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

1097. Преобразование Фурье 225 KB
  Аналоговое преобразование Фурье. Дискретное преобразование Фурье. Алгоритм быстрого преобразования Фурье с прореживанием по времени. Алгоритм быстрого преобразования Фурье с прореживанием по частоте. Метод двоичной инверсии.
1098. Створення видавництва СІЯЧ як важливий етап видавничої справи міста Черкаси 1.12 MB
  Створення видавництва СІЯЧ як важливий етап видавничої справи міста Черкаси. Законодавче підґрунтя. Створення самостійного видавництва м. Черкаси. Особливості видавничої продукції видавництва СІЯЧ. Архітектонічна структура видавничої продукції.
1099. Дизайн комп’ютерної графіки та реклами 592 KB
  Основними завданням випускної роботи освітньо-кваліфікаційного рівня Спеціаліст. Вимоги до оформлення та представлення на захист випускної роботи. Стандартне вирішення оформлення першого планшету. Проектні об’єкти комплексної розробки рекламних виробів.
1100. Операционная система DOS 35 KB
  Установка операционной системы DOS, изучение основных команд и программ обслуживание.
1101. Операционная система Windows 98 Second Edition (9X) 40 KB
  На этой лабораторной работе Вы установите операционную систему Windows 98 Second Edition, научитесь основным программам обслуживания, работе с реестром и методам восстановления реестра. Воспользуйтесь ранее установленной виртуальной машиной с операционной системой DOS. Укажите в настройках виртуальной машины CD - ISO образ и выберите местонахождение образа.
1102. Операционные системы Windows 2003 Server и Windows XP Professional 223.5 KB
  Вы научитесь устанавливать операционную систему Windows XP Professional, создавать и работать с консолями, настраивать и пользоваться удаленным подключением к рабочему столу. Вы также настроите компьютер для работы под управлением Windows Server 2003.
1103. Операционные системы UNIX на примере реализации Kubuntu 52 KB
  Запуск операционной системы Kubuntu Desktop 6 (Portable). Навигация в linux. Создание и модификация пользователей и групп. Установка и удаление программ на примере пакета webmin. Просмотр системной информации. Манипулирование владельцами файлов и директорий.
1104. Организация рабочей среды пользователя 2.95 MB
  Посмотрите, какие существуют варианты настройки меню Пуск и Панели задач. Создать локальную группу созданных пользователей. Проделать это двумя способами: через окно свойств группы и окно свойств пользователя. Демонстрация работоспособности основных команд встроенного интерпретатора команд системы. Для одного из пользователей сделать сценарий входа.
1105. Вивчення технології роботи з СУБД Access 1.19 MB
  Для роботи з Access на локальному комп'ютері користувача має бути встановлена операційна система Windows 95 (98, NT) і СУБД Access. Щоб почати роботи з СУБД Access, необхідно після завантаження операційної системи запустити Access.