Короткі теоретичні відомості. Макроскопічний і мікроскопічний аналіз

МАКРОСКОПІЧНИЙ І МІКРОСКОПІЧНИЙ АНАЛІЗ

МЕТАЛІВ

 

Мета роботи – вивчити методи макроскопічного і мікроскопічного дослідження металів.

 

Короткі теоретичні відомості

 

Макроскопічне дослідження (макроаналіз) – це вивчення будови металів і сплавів неозброєним оком або за допомогою лупи
при збільшенні в тридцять разів. Будова металів, що вивчається за допомогою макроаналізу, називається макроструктурою. Макроаналіз може відбуватися як по вигляду зламу металу, так і на спеціально підготовленій поверхні металевого зразка. Підготовка зразків полягає в шліфуванні поверхні з тим, що подальшим її травленням спеціальними реактивами. Шліфований і протравлений для макроаналізу зразок називається макрошліфом.

Метод дозволяє знайти в металах:

- хімічну неоднорідність, що викликається умовами кристалізації;

- сплошність металу і порушення її, що викликаються присутністю рихлості, міхурів, тріщин;

- неоднорідність будови, викликану подальшою обробкою тиском;

- структурну або хімічну неоднорідність в деталі, створену термічною, хіміко-термічною або іншою обробкою;

- вид зламу: в'язкий або крихкий.

Мікроскопічний аналіз (мікроаналіз) полягає в дослідженні структури металів за допомогою мікроскопа. Спостережувана структура називається мікроструктурою.

За допомогою мікроаналізу можна визначити:

- фазовий склад і структуру;

- розміри і форму зерен;

- наявність мікроскопічних дефектів і неметалічних включень.

Мікроструктура вивчається за допомогою металографічного мікроскопу, основною системою якого є оптична. Вона. включає об'єктив, окуляр і ряд допоміжних оптичних елементів (дзеркала, призми та ін.).

Об'єктиви дають збільшення від 9 до 95 разів, а окуляри – від 2 до 25 разів. Загальне збільшення, яке дає мікроскоп за допомогою об'єктиву і окуляра, можна прийняти рівним твору збільшення окуляра
на збільшення об'єктиву.

Збільшення, з яким виявляються деталі даного предмету, називається максимально корисним і для мікроскопа воно складає 1000.

Вивчення в мікроскопі металу можливе лише при віддзеркаленні світлового проміння від досліджуваної поверхні. Зразок, поверхня якого підготовлена для мікроаналізу, називається мікрошліфом. Його приготування складається з багатократного шліфування і полірування з подальшою дією певних реактивів (травлення).

Вивчення мікроструктури доцільно починати з розгляду мікрошліфа в «нетравленому вигляді», тобто безпосередньо після полірування, промивки і просушування. Під мікроскопом такий шліф має вид світлого круга, на якому виявляються темні ділянки, а іноді жовті або іншого кольору, що є неметалічними включеннями. При розгляді не травленого шліфа також виявляється мікропористість.

При травленні відбувається взаємодія металу поверхні мікрошліфу з хімічно активними розчинами лугів, солей, кислот в спирті. Реактив взаємодіє з різними ділянками поверхні мікрошліфу неоднаково, що приводить до різного ступеню їх травимості. Світловий потік, направлений через об'єктив на мікрошліф, відобразиться від поверхні; при цьому на ділянках стиків зерен виникає значне розсіяння і відображене проміння не потраплять в поле зору, тому по межах зерен виникнуть темні лінії, які відтворюють картину дійсних стиків між зернами (рис. 1).

 

 

 

 

Рисунок 1 – Схема виявлення меж зерна