>В общем, продолжею ПО СЕРОСТИ СВОЕЙ в металлургии настаивать на (почти) однозначности распознания "секретов" сплава по "портретам" в связке с хим. составом.
Все металлы в твердом состоянии – кристаллические тела. Кроме химического состава на свойства металлов и сплавов значительное влияние оказывает их кристаллическое строение. Кристаллическое строение металлов и сплавов изменяется в зависимости от условий выплавки и последующей обработки.
Внутреннее строение металлов изучает металлографический анализ. Если структура металла видна не вооруженным глазом или требуется увеличение до тридцати кратного – это макроанализ. Цель металлографического анализа – отработка технологических режимов или технологическая экспертиза.
Образцы для анализа вырезаются любым механическим способом, после чего поверхность образцов шлифуется и полируется. Важно в процессе резания, шлифовки и полировки не перегревать образцы, т.к. это может привести к изменению структуры металла. Структура металла определяется в результате травления отполированной поверхности образца. Образцы, подготовленные к травлению, называют шлифами.
Металлографический макроанализ применяют для изучения волокнистости изделия, структуры сварного шва, определения глубинных слоев металла, полученных в результате химико-термической обработки и др. макрохарактеристик структуры.
1.
Определение волокнистости изделия.
В результате обработки металла давлением его кристаллы вытягиваются в направлении действия силы, приобретая волокнистое строение. Расположение волокон показывает, как изготовлена деталь: методом резания или обработкой давлением.
Для выявления макроструктуры деформированного в горячем или холодном состоянии металла применяется следующий реактив:
1.
Серная кислота Н2SO4 60 см3.
2.
Хромпик K2Cr2O7 25 г.
3.
Вода H2O 500 г.
В этом составе образец после тщательной шлифовки травиться в течение 5-6 часов, затем промывается водой и сушиться. После промывки выявляются направления волокон в макрошлифе.
2.
Определение структуры сварного шва
Недостатки, снижающие физико-химические, механические и др. свойства сварных швов, называются дефектами или пороками. Дефекты сварных швов оделяться на внешние и внутренние.
К внешним дефектам относят: геометрические отклонения, трещины, подрезы, наплывы. К внутренним дефектам относят: поры, шлаковые включения, непровар корня шва, внутренние трещины.
Подготавливается шлиф сварного шва, затем этот образец травиться в течении 1-2 минут в химическом реактиве следующего состава:
1.
Хлористый аммоний NH4Cl 58 г.
2.
Хлорная медь CuCl2 85 г.
3.
Вода H2O 100 г.
После травления образец быстро переноситься под сильную струю воды, а осевшая медь прочищается ваткой. При осмотре протравленной части образца выявляются дефекты сварного шва. Наиболее распространенными из них являются непровар, газовые пузыри, шлаковые включения, пережог и др.
3.
Определение глубины цементации.
Цементацией называют технологический процесс диффузионного насыщения углеродом стальных деталей Цементация это один из видов химико-термической обработки сталей.
Для определения глубины цементации подготовленный шлиф травиться в 3-5 % растворе азотной кислоты (HNO3) в этиловом спирте в течение 1-5 сек., а затем промывается водой и сушиться. При осмотре макрошлифа после травления зона цементации выделена темным слоем, глубина которого оценивается с помощью штангенциркуля.
4.
Определение ликваций серы и фосфора.
Большое влияние на свойства металлов оказывает химическая неоднородность, зависящая как от природы металла, так и от условий производства, условий разливки, режима термической обработки. Ликвациями называют неравномерные распределения компонентов сплава по объему отливки.
Наличие серы и фосфора в сталях ухудшают ее механические свойства. Сера образует с железом эвтектику (Fe2S) , снижая температуру плавления, и прочность стали при повышенных температурах. Это явление получило название красноломкость. Фосфор образует с железом фосфид железа, который выделяясь по границам кристаллических зерен снижает прочность стали при пониженных температурах. Это явление получило название синеломкость или хладоломкость.
Ликвации серы и фосфора выявляются методом Баумана.
Бромсеребрянную фотобумагу смачивают на свету 5 % водным раствором серной кислоты и накладывают на подготовленный макрошлиф и выдерживают в течении 3-5 минут. При наличии в стали включений сульфидов и фосфидов последние взаимодействуют с серной кислотой, выделяя газообразные сероводород (H2S) и фосфин (РН3). В месте выделения эти газы взаимодействуют с бромистым серебром светочувствительного слоя фотобумаги:
H2S + 2AgBr = Ag2S + 2HBr
2РН3 + 6AgBr = 2Ag3P + 6HBr
Далее бумага снимается с макрошлифа и фиксируется в растворе гипосульфита. Выделяющиеся Ag2S и Ag3P черного цвета не растворяются в гипосульфите. Если бумага была плотно прижата к макрошлифу, то выделения Ag2S и Ag3P образуются в тех местах, где были включения фосфидов и сульфитов. В местах, соприкасающихся с включениями, бумага будет окрашена в темно-коричневый цвет.
----------------------------------------------------
