ВУЗ:
Составители:
Лабораторная работа 1
МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ.
I. Цель работы.
Целью работы является изучение методов
макроскопического исследования строения и качества
сплавов по шлифам и изломам.
II. Сведения из теории.
Макроскопический анализ заключается в определении
строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при
помощи лупы или бинокулярного микроскопа при
увеличении до 30 раз.
Строение металлов, изучаемое при помощи
макроскопического анализа (макроанализа) называется
макроструктурой.
Макроанализ широко применяется в металлургической
и машиностроительной промышленности.
Макроскопическим анализом выявляются:
1. Характер излома (хрупкий или вязкий), излом
усталости.
2. Дефекты, нарушающие сплошность металла:
неметаллические включения, волосовины, пористость,
рыхлость, раковины, расслоения, закаты, флокены, трещины.
3. Химическая неоднородность (ликвация).
4. Дендритная и волокнистая структура.
1. Макроанализ по виду излома.
Излом дает возможность выявить качество металла (по
величине зерна и характеру его разрушения).
Зерно - объем металла, состоящий из отдельных
кристалликов, одинаково ориентированных в пространстве,
отделенных от другого объема поверхностью раздела -
границей зерна.
Существует внутренняя связь между наблюдаемой на
изломе величиной зерна и свойствами металла. Особенно
резко величина зерна влияет на сопротивление металла
динамическим нагрузкам, на его вязкость. Чем крупнее
зерно, тем сплав становится более хрупким. Хрупкость
металла может явиться причиной разрушения деталей машин
и конструкций в процессе их эксплуатации.
Величина зерна зависит от многих факторов:
химического состава сплава, условий его кристаллизации в
период перехода из жидкого состояния в твердое, условий
последующей пластической деформации (в горячем или в
холодном виде), термической обработки.
При ускоренном охлаждении жидкого металла или при
введении в жидкий металл специальных присадок–
модификаторов, структура получается мелкозернистой.
При последующем высокотемпературном и длительном
нагреве металла, зерна могут увеличиваться до значительных
размеров. Причиной такого роста зерен является стремление
системы уменьшить запас свободной поверхностной энергии,
при этом происходит слияние отдельных мелких зерен в
более крупные.
Изменение величины зерна в зависимости от
температуры и времени нагрева можно наблюдать на
углеродистой стали 45 (рис.1). Чем выше температура
нагрева и продолжительнее нагрев, тем больше укрупняется
зерно.
На величину зерна существенное влияние оказывает
химический состав стали. Многие легирующие элементы
(хром, никель, вольфрам, ванадий), вводимые в сталь,
уменьшают склонность стали к росту зерна.
Пластическая деформация (прокатка, ковка,
штамповка), термическая обработка (отжиг, нормализация,
4 5
Лабораторная работа 1 отделенных от другого объема поверхностью раздела -
границей зерна.
МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ Существует внутренняя связь между наблюдаемой на
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. изломе величиной зерна и свойствами металла. Особенно
резко величина зерна влияет на сопротивление металла
I. Цель работы. динамическим нагрузкам, на его вязкость. Чем крупнее
Целью работы является изучение методов зерно, тем сплав становится более хрупким. Хрупкость
макроскопического исследования строения и качества металла может явиться причиной разрушения деталей машин
сплавов по шлифам и изломам. и конструкций в процессе их эксплуатации.
Величина зерна зависит от многих факторов:
II. Сведения из теории. химического состава сплава, условий его кристаллизации в
Макроскопический анализ заключается в определении период перехода из жидкого состояния в твердое, условий
строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при последующей пластической деформации (в горячем или в
помощи лупы или бинокулярного микроскопа при холодном виде), термической обработки.
увеличении до 30 раз. При ускоренном охлаждении жидкого металла или при
Строение металлов, изучаемое при помощи введении в жидкий металл специальных присадок–
макроскопического анализа (макроанализа) называется модификаторов, структура получается мелкозернистой.
макроструктурой. При последующем высокотемпературном и длительном
Макроанализ широко применяется в металлургической нагреве металла, зерна могут увеличиваться до значительных
и машиностроительной промышленности. размеров. Причиной такого роста зерен является стремление
Макроскопическим анализом выявляются: системы уменьшить запас свободной поверхностной энергии,
1. Характер излома (хрупкий или вязкий), излом при этом происходит слияние отдельных мелких зерен в
усталости. более крупные.
2. Дефекты, нарушающие сплошность металла: Изменение величины зерна в зависимости от
неметаллические включения, волосовины, пористость, температуры и времени нагрева можно наблюдать на
рыхлость, раковины, расслоения, закаты, флокены, трещины. углеродистой стали 45 (рис.1). Чем выше температура
3. Химическая неоднородность (ликвация). нагрева и продолжительнее нагрев, тем больше укрупняется
4. Дендритная и волокнистая структура. зерно.
На величину зерна существенное влияние оказывает
1. Макроанализ по виду излома. химический состав стали. Многие легирующие элементы
Излом дает возможность выявить качество металла (по (хром, никель, вольфрам, ванадий), вводимые в сталь,
величине зерна и характеру его разрушения). уменьшают склонность стали к росту зерна.
Зерно - объем металла, состоящий из отдельных Пластическая деформация (прокатка, ковка,
кристалликов, одинаково ориентированных в пространстве, штамповка), термическая обработка (отжиг, нормализация,
4 5
