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

106 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

65015. Влияние исламских и татарских монет на Российскую денежную систему 423 KB
  Исламские монеты формировали основу русской денежной системы веками. В начале существования славянского княжества, ввезенные дирхамы Аббасидов и Саманидов были основными монетами, находящимися в обращении в Киеве.
65016. Военное устройство монгольской империи 115 KB
  Хотя военное искусство монголов продолжало развиваться и в последующее время царствования Чингисхана а также при его преемниках особенно в области применения к военному делу техники заимствованной у культурных врагов и их развитие могло конечно повлиять на подробности...
65017. Военные подходы монголов при Чингисхане 299.85 KB
  Казнены были все татары, кто ростом оказался выше оси тележного колеса, и осталась от тех монгольских татар только горстка людей, да имя, перешедшее на остальных монголов и подвластные им не монгольские племена. Под именем уничтоженного племени татар узнал вскоре монголов весь мир.
65018. Вопросы истории монгольских войск в период нахождения Монголии под игом Манжурии (1691-1911) 52.5 KB
  Это было тесно связано с государственной политикой и деятельностью Манжурии принимаемых для монгольских воинов. Поэтому необходимо тщательно изучить историю монгольских воинов в период покорения Манжурии и это объясняется нижеследующими условиями и причинами.
65019. Ислам в Золотой Орде: традиции религиозного опыта 47.5 KB
  Коротко о теме исследования Ислам в Золотой Орде: традиции религиозного опыта Проблематика распространения ислама в Золотой Орде привлекает интерес для изучения основных тенденций национально-культурного развития мусульманских народов Поволжья и Приуралья.
65020. Ратная сила Золотой Орды 358 KB
  Государство Золотая Орда образовалось в результате похода монголов к “Последнему морю”. Земли, захваченные в ходе этого грандиозного завоевания, отошли в удел потомков старшего сына Чингизхана Джучи. Поэтому арабские и персидские авторы именовали...
65021. Посмертный титул Бату-хана 28.5 KB
  Однако современники Бату никогда не использовали этот титул. Он не встречается в трудах Джувейни и Джузджани, Киракоса Гандзакеци и Вардана Аравелци или в сочинениях западных авторов — Иоанна де Плано Карпини, Симона де Сен-Кантена и Вильгельма де Рубрука.
65022. Мужской союз, дружина и гвардия у монголов: преемственность и конфликты 157.5 KB
  Мужской союз дружина и гвардия у монголов: преемственность и конфликты Употребляя в заглавии данной работы термин мужской союз автор невольно вынужден значительную ее часть посвятить доказательству тезиса о существовании организаций...
65023. ТУРАНСКАЯ СИБИРЬ 76.5 KB
  История Сибири писалась прямо скажем весьма странным образом. Самая заметная странность это начало истории Сибири с тех пор как русские о ней услышали. В 1032 году новгородцы как записано в €œПовести временных лет впервые проникли в устье Оби и с этих пор в русской историографии отсчитывается история Сибири.