Выявление неметаллических включений
При нетравленом шлифе
Определить балл неметаллических включений в стали (по оксидам) согласно ГОСТ 1778–70.
При выполнении этого исследования целесообразно начинать с рассмотрения микрошлифа в нетравленом виде, т. е. после полировки. Под микроскопом шлиф имеет вид светлого круга с темными точечными или строчечными участками неметаллических включений.
Определять степень загрязненности металла неметаллическими включениями очень важно, т. к. они хрупки и непрочны, а значит, снижают механические свойства стали.
При производстве некоторых сортов качественной и высококачественной стали количество неметаллических включений регламентируется. Так, например, для шарикоподшипниковой стали чистота по неметаллическим включениям является одним из основных факторов, определяющих эксплуатационную стойкость изделий.
Металлографические методы определения загрязненности стали неметаллическими включениями установлены ГОСТ–70.
Для общей характеристики стали по степени загрязненности ее неметаллическими включениями применяется балльная шкала.
Пятибалльная шкала ГОСТа классифицирует следующие виды неметаллических включений:
– оксиды строчечные – ОС;
– оксиды точечные – ОТ;
– силикаты пластичные – СП;
– силикаты недеформирующиеся – СН;
– сульфиды – С;
– нитриды и карбонитриды строчечные – НС;
– нитриды и карбонитриды точечные – НТ;
– нитриды алюминия – НА.
Чаще всего наблюдается загрязнение стали оксидами и сульфидами.
Одним из методов испытания (метод III) является оценка неметаллических включений под микроскопом в сравнении с эталонными шкалами нетравленых шлифов при увеличении × 100.
Оценка величины зерна
Среди существующих методов контроля величины зерна следует выделить два метода:
1) метод оценки величины зерна по характеру излома (мелкозернистый и крупнозернистый);
2) металлографические методы.
По характеру излома, например, можно оценить чистоту металла отливки от неметаллических включений, величину зерна, пластичность сплава, но первый способ оценки весьма приблизителен и субъективен. Чаще, если величина зерна играет существенную роль, эту характеристику определяют металлографическими методами.
Металлографическими методами определяют:
– величину действительного зерна, т. е. зерна, которое образовалось при определенной обработке; при исследовании и контроле сталей часто определяют величину не действительного зерна, а «наследственного» зерна, т. е. величину зерна аустенита после нагрева при определенных условиях (температуре, времени выдержки и скорости охлаждения, указанных в соответствующих стандартах; «наследственное» зерно характеризует чувствительность стали к росту зерна при нагреве для термической обработки и оказывают значительное влияние на многие свойства стали, в частности на ее сопротивление разрушению.
– склонность зерна к росту – определением величины зерна аустенита после нагрева при температуре и времени выдержки, установленных нормативной или технической документацией на соответствующие стали и сплавы;
– кинетику роста зерен – определением величины зерна после нагрева в интервале температур и времени выдержки, установленных нормативной или технической документацией на стали и сплавы.
Образцы для определения величины зерна отбирают от металла в состоянии поставки.
Для определения величины зерна рекомендуются образцы площадью до 150 мм2. Склонность к росту зерна аустенита устанавливают при нагреве до определенной температуры. Применяют два стандартных режима: I – нагрев до 930 ± 10 °С, 8 ч; II – нагрев 930 ± 10 °С, 3 ч.
Режим I применяют преимущественно для конструкционных цементируемых сталей (определение склонности к росту зерна в процессе цементации), режим II – в остальных случаях.
Эталон – круг диаметром 79,8 мм со схематизированной сеткой, что соответствует площади 5000 мм2, или натуральной площади на шлифе 0,5 мм2.