Порядок выполнения лабораторной работы
Для выполнения работы необходимы:
1. образцы углеродистой и высоколегированной стали, алюминий
2. травители для выявления микроструктуры растворением;
3. установка для электрополировки;
4. фильтровальная бумага.
1. Выявить структуру стали 45, алюминиевой бронзы методом химического травления растворением. Используемые образцы должны быть отполированы механическим путем. Подобрать соответствующий травитель и экспериментально установить оптимальную продолжительность травления для четкого выявления границ зерен и структурных составляющих. Травление выполняется погружением шлифа в травитель или нанесением травителя на полированную поверхность шлифа ватным тампоном, намотанным на стеклянную или фарфоровую палочку. Если травитель действует слабо, то проводится многократное вытирание его ватным тампоном. При перетравливании происходит сильное потемнение поверхности. Образцы вначале травить примерно 5 сек, затем рассмотреть структуры под микроскопом. При перетравливании образец переполировать и травить вновь. При недотравливании – увеличить выдержку. Установить время травления, требуемое для наиболее четкого выявления структуры. Отполировать шлиф и вновь протравить в течение установленного оптимального времени. После травления образец необходимо промыть в проточной воде и просушить фильтровальной бумагой. Зарисовать микроструктуру. Описать как выглядит микроструктура при недотравливании и после перетравливания.
2. Выявить структуру алюминия методом анодного растворения на образцах, отполированных электролитическим путем на предыдущем занятии. Использовать установку для электрополировки, уменьшив напряжение или силу тока. Образец служит анодом. Зарисовать микроструктуру. Описать возможные типы дефектов (ямки травления, переполировки).
3.Выявить структуру высоколегированной стали методом химического и электролитического травления. Электролитом для травления растворением являются водные растворы 10% щавелевой кислоты (H2C2O4) или 10% хромовой кислоты (HСrO4). В качестве анода применяют нержавеющую сталь. Для химического травления используют травитель: 4г.СuSO4, 20 мл. HCl и 20 мл. воды (травление втиранием). Зарисовать микроструктуры. Отметить их особенности в зависимости от способа травления.
Требования к отчету
1. Кратко изложить основные теоретические положения.
2. Привести оптимальные режимы химического травления образцов, составы травителей.
3. Привести схему установки для электролитического травления и его режим.
4. Зарисовать микроструктуры образцов до и после травления.
Задания для самостоятельной работы
1. Обьяснить, каким образом микроанализ позволяет обнаружить границы зерен.
2. Разные зерна одного и того же металла кажутся в микроскопе неодинаково окрашенными. Обьясните это явление.
3. Объясните, для каких материалов и почему применяют электротравление, а не химическое травление.
4. Какие причины могут привести к ухудшению качества изображения микроструктуры?
5. Для чего применяют травление втиранием, а не погружением?
6. Перечислите причины перетравливания шлифов.
Контрольные вопросы
1. Назовите методы выявления микроструктуры.
2. Какие принципы лежат в основе выявления микроструктуры методами травления:
а) химическим;
б) электролитическим;
в) тепловым;
г) магнитным.
3. Объясните, почему после травления на поверхности шлифа возникает система выступов и впадин?
4. Почему границы зерен на микрошлифе выглядят темными полосами?
5. В чем отличие анодного и катодного пленочного травления?
6. Почему при тепловом травлении чистых металлов разные зерна имеют разную окраску?
ЛИТЕРАТУРА
1. Панченко Е.В., Скаков Ю.А. и др. Лаборатория металлографии. –М.: Металлургия, 1965. - 440 с.
2. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. Справочник. - М.: Металлургия, 1974. - 528 с.
3. Баранова Л.В., Демина Э.Л. Металлографическое травление металлов и сплавов. Справ. изд. - М.: Металлургия, 1986. - 256 с.
4. Беккерт М., Клемм Х. Способы металлографического травления. Справ. изд. Перевод с нем., 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1988. - 400 с.