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

26253. Значение и место альтернативных технологий в земледелии 47 KB
  Сформировать представление об агротехнологиях альтернативного земледелия как социальном явлении их формах причинах агрономических ограничений возможностях использования. Принципы и источники альтернативного земледелия его мотивации. Основателем данного направления считают австрийского философа Рудольфа Штайнера сформулировавшего в 1924 году принципы так называемого биодинамического земледелия как развитие созданного им мистического учения антропософии. В то же время продукция органического земледелия отнюдь не застрахована от природных...
26254. Агроэкологические требования сельскохозяйственных культур как исходный критерий агрооценки земель 38.5 KB
  Близкие по условиям возделывания конкретных сельскохозяйственных растений ЭАА объединяются в агроэкологические типы земель в пределах которых формируются производственные участки. Пока что не все аспекты агроэкологической оценки растений разработаны с достаточной полнотой особенно почвенные некоторые трудно поддаются формализации. Следует ускорить разработку региональных рекомендаций по данному вопросу с учетом местных условий культур сортов растений. Отношение растений к свету: размещение растений по реакции на продолжительность дня...
26255. Выбор, размещение и сельскохозяйственных культур и сортов и разработка агроэкологических карт в АгроГИС 64 KB
  Ключевые слова: виды сорта культур агроэкологическая оценка интенсивные пластичные устойчивые сорта агроэкологическая карта категории пригодности. Выбор культуры и сорта. Выбор культуры и сорта Выбор культур для региона конкретного хозяйства и поля осуществляют на основе оценки их биологических требований и средообразующего влияния. Показатели агроэкологической оценки культур указанные в паспорте сорта сравниваются с соответствующими параметрами агроландшафта.
26256. Управление продукционным процессом сельскохозяйственных культур и агроценозами 54 KB
  В процессе генерации технологических решений с помощью специально разработанного интерфейса СППР автоматически формируется задание на выполнение конкретной операции в режиме точного земледелия которое затем загружается в бортовой компьютер сельскохозяйственной техники. В зависимости от режима реализации операции различают два типа задания: Карта операции режим функционирования offline Карта агротребований на выполнение операции режим online Карта операции электронная карта поля где для каждого однородного участка поля указана...
26257. Защита растений от вредителей и болезней в агроценозах 327.5 KB
  Практическое занятие Защита растений от вредителей и болезней в агроценозах Цели и задачи. Развить способность практиковать интегрированный подход к защите растений и умение использовать современные методы и средства борьбы с вредителями и болезнями. Рассматриваются агротехнические химические и биологические методы защиты растений от болезней и вредителей при различных уровнях интенсификации агротехнологий и интегрированном подходе. Разработать систему мер по защите растений в заданном севообороте при заданной фитосанитарной ситуации.
26258. Создание картограмм агрофизического состояния почв и интерпретация результатов в геоинформационных системах (ГИС) 384 KB
  Практическое занятие Создание картограмм агрофизического состояния почв и интерпретация результатов в геоинформационных системах ГИС Цели и задачи. Приобретение навыков картографирования агрофизического состояния почв с использованием педотрансферных функций и ГИСтехнологий. Рассматривается методика разработки картограмм агрофизических свойств почв в геоинформационных системах на примере плотности почв и запасов продуктивной влаги. Освоить методику картографирования физических и воднофизических свойств почв на конкретном первичном...
26259. Понятия природного ландшафта и агроландшафта и принципы ландшафтно-экологического анализ территории 102.5 KB
  Формируются определения природного ландшафта сельскохозяйственного ландшафта рассматриваются задачи ландшафтноэкологического анализа территории и географическая классификация ландшафтов. Ключевые слова: геосистема геосистемные уровни региональный локальный местности урочище подурочище фации агроэкологическая группа земель элементарный ареал агроландшафта классификация ландшафтов. Географическая классификация природных и природносельскохозяйственных ландшафтов. В качестве базовой категории в ландшафтоведении используется понятие...
26260. Особенности проектирования защиты растений в агроценозах и перспективы ее экологизации 63.5 KB
  Лекция Особенности проектирования защиты растений в агроценозах и перспективы ее экологизации Цели и задачи. Проектирование защиты растений в агротехнологиях различных уровней интенсификации. Принципы и возможности экологизации защиты растений. Проектирование защиты растений в агротехнологиях различных уровней интенсификации Проектирование систем защиты осуществляется на основе определения видового состава вредных организмов в рамках агроэкологической группы земель и их потенциальной вредоносности которая устанавливается с помощью...
26261. Особенности проектирования обработки почвы под основные культуры в связи с различными агроэкологическими условиями 99 KB
  Практическое занятие Особенности проектирования обработки почвы под основные культуры в связи с различными агроэкологическими условиями Цели и задачи Сформировать представление о современных системах обработки почвы в севооборотах и основных направлениях ее совершенствования. Рассматриваются особенности обработки почвы в различных агроэкологических условиях в соответствии с требованиями сельскохозяйственных культур. Ключевые слова: оптимальная и равновесная плотность почвы отвальная плоскорезная чизельная комбинированная основная...