

Микроскопический  анализ  является основный при исследований структуры металлических материалов. Он проводится на микрошлифах, полученных на металлическом объекте небольшого размера, вырезанном из наиболее ослабленного или нагруженного сечения изделия. Объект шлифуется на 4 - б шлифовальных бумагах, затем полируется и поверхность образца подвергается травлению обычно в слабых растворах кислот.

1.2 Устройство металлографического микроскопа.

Микроскоп представляет собой комбинацию двух увеличивающих оптических систем – объектива и окуляра Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра

Рис 1. Схема хода лучей в микроскопе МИМ-7:

1 - микрошлиф; 2 - предметный столик; 3. - объектив; 4 - прозрачная пластинка; 5 - отражательная призма; 6 - фотозатвор; 7 - зеркало; 8 - матовое стекло фотокамеры; 9 - окуляр; 10 - источник света; 11 - коллектор; 12 - откидные светофильтры; 13 - матовое стекло;

Разрешаемое объективом расстояние определяется соотношением

3. Материалы и методика эксперимента.

 

Структуры бывают анизотропные, изотропные и частично ориентированные.

 

m – величена характеризующая удельное число;

 

 z – число пересечений жесткого контура.

Размер кристаллитов влияет на многие свойства металлов, оттого его определение во многих случаях обязательно. Зёрна попадают в плоскость шлифа произвольными сечениями, поэтому даже если бы все зёрна в металле имели одинаковую форму и размеры, их сечения плоскостью шлифа всё равно были бы различными. Одним из основных параметров размера зёрен металла или включений вторых фаз является средняя хорда (), определяемая по отрезкам произвольных секущих, отсекаемым границами зёрен. Если зёрна представить в виде полиэдров (многогранников), то их пространственный размер выражается через среднюю хорду

Метод неподвижного шлифа.

Подсчитывают число зерен, приходящихся на длину выбранной секущей.

Длину секущей подсчитывают по формуле

Зная длину секущей, определяют среднюю хорду зерен, мкм

4.1 изучение структуры чистых металлов

  металл    никель      медь

           Дефект полировки

4.2 Определение размера зерна

Натуральная длина секущей

 

N

Размер зерна

1

20

2

22

3

25

4

30

5

20

среднее

22,4

Средний диаметр зерна равен 0,224 мм

Количество зерен пересекаемых секущей – 1

Средняя хорда зерен

Выбираем параметры и номер зерна.

 

Номер зерна

Средняя площадь сечения зерна

 

Среднее число зёрен на площади

I,шт.

Среднее число зёрен

на I,

шт.

Средний диаметр зерна, мм

Средний условный диаметр зерна, мм

I 

0,0625

16

64

0,250

0,222.

2

0,0612

32

181

0,177

0,157

3

0,0156

64

512

0,125

0,111

4

0,00781

128

1448

0,088

0,0783

5

0,00390

256

4096

0,062

0,0553

6

0,00195

512

11585

0,044

0,0391

7

0,00098

1024

32768

0,031

0,0267

8

0,00049

2048

92682

0,022

0,0196

9

0,000244

4096

262144

0,015

0,0138

10

0,000122

8192

741485

0,011

0,0099

11

0,000061

16384

2097152

0,0079

0,0069

12

0,000031

32768

5931008

0,0056

0,0049

13

0,000015

65536

16777216

0,0039

0,0032

14

0,000008

131072

47449064

 

0,0027

0,0027

Выбираем из таблицы 1-й номер зерна.

Выводы

Чистые материалы имеют поликристаллическое строение, характеризуемое метрическими характеристиками в частности размером зерна. Что определяет механические свойства.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37157. Отмена крепостного права. Содержание и сущность реформ 1861 г., их историческое значение 28.36 KB
  Эти акты приняли такой размах что правительство незадолго до реформы специальными указами было вынуждено наложить запрет на подобные действия. Первоначально издатели Колокола верили в либеральные намерения нового императора Александра II 18551881 и возлагали определенные надежды на разумно проведенные реформы сверху .Левшиным была разработана правительственная программа крестьянской реформы которая хотя и давала крепостным гражданские права но сохраняла всю землю в собственности помещика и предоставляла последнему вотчинную власть в...
37158. Особенности генезиса капитализма в России в конце XIX века 57.55 KB
  Особенности генезиса капитализма в России в конце XIX века. Развитие капитализма и формирование промышленного пролетариата в России в 60х середине 90х годов XIX в. Капиталистические отношения охватывали все сферы экономики способствовали ускорению темпов развития народного хозяйства России. Сельское хозяйство России в пореформенный период И после реформы 1861 г .
37159. Социально-политический строй России начала XX века. Основные классы и сословия 24.63 KB
  Социальнополитический строй России начала XX века. Социальная структура России в конце XIX начале XX в. на тысячу населения приходилось 44 родившихся и снижения смертности которая впрочем в России в 1913 г . Социальная структура России в конце XIX начале XX в.
37160. Древняя Русь при первых Рюриковичах. Внутренняя и внешняя политика. «Повесть временных лет». Норманнская теория 21.81 KB
  Походами на вятичей литовцев радимичей болгар Владимир укрепил владения Киевской Руси. Принятие христианства не только уравняло Киевскую Русь с соседними государствами но и оказало огромное влияние на культуру быт и нравы древней Руси.При Ярославе Владимировиче прозванном Мудрым начал оформляться единый для всей Руси судебный кодекс Русская Правда. В Киеве Новгороде Полоцке были построены величественные соборы святой Софии что должно было показать церковную самостоятельность Руси.
37161. Принятие христианства. Владимир Первый. Развитие Руси при Ярославе Мудром. «Русская правда» 18.69 KB
  Развитие Руси при Ярославе Мудром. Древние русичи были язычниками поклонялись множеству богов бог неба Сварог бог Солнца Дажбог бог грома и молний Перун и т. Христианство было уже известно на Руси и до крещения Владимира. Однако будущий креститель Руси начинал свой путь убежденным язычником и прошло немало времени пока изменились его взгляды.
37162. Феодальная раздробленность, ее причины и последствия 12.55 KB
  После смерти Ярослава Мудрого в развитии государства усиливаются центробежные тенденции начинается один из сложнейших периодов истории древней Руси период феодальной раздробленности растянувшийся на несколько веков. Процесс феодальной раздробленности на Руси был обусловлен укреплением власти крупнейших феодалов на местах и зарождением местных административных центров. Период феодальной раздробленности охватывает в целом XIIXV вв. когда уже начался процесс феодальной консолидации число их приближалось к 250.
37163. Три основных центра Руси. Владимирское и Галицко-Волынское княжетсва. Новгородская феодальная республика 29.58 KB
  Под влияние ростовосуздальского князя попали Рязань и Муром. Хотя власть великого князя безвозврат но ушла в прошлое но княжение в Киеве подчеркивало старшинство князя. Последующие поколения русских князей назы вавшие свои княжества великими а себя великими князьями та кого пиетета к титулу великого киевского князя уже не испытывали. Он претендуя на титул велико го князя всех земель Руси в 1169 году захватил Киев и учинил там полный разгром превзойдя в этом половцев.
37164. Установление монголо-татарского ига и его последствия для народов Руси 21.29 KB
  Организация монгольского войска была основана на десятичном принципе 10 100 1000 и т. войска Чингисхана вторглись в Среднюю Азию. Вслед за Средней Азией был захвачен Северный Иран после чего войска Чингисхана совершили грабительский поход в Закавказье. Битва между русскополовецкими и монгольскими войсками произошла 31 мая 1223 г.
37165. Предпосылки объединения русских земель в XIV в. Начало возвышения Московского княжества 20.47 KB
  Предпосылки объединения русских земель в XIV в. В то же время стержнем политической жизни этого периода становится объединительный процесс русских земель. Территориальным ядром формирования русской народности и Русского государства становится ВладимироСуздальская земля в которой постепенно возвышается Москва превращаясь в центр политического объединения русских земель. В условиях феодальной раздробленности и агрессии немецких рыцарских орденов южные и югозападные земли в том числе и Киев вошли в состав Княжества Литовского поэтому...