Микроскопический анализ металлов и сплавов

Лабораторная работа №2

Микроскопический анализ металлов и сплавов

Цель работы: Научиться самостоятельно, проводить микроскопический анализ. В процессе выполнения работы необходимо изучить методику приготовления микрошлифов; оптические схемы лупы и микроскопа; характеристику микроскопа; устройство вертикального металлографического микроскопа МИМ_7 - оптическую схему и конструкцию; процесс работы на микроскопе МИМ_7.

Задачи микроанализа

Под микроанализом понимают изучение строения металлов и сплавов с помощью металлографического микроскопа при увеличении в 50 - 2000 раз.

При помощи микроанализа определяют:

1. Форму и размер кристаллических зерен, из которых состоит металл или сплав

2. Изменение внутреннего строения сплава, происходящего под влиянием различных режимов термической химико-термической обработки, а также после внешнего механического воздействия на сплав.

3. Микропороки металла - микротрещины, раковины и т.п.

4. Неметаллические включения - сульфиды, оксиды и др.

5. Химический состав некоторых структурных составляющих по их характерной форме и характерному окрашиванию специальными реактивами, в некоторых случаях, приблизительно определяют химический состав изучаемого сплава.

Для микроскопического анализа из испытываемого материала вырезают образец, и путем ряда операций (шлифования, полирования, травления) доводят до такого состояния, когда при рассмотрении его в металлографический микроскоп выявляются неметаллические включения, поры, графит в чугуне.

Подготовленная для исследования под микроскопом поверхность образца называется микрошлифом.

Таким образом, металлографический анализ состоит из: приготовления микрошлифов и исследования микрошлифов с помощью металлографического микроскопа.

Приготовление микрошлифов

Образец для исследования вырезают из такого места, которое давало бы характеристику внутреннего строения всего исследуемого материала.

Для получения плоской поверхности образца для микроанализа её обрабатывают на строгальном или фрезерном станке или, если материал твердый, на плоскошлифовальном станке. Затем образец шлифуют вручную. Шлифование начинают с наиболее грубым абразивным зерном, затем переходят на более мелкое зерно. При каждом переходе меняют направление шлифования на 90 градусов и следят за тем чтоб не оставалось рисок от предыдущей шкурки. После шлифования приступают к полированию. Полируют образцы после взвеси окиси хрома в воде или алмазной пастами. Поверхность образца доводят до зеркального блеска.

Чтобы выявить структуру, следует создать рельеф или окрасить в разные цвета структурные составляющие, что достигается обычно химическим травлением. При травление кислота, в первую очередь, воздействует на границы зерна, как места, имеющие наиболее дефектное строение и, которые в травленом шлифе станут углублениями; свет, падая на них, будет рассеиваться, и в поле зрения микроскопа они будут казаться темными, а тело зерна - светлым (рис. 1).

Для выявления структуры углеродистых и среднелегированных сталей. А также чугунов, чаще всего используют 4% раствор азотной кислоты в спирте. Для выявления структуры высоколегированной стали, специальных чугунов и сплавов цветных металлов, кроме специальных реактивов применяют электролитическое травление.

Работа на микроскопе :

· Выбрать увеличение микроскопа (объектив и окуляр) для визуального наблюдения. Начинать надо с меньших увеличений, переходя к большим.

· В отверстие визуального тубуса (5) вставить окуляр.

· В посадочное отверстие, расположенное в верхней части иллюминаторного тубуса (7) вставить объектив .

· В окно предметного столика вставить подкладку с нужным отверстием в зависимости от размера шлифа и установить столик в таком положении, чтобы объектив был в центре отверстия подкладки.

· Поместить исследуемый шлиф полированной и протравленной поверхностью вниз на подкладку предметного столика над объективом.

· Визуальный тубус вдвинуть до упора.

· Наблюдая в окуляр, вращением винта (13) произвести грубую наводку на фокус.

· Наблюдая в окуляр, вращением винта (4) произвести точную наводку на фокус.

· Наблюдая в окуляр, при помощи винтов (9) передвигать предметный столик и просматривать структуру в разных местах шлифа. Водить шлифом по подкладке предметного столика нельзя.