Лабораторная работа №2

Тема:

Исследование структуры железоуглеродистых сплавов, находящихся в равновесном состоянии.

Цель работы:

Исследовать структуры железоуглеродистых сплавов.

Научиться определять количество углерода по схеме полученной с помощью микрофотографирования. Ознакомиться с методами получения

микрошлифов, травления шлифов.

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ: 2 часа.

Дидактическое и методическое обеспечение:

Микроскоп типа МИМ-7; Образцы сталей различных марок. Инструкционная карта,

справочные таблицы.

Место выполнения работы:

Лаборатория «Электроматериаловедение».

1.Ход выполнения работы

1.1. Внеурочная подготовка.

1.1 Повторить пройденный материал лекции "Основные сведения о металлах и сплавах”, "Сплав железа с углеродом”.(2–с45-49,54-60, 3-c22-30)

1.2 Подготовить титульный лист, тему, цель работы.

1.3 Описать технологический процесс приготовления микрошлифа, назначение травления и применяемые реактивы.

1.3 Изучить технику безопасности.

1.2 Работа на уроке

1. Получить допуск на выполнение практической работы.

2. Зарисовать рисунок 2 ( иструкционно-технологическая карта)

3 Записать краткие теоретические сведения, ответив письменно на вопросы: «Что называется: микрошлифом, операция приготовления микрошлифов)

4. Ознакомится с методикой приготовления микрошлифа

5. Изучить устройство и принцип работы микроскопа

6. Используя заранее приготовленные микрошлифы стали , внимательно рассмотреть их под микроскопом, зарисовать схемы изображаемых микроструктур в квадратах 50*50 мм.

7. Внимательно рассмотреть под микроскопом набор шлифов чугунов, зарисовать схемы изображаемых микроструктур и определить вид чугуна.

8. Определить содержание углерода в стали по указанию преподавателя.

2.Методические указания

2.1 Теоретические сведения

Рисунок 1- Микроскоп МИМ-7

Сущность микроскопического анализа заключается в исследовании структуры металла с помощью микроскопа. Металлографический микроскоп предназначен для наблюдения и фотографирования структуры металлов и сплавов. Микроскоп МИМ-7дает возможность увеличивать объект в 60…1440 раз при визуальном наблюдении.

В отличие от биологического в металлографическом микроскопе исследование структуры ведется в отраженном свете.

Металлографический микроскоп МИМ-7 состоит из следующих основных частей: осветителя 10, установленного на основании 1; корпуса 2 с фотокамерой 3; центральной части 8 с иллюминатором 11, визуальным тубусом 5 и механизмами грубой подачи предметного столика и микрометрической подачи объектива, управляемых соответственно рукоятками 9 и 4; квадратного предметного столика 6 с винтами 7, вращением которых можно перемещать предметный столик по двум взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальной плоскости.

Микроскопический анализ проводят по специальным образцам – микрошлифам. Операция приготовления микрошлифов включает в себя шлифование и полирование образцов.

Образец обрезают ножовкой или на металлорежущем станке из изделия которое подлежит исследованию.

Шлифуют образцы вручную или на специальных станках, используя наждачную бумагу различной зернистости. Шлифование начинают на грубой бумаге и постепенно переходят на более тонкую, чтобы исчезали следы предыдущей обработки. Для шлифования используют наждачную бумагу различных номеров зернистости от 100 до 320.Для ускорения процесса шлифования и наблюдения за исключением рисок при переходе к следующему номеру бумаги образец поворачивают на 90°. После шлифования образец тщательно промывают струей воды и затем полируют тонкими абразивными порошками в виде паст или эмульсий, наносимых на покрытые сукном или фетром вращающиеся круги.

Чаще всего для полирования черных металлов используют окись алюминия или окись хрома. Полирование считают законченным, когда на поверхности образца при любом увеличении не будет обнаружено царапин. Полированный образец промывают водой и сушат, после чего под микроскопом изучают шлиф для определения формы, размера и распределения неметаллических включений. Для выявления структуры металла поверхность микрошлифа травят химическими реактивами.

Для травления применяют различные по составу реактивы. Для железоуглеродистых сплавов используют 4%-ый раствор азотной кислоты в этиловом спирте; для сплавов на основе меди – 10%-ный водный раствор персульфата аммония. Протравленный микрошлиф промывают в струе воды, затем в спирте и сушат фильтровальной бумагой.

В результате неодинаковой стойкости к травлению структурных составляющих образца на поверхности его шлифа проявляется микрорельеф. Структура, травящаяся сильнее, кажется под микроскопом более темной. Границы зерен чистых металлов и твердых растворов будут видны под микроскопом в виде тонкой сетки. Часто зерна одного и того же металла травятся по-разному, что объясняется явлением анизотропии. В сечении шлифа зерна перерезаны по различным кристаллографическим плоскостям, а так как свойства зерен в различных сечениях неодинаковы, то и растворение каждого зерна под действием реактива различно. То зерно, которое протравливается сильнее, кажется темнее, так как оно после отражения от него света дает большее рассеивание лучей.

Структурными составляющими железоуглеродистых сплавов являются: