Мета роботи і робоче завдання
Лабораторна робота №2.
Пробопідготовка для дослідження мікроструктури за допомогою
Металографічного мікроскопа
Мета роботи і робоче завдання
Мета роботи: Опанувати основні методи пробоподготовки для дослідження мікроструктури матеріалів на металографічному мікроскопі. Ознайомитися з методами виявлення мікроструктури. Набути практичного досвіду підготовки поверхні мікрошліфа до металографічних досліджень.
Для досягнення мети роботи необхідно виконати наступні завдання:
- Опрацюваті літературу для опанування фізичних принципів, що лежать в основі фізичних та хімічних методик пробопідготовки;
- Віконати всі етапи шліфування зразка;
- Віконати механічне полірування поверхні мікрошліфа;
- Підібрати протравлювач в залежності від матеріалу зразка;
- Протравити мікрошліф;
- Роздивитися виявлену мікроструктуру матеріалу на металографічному мікроскопі;
- Зробити висновки щодо отриманих результатів.
2.2 Основні теоретичні відомості
Зразок для мікроскопічного дослідження структури металу називають мікрошліфом. Оскільки мікроструктуру металу вивчають у відбитому світлі, поверхня мікрошліфа повинна задовольняти ряду вимог:
– шліф повинен мати мінімальний деформований шар;
– поверхня шліфа повинна мати максимальну відбивну здатність, тобто на поверхні шліфа не повинно бути подряпин і ямок; шліф повинен бути плоским (без «завалів»), щоб його можна було розглядати при великих збільшеннях;
– різні ділянки поверхні повинні по-різному відображати світло, щоб розрізнити елементи мікроструктури.
Перше досягається шляхом дотримання правил підготовки поверхні зразка до мікроскопічних досліджень. Друге досягається отриманням плоскої і гладкої поверхні. Третє – або завдяки неоднаковому віддзеркаленню світла (поляризованого або неполяризованого, моно- або поліхроматичного) від плоскої поверхні, або внаслідок утворення рельєфу на поверхні шляхом протравлювання, або, нарешті, із-за створення на поверхні плівок, товщина і, отже, забарвлення яких залежать від природи або орієнтування кристалітів, на яких вони виникли.
Мікрошліф повинен мати мікроструктуру, характерну для всього виробу, що вивчається, або його частини. Тому має значення, по-перше, вибір ділянки виробу, з якого вирізають зразок, і, по-друге, вибір розташування досліджуваної поверхні на зразку.
Загальні рекомендації при цьому такі. Мікроструктуру прокатаної смуги зазвичай вивчають на її повздовжньому перетині. Оскільки мікроструктура в різних ділянках смуги може бути неоднаковою, зразки для виготовлення мікрошліфів вирізують з центру і у кромок смуги, а також в декількох місцях по її довжині. Мікроструктуру литих матеріалів і сплавів (у фасонних відливаннях) перевіряють в різних перетинах відливання — від найбільших до мінімальних. Площина, на якій вивчають мікроструктуру, краще вибирати перпендикулярно периферійним і серединним шарам металу і отримати дані про будову всього відливання. Для вивчення мікроструктури зливка вирізують ряд зразків так, щоб можна було визначити зміну структури по ряду його поперечних перетинів. Структуру сплавів, що піддаються термічній обробці, перевіряють в поверхневих, а також в глибших шарах деталі. При дослідженні впливу пластичної деформації на структуру металу місце вирізки зразка краще визначити після виконання макроаналізу і виявлення напряму пластичній деформації і найбільш, характерних ділянок даної деталі. Мікроаналіз широко застосовують для встановлення причин руйнування деталей при експлуатації. Зазвичай зразки вирізують поблизу місця руйнування і на віддалі від нього, для того, щоб можна було визначити наявність яких-небудь відхилень в будові металу. Крім того, необхідно вивчити структуру металу в подовжньому і поперечному напрямах.
Площа поверхні мікрошліфа зазвичай складає близько 1см2, висота зразка для зручності роботи з ним повинна бути не менше 10 мм. Для виготовлення шліфів на зразках менших розмірів (стрічка, дріт, тощо) їх після вирізання поміщають в циліндрову обойму або заливають пластмасою. В деяких випадках для закріплення дрібних зразків застосовують металеві гвинтові затискачі (струбцини).