Способы выявления макроструктуры
Различают следующие реактивы универсального действия для углеродистых и низколегированных сталей:
1. Водный раствор азотной кислоты: 4-10% HNO3, остальное вода. Реактив применяют в холодном состоянии. При травлении шлиф протирают ватным тампоном или погружают в реактив, периодически его протирая. После травления шлиф промывают в воде и высушивают. При выявлении волокнистой структуры или дендритов после травления рекомендуется проводить легкую шлифовку тонкой шкуркой. Продолжительность травления: от нескольких минут до получаса.
Реактив хорошо выявляет пустоты, волокнистую структуру зоны сварного соединения, флокены. Его можно использовать для выявления дендритной структуры. Реактив успешно действует на углеродистые и низколегированные стали.
2. Спиртовой раствор азотной кислоты (4%-ный раствор НNО3 в этиловом спирте). Продолжительность травления: от 20 мин до 4 ч. Реактив хорошо выявляет структуру в сварных швах.
3. Водный раствор соляной кислоты: 50 см3 НСl, 50 см3 воды. Травление производят погружением в горячий реактив. Продолжительность травления составляет от 10 до 45 мин. Основное применение – выявление пустот. Хорошо обнаруживаются также ликвация, волокнистость, пороки литья, структура сварных швов. Температура раствора 60–70°С. Применяется для травления разнообразных легированных сталей. На рис. 2.8 приведен пример применения реактива.
4. Водный раствор соляной и серной кислот: 500 см3 НС1; 70 см3 H2SO4; 180 см3 воды. Раствор применяют в горячем состоянии – при 95–100°С. Продолжительность травления до 2 ч. Травление ведут погружением.
Реактивы дают глубокое травление и их применяют для выявления пустот, ликвации, грубой волокнистой и дендритной структуры (рис. 2.9).
Рис. 2.8. Пример использования раствора 3. Структура литой углеродистой стали
Рис. 2.9. Пример применения смеси серной и соляной кислот.
Дендритное строение литой углеродистой стали
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с характерными особенностями макроструктур, дефектов, образующихся при различных технологических операциях обработки материалов и изготовления деталей: металлургия, ОМД, литье, сварка, термическая обработка - путем просмотра атласов или слайдов на видеопроекторе.
2. Освоить технику приготовления и травления макрошлифов.
3. Исследовать предложенную коллекцию изломов, макрошлифов и сварных соединений. Дать заключение о причинах возникновения дефектов в исследуемых образцах металла (по макрошлифам).
4. Определить и описать виды исследуемых изломов и причины их возникновения. Дать заключения о качестве сварки, наличии дефектов и надежности сварного соединения, исследовав его макроструктуру.
5. Составить отчет по работе.
Содержание отчета
При составлении отчета необходимо четко указать задачи макроструктурного анализа, изложить методику приготовления и травления макрошлифов, описать дефекты исследованных макрошлифов, зарисовать их и указать причины возникновения.
Описать характер изученных изломов, макроструктуру сварных соединений и привести заключение о качестве сварки.
Контрольные вопросы
1. С какой целью проводится входной контроль металлопродукции?
2. Какие параметры качества определяется при входном контроле?
3. От каких факторов зависит объем входного контроля?
4. В каких случаях к входному контролю привлекается Центрально-заводская
лаборатория?
5. От каких факторов зависит макроструктура металла?
6. Как можно узнать, какова макроструктура внутренних участков металлических
заготовок?
7. С помощью каких технических средств можно изучать внешний вид и размеры
деталей и образцов?
8. Что такое макроструктурный анализ?
9. Расскажите, что можно выявить макроструктурным анализом.
10. Что можно обнаружить внешним осмотром поверхности металла?
11. Объясните, что дает изучение излома.
12. Зачем при анализе макроструктуры выявляют волокнистость металла?
13. Что такое горячие (кристаллизационные) трещины?
14. Причины возникновения трещин напряжения.
15. Каковы характерные признаки трещин напряжений?
16. Причины возникновения шлифовочных трещин.
17. Что собой представляет усадочная раковина и как она образуется?
18. В чем выражено волокнистое строение прокатанного металла?
19. Что такое дендритная ликвация и как она выявляется при анализе макроструктуры?
20. Что такое и в чем выражена зональная ликвация?
21. Чем различаются экзогенные и эндогенные неметаллические включения?
22. Что собой представляют волосовины и в каком металле их можно выявить?
23. Что такое флокены и как они выглядят?
Список использованной литературы
1. ГОСТ 10243-75. Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры. М. Изд.
стандартов. 1985.
2. Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные
работы и задачи. М. Металлургия. 1989. 456с.
3. К.Г. Шмитт-Томас. Материаловедение для машиностроения. Справочник. М.
Металлургия. 1995. 512с.
4. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей.
Справочник под. ред. В.Д. Кальнера. М. Машиностроение. 1984. 384с.
5. И. Гривняк. Свариваемость сталей. М. Машиностроение. 1984. 216с.
6. Л.П. Герасимова. Контроль качества сварных и паяных соединений: справочное
издание. М. Интермет Инжиниринг. 2007. 376с.
7. А.И. Самохоцкий, М.Н. Кунявский. Лабораторные работы по металловедению и
термической обработке металлов. М. Машиностроение. 1981. 174с.
8. Б.Г. Гринберг, Т.М. Иващенко. Металловедение и термическая обработка. Руководство
к лабораторным занятиям. М. Росвузиздат. 1963.180с.
9. Р.Н. Худокормова, Ф.И. Пантелеенко. Материаловедение. Лабораторный практикум.
Минск. Выш. шк. 1988. 224с.
10. ГОСТ 24297-2013. Верификация закупленной продукции. Организация проведения и
методы контроля. М. Стандартинформ.2014. 12с.
11. ГОСТ 20847-75 Прутки, полосы и профили горячекатаные и кованые из сталей и
сплавов. Дефекты поверхности. М. Изд. Стандартов. 44с.
12. ГОСТ 21014-88. Листы и ленты стальные. Термины и определения дефектов
поверхности. М. Изд. Стандартов. 1995.
13. ГОСТ 5521-93. Прокат стальной для машиностроения. Технические условия. Минск.
Межгосударственный стандарт. 1996. 18с.
Приложение 1