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

111 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

7252. Основные принципы разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ 245 KB
  Основные принципы разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ Общие принципы построения программ Под ЧПУ оборудования понимают управление при помощи программ, заданных в алфавитно-числовом коде. При обработке на станках с ЧПУ инструмент п...
7253. Цифровое вещание. Основные параметры систем спутникового телевизионного вещания 270 KB
  Цифровое вещание 1. Основные параметры систем спутникового телевизионного вещания. Существуют два вида спутниковой связи, используемых для ТВ-вещания: фиксированная спутниковая служба и радиовещательная спутниковая служба. Фиксированная спутниковая ...
7254. Детали машин. Конспект лекций. Основные требования к конструкции деталей машин 2.83 MB
  Настоящий конспект лекций по курсу Детали машин следует рассматривать как краткое изложение программных вопросов курса, облегчающее усвоение учебного материала и подготовку к экзаменам. Конспект изложен на базе основных учебников Д.Н....
7255. Генератор прямоугольных импульсов 287.87 KB
  Задание на расчет Построить генератор прямоугольных импульсов (ГПИ) с видом характеристики типа меандр. Амплитуда сигнала стандартная для транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Установленная частота ступенями: 100Гц 1...
7256. Конструирование мехатронных модулей главного движения металлорежущих станков 281 KB
  Рассмотрены вопросы разработки структур, кинематических схем и конструкций мехатронных модулей главного движения станков с компьютерным управлением, даны рекомендации по выполнению отдельных этапов проектирования. Предназначены для студентов, обучаю...
7257. Связь науки и техники на примере развития вычислительных средств 178.61 KB
  Введение. Наука играет огромную роль в развитии человеческого общества. Она пронизывает все сферы нашей деятельности как материальной, так и духовной и по праву является неотъемлемым звеном социально-политического развития страны. В литературе им...
7258. Расчет цифрового радиоприёмника по исходным данным: 786 KB
  1. Задание. Произвести расчёт цифрового радиоприёмника по следующим исходным данным: Приёмник работает с ФМ сигналом на частоте F0=22 МГц. Необходимо обеспечить перестройку по 19 каналам. Скорость цифрового потока в последовательном коде V: 7000 бит...
7259. Книга. Сто великих сокровищ 1.84 MB
  Сто великих сокровищ. История человечества столь удивительна и разнообразна, что всякая ее достопримечательность потрясает наше сознание. Любой драгоценный предмет имеет очень интересную судьбу, порой таинственную и загадочную. История каж...
7260. Гидравлика. Учебное пособие 3.04 MB
  Гидравлика Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по дисциплине Гидравлика. Рассматриваются основные теоретические положения гидростатики, кинематики и динамик...