Определение химического состава сплава

Как правило, изучение металлов или металлических сплавов начинается с определения химического состава.

Химический состав обычно определяют методами количественного и качественного анализа. В тех случаях, когда не требуется очень большая точность, но необходима скорость определения состава, используют спектральный анализ.

Более точные сведения о составе можно получить, используя рентгеноспектральный анализ. Одной из разновидностей установок для рентгеноспектрального анализа являются так называемые микроанализаторы, позволяющие определять состав различных фаз, входящих в сплав, а также состав различных участков даже одного зерна, характеристики диффузионной подвижности атомов при химико-термической обработке, в процессе старения и т.п.

Размеры микрообластей при подобных исследованиях лежат в интервале от 10 до 3 мкм.

Структурные методы исследования металлов и сплавов

Для изучения структуры применяют: макроскопический; микроскопический; электронно-микроскопический; рентгеноструктурный; фрактографию и другие методы анализа.

Макроскопический анализ (макроанализ)

Метод макроструктурного анализа заключается в изучении строения металлов и сплавов невооруженным глазом или небольших увеличениях, например, при помощи лупы.

Макроструктуру обычно изучают на макрошлифах, получаемых разрезкой детали на части, что позволяет наблюдать большую поверхность. Исследуемую поверхность подвергают шлифованию и травлению специальными реактивами [3]. При помощи макроструктурного анализа можно установить структуру металла (величину, форму, расположение зерен, дендритов литого металла и т.д.). Кроме того, макроанализ дает возможность обнаружить газовые пузыри, усадочные пустоты, трещины и другие макродефекты, а также ликвацию (т.е. химическую неоднородность) серы и фосфора. Изучение макроструктуры часто дополняют исследованиями излома металлов (см. фрактография).

Микроскопический анализ (микроанализ)

Метод микроструктурного анализа – изучение строения металлов и сплавов при помощи оптических металлографических микроскопов при относительно больших увеличениях (обычно в 100…1000 раз, предел – 2000 раз). При таких увеличениях можно обнаружить элементы структуры размером до 0,2 мкм. Изучение микроструктуры производится на специально приготовленных образцах – микрошлифах, которые должны иметь зеркально-блестящую поверхность, так как структура металлов и сплавов, как тел непрозрачных, рассматривается в отраженном свете.

Под микроскопом на полированном микрошлифе можно увидеть микротрещины, неметаллические включения (оксиды, сульфиды и т.д.), графит в чугунах. Для выявления самой микроструктуры металла поверхность шлифа подвергают травлению специальными реактивами [3, 4]. Микроанализ позволяет установить величину, форму и ориентировку зерен, отдельные фазы и структурные составляющие, изменения структуры в зависимости от условий их получения и обработки и т.п. [5].