BUDOWA MATERIAŁÓW
DEFINICJE
• Makrostruktura materiału - elementy struktury widoczne nieuzbrojonym okiem lub przy użyciu przyrządów optycznych dających obraz powiększony nie więcej niż 40x.
• Mikrostruktura materiału – elementy struktury widoczne przy użyciu mikroskopów dających powiększenie większe niż 40x.
Jedną z metod badania makrostruktury i mikrostruktury materiałów metalowych jest metalografia. Badania metalograficzne polegają na oględzinach obiektów lub preparatów i wnioskowaniu na podstawie obrazu i analizy poszczególnych jego fragmentów o strukturze. Wyróżnia się badania metalograficzne makroskopowe i mikroskopowe.
MAKROSTRUKTURA – badania metalograficzne makroskopowe
• Obserwacja powierzchni w celu ujawnienia:
• Śladów oddziaływania środowiska, np. produktów korozji
• Nieciągłości materiału, np. pęknięć, pęcherzy, wgnieceń
1 Produkty korozji na wewnętrznej powierzchni rurociągu ze stali węglowej
b) Obserwacja przełomów w celu ujawnienia: - Charakterystycznych cech przełomu, określających jego rodzaj - Większych wtrąceń niemetalicznych - Wielkości i kształtu ziaren - Nieciągłości materiałowych - Grubości stref o zróżnicowanej budowie
c) Obserwacja powierzchni zgładów metalograficznych
Etapy przygotowania zgładów:
Ø Wycięcie próbki
Ø Szlifowanie powierzchni do na szlifierce
Ø Szlifowanie na płótnach i papierach ściernych
Ø Polerownie (nie zawsze konieczne)
Ø Trawienie odczynnikami
Obserwacja powierzchni zgładów może ujawnić:
Ø Naruszenie spójności materiału badanego elementu
Ø Niejednorodność budowy materiału
Ø Technologię wykonania elementu
Ø Wielkość ziarna
CEL BADAŃ METALOGRAFICZNYCH MAKROSKOPOWYCH W LABORATORIACH PRZEMYSŁOWYCH:
Ø Ocena jakości wyrobów
Ø Kontrola urządzeń przemysłowych
Ø Ocena jakości zabiegów technologicznych: spawania, obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej, przeróbki plastycznej
Ø Określenie przyczyny awarii
MIKROSTRUKTURA – badania metalograficzne mikroskopowe
Badania polegają na obserwacji powierzchni zgładów metalograficznych przy pomocy mikroskopów metalograficznych
Etapy przygotowania powierzchni zgładów:
Ø Wybór miejsca pobrania próbki na podstawie badań makroskopowych
Ø Zatopienie w żywicy (inkludowanie)
Ø Polerowanie mechaniczne lub elektrolityczne
Ø Trawienie powierzchni odczynnikami
Mikroskop metalograficzny świetlny
1. Stolik przedmiotowy
2. Głowica rewolwerowa z obiektywami
3. Okular
4. Oświetlacz
5. Pokrętło przesuwu makro
6. Pokrętło przesuwu mikro
2 Bieg promieni świetlnych w mikroskopie
Powiększenie całkowite mikroskopu N
N=Nob x N ok.
Nob - powiększenie obiektywu
N ok. – powiększenie okularu
Zdolność rozdzielcza mikroskopu dm – najmniejsza odległość między dwoma punktami, które widoczne są oddzielnie.
dm= λ/2nsin(β/2) = λ/2Aob
λ – długość fali świetlnej
n – współczynnik załamania światła
β – kąt rozwarcia soczewki obiektywu
Aob – apertura numeryczna
Dla λ = 550 nm i Aob= 1,6
dm = 200 nm
CEL BADAŃ METALOGRAFICZNYCH MIKROSKOPOWYCH W LABORATORIACH PRZEMYSŁOWYCH:
Ø Identyfikacja materiału i jego stanu po zabiegach technologicznych: obróbce cieplnej i cieplno-chemicznej, przeróbce plastycznej, spawaniu
Ø Ocena jakości materiału, np. na podstawie wielkości ziarna, wielkości wydzieleń grafitu w żeliwie, wtrąceń niemetalicznych, jednorodności mikrostruktury
Ø Ocena wpływu zmian parametrów wytwarzania wyrobu na mikrostrukturę materiału
Ø Określenie przyczyny awarii.
1
Chester11-86