Методы изучения структуры металлов

Методы изучения структуры и механических свойств металлов

Пригод­ность  материалов к эксплуатации в различных условиях работы определяется в процессе исследования их структуры и механических свойств.

Методы изучения структуры металлов

Макроанализ – изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольшом увеличении с помощью лупы.

Анализ осуществляется после предварительной подготовки исследуемой поверхности (шлифование и травление специальными реактивами).

Метод позволяет выявить и определить дефекты, возникшие на различных этапах производства литых, кованных, штампованных и катаных заготовок, а также причины разрушения деталей.

Макроструктурный анализ позволяет установить: вид излома (фрактография); величину, форму и расположение зерен и дендритов литого металла; дефекты, нарушающие сплошность металла (усадочную пористость, газовые пузыри, раковины, трещины); химическую неоднородность металла, вызванную процессами кристаллизации или созданную термической и химико-термической обработкой; волокна в деформированном металле.

 

Исследование изломов металлов

 

 

 

Исследование дефектов сплошности и волокон металлов, химической неоднородности

 

Расположение волокон коленчатого вала

 

правильное (а) и неправильное (б)

 

Микроанали з – выявление структуры   металлов по микрошлифам при увеличении в оптических микроскопах до 2500 раз, а в электронных микроскопах - до 25000 раз.

Анализ, позволяет всесторонне изучить качество металла, определить форму, размер, ориентировку зерен, неметаллические включения и другие параметры.

На основании микроструктуры можно объяснить причи­ны неудовлетворительных механических свойств металлов и сплавов, не про­изводя механических испытаний.

 

 

Для изучения атомно-кристаллического строения твердых тел (тонкое строение) используются рентгеноструктурный анализ, позволяющий определять микронапряжения, концентрацию дефектов, плотность дислокаций на глубине внутри металла до 100 мм.

Для изучения физических свойств материалов применяются различные методы исследования.

Термический анализ,   основанный на явлении теплового эффекта. Превращения в сплавах сопровождаются тепловым эффектом, в результате на кривых охлаждения сплавов наблюдаются точки перегиба или температурные остановки.

 

Кривая охлаждения металла при кристаллизации

 

 

 Магнитный анализ. Используется для исследования процессов, связанных с переходом из паромагнитного состояния в ферромагнитное (или наоборот), причем возможна количественная оценка этих процессов.

При установлении химического состава используются методы качественного и количественного анализа.

Если не требуется большой точности, то используют спектральный анализ, основанный на разложении и исследовании спектра электрической дуги или искры, искусственно возбуждаемой между медным электродом и исследуемым металлом.