- Преподавателю
- Другое
- Лабораторная работа Методика приготовления микрошлифа
Лабораторная работа Методика приготовления микрошлифа
Раздел | Другое |
Класс | - |
Тип | Другие методич. материалы |
Автор | Галашокян А.Д. |
Дата | 07.01.2016 |
Формат | doc |
Изображения | Есть |
Тема: «Металлы и сплавы».
Лабораторная работа
Методика приготовления микрошлифа
Цель работы:
1.Формирование навыков и умений использования физико-химических методов исследования металлов;
2.освоение приемов приготовления микрошлифов, ознакомление с устройством металлографического микроскопа.
3.Приобретение знаний основных свойств материалов, использующихся в профессиональной деятельности;
Инструменты и принадлежности:
1.Реактивы для травления макрошлифов. Спирт. Вода.
2.Резиновые перчатки, салфетки.
3.Макрошлифы.
4.Напильники
5. Фарфоровые чашки для травления.
6. Щипцы.
Порядок выполнения работы:
-
Изучить теоретическую часть.
-
Ответить на контрольные вопросы.
-
Подготовить макрошлифы.
-
Отшлифовать вырезанный образец.
-
Отполировать вырезанный образец
-
Протравить приготовленный шлиф реактивом, выбранным по табл. 1.
-
Заполнить таблицы отчета.
-
Выводы.
Техника безопасности при выполнении работы.
-
Травление выполнять под вытяжкой.
-
Пользоваться резиновыми перчатками.
-
Не прикасаться к реактивам и посуде для них без резиновых перчаток.
Теоретическая часть
1. Металлографические шлифы.
Большинство свойств материалов зависит от их строения. Исследование внутреннего строения металлов и сплавов с помощью микроскопа при больших увеличениях называется микроанализом металлов.
Внутреннее строение, видимое при больших увеличениях с помощью микроскопа, называется микроструктурой.
Изучение микроструктуры позволяет выявить построение металлов и сплавов из большого числа зерен (кристаллов), их форму, размеры и взаимное расположение. Также можно выявить частицы неметаллических включений, различные фазы в металле, микродефекты (раковины, мелкие трещины) и дефекты кристаллического строения (например дислокации). По микроструктуре можно судить о характере и качестве термической обработки, сварки, литья и др.
Изучение микроструктуры производят на микрошлифах.
Микрошлиф - это специально подготовленный образец металла или сплава. Размеры шлифов указаны на рисунке 1.
Рисунок 1. Металлографические шлифы
Изготовление металлографических шлифов состоит из вырезания образца, шлифовки и полировки.
2.Получение плоской поверхности
На вырезанном образце выравнивают поверхность, которая предназначена для микроанализа. Получение плоской поверхности, т.е. грубая шлифовка достигается:
-опиливанием напильником (если материал мягкий). Напильники выбирают по таблице 1
-заточкой на абразивном круге (если материал твердый).
Таблица1. Напильники общего назначения.
Тип напильника
№ № насечек
Припуск,мм
Точность обработки, мм
Виды выполняемых работ
Драчевый
0; 1
0,5 - 1
0,2 - 0,5
для грубого опиливания.
Личной
2; 3
0,1 - 0,3
0,02 - 0,15
для чистого опиливания.
Бархатный
4; 5
0,02 - 0,05
0,01 - 0,05
для окончательной обработки и доводки поверхностей.
Полученную плоскую поверхность образца шлифуют на шлифовальной (наждачной) шкурке с зернами различных размеров (номеров)
3.Шлифование
Шлифование начинают на шкурке с более крупным абразивным зерном, затем постепенно переходят на шлифование шкуркой с более мелким абразивным зерном.Зернистость шкурки выбирают из таблицы 2.
Шлифуют вручную на шкурке, положенной на толстое стекло, или на специальных шлифовальных станках. При шлифовании вручную образец подготовленной плоскостью прижимают рукой к шлифовальной шкурке и водят им по бумаге в направлении, перпендикулярном к рискам, полученным после опиливания напильником.
При замене шкурки одного размера зернистости другим образец вытирают ватой и поворачивают на 90°, чтобы риски при последующей обработке получались перпендикулярными к рискам от предыдущей обработки.
Таблица 2
Шлифовку проводят на 4−5 номерах шлифовальной бумаги, которые выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала.
Можно шлифовать также специальными пастами, нанесенными на небольшие листы чертежной бумаги.
4.Полирование
После окончания шлифования на шлифовальной шкурке самой мелкой зернистости полированием удаляют риски и обрабатываемая поверхность образца получается блестяще зеркальной. Полировать можно механическим и электролитическим способами.
Механическое полирование производят на специальном полировальном станке, обтянутым сукном или фетром. Сукно смачивают полировальной жидкостью.
Полировальными составами являются:
-взвешенные в воде мелкие порошки окиси алюминия (глинозем),
-окись хрома, окись железа (крокус)
-окись магния (магнезия).
Чаще для полирования применяются окись хрома и окись алюминия. Полировальную жидкость составляют в следующей пропорции: на 1 литр воды 10-15 граммов окиси хрома или 5 граммов окиси алюминия.
После полирования образец промывают водой; полированную поверхность протирают ватой, смоченной спиртом, а затем просушивают прикладыванием фильтровальной бумаги или легким протиранием сухой ватой.
Чтобы предохранить полированную поверхность от окисления, образцы хранят в эксикаторе с хлористым кальцием.
5.Травление
Для выявления микроструктуры полированную поверхность образца подвергают травлению, т. е. действию растворов кислот, щелочей, солей. Состав травителя выбирают по таблице 3.
Таблица 3. Травители и режимы для выявления микроструктуры некоторых
металлов и сплавов
Состав травителя
Способ
употребления
Область применения
Ниталь: азотная кислота - 1-5 мл; этиловый (или метиловый) спирт - 100 мл
Химическое травление от нескольких секунд до 1-2 мин
Для травления железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов)
Хлорное железо - 5 г; соляная кислота - 10 мл; вода - 85 мл
Химическое травление в течение 3-10 с
Для выявления микроструктуры медных сплавов
5-20%-ый раствор NaOH в воде или в метиловом спирте
Химическое травление
Для выявления микроструктуры алюминия и его сплавов
При травлении неоднородные участки металла или сплава становятся видимыми под микроскопом.
Продолжительность травления зависит от марки стали и структуры, но обычно достаточна выдержка в несколько секунд.
Признаком протравливания является потускнение поверхности. После травления микрошлиф промывают водой, протирают ватой, смоченной спиртом, а затем просушивают прикладыванием фильтровальной бумаги или легким протиранием сухой ватой.
В результате травления должно быть четкое выявление микроструктуры.
6.Металлографический микроскоп.
После изготовления микрошлифа необходимо исследовать его микроструктуру с помощью оптического микроскопа.
Металлографический микроскоп - это оптический прибор, позволяющий рассматривать при увеличении непрозрачные тела в отраженном свете. Он состоит из оптической системы, осветительного устройства и механической системы.
Качество микроскопа характеризуется возможным увеличением, совершенством изображения, разрешающей способностью микроскопа.
1-предметный столик
2-винты перемещения столика
3-макрометрический винт
4- микрометрический винт
Рисунок 2. Общий вид микроскопа МИМ-7
Шлиф устанавливают на предметный горизонтальный столик 1, который можно передвигать в двух взаимно перпендикулярных горизонтальных плоскостях с помощью винтов 2, что позволяет просматривать микроструктуру в различных участках шлифа. Для получения четкого изображения шлиф наводят на фокус при помощи макрометрического винта 3. Точное фокусирование достигается микрометрическим винтом 4.
По устройству различают микроскопы вертикальные и горизонтальные.
Наиболее широко для металлографических исследований используют вертикальные микроскопы МИМ-7 и ММР-4 и горизонтальный микроскоп МИМ-8.
Контрольные вопросы
1. Зависят ли свойства сплавов от их строения?
2. Что называется микроструктурой?
3. Что называется микрошлифом?
4. Назовите этапы приготовления микрошлифа
5. О чем можно судить по микроструктуре материала?
6. Что называется окуляром?
7.Чем характеризуется качество микроскопа?
8.Какие различают по устройству микроскопы?
Таблица отчёта
№ образца
Марка стали
Напильник
№ зернистости шкурки
Состав травителя
Состав полировальной жидкости
Рисунок микрошлифа с размерами
для грубого опиливания.
для чистого опиливания
Литература:
1.Геллер Ю.А. ,Рахштадт А.Г. Материаловедение, М., Металургия.1980. 447с.
2.Лахтин Ю.М. ,Леонтьев В.П .Материаловедение, .М.,Машиностроение,1980,405с
3.Самохоцкий А.И., Кунявский М.Н. Лабораторные работы по металловедению и термической обработке металлов.М.Машиностроение, 1981, 173с.
4.Паисов И.В. Пособие к лабораторным работам по материаловедению и термический обработки металлов,М.,Металлургия, 1968, 95с.