11_Badania%20makroskopowe.pdf

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

PRZEDMIOT: PODSTAWY NAUKI O MATERIAŁACH II (Tworzywa Meta-

liczne)

Temat ćwiczenia:

METALOGRAFICZNE BADANIA MAKROSKOPOWE

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest nabycie umiejętności: ujawniania i oceny wad pochodzenia technolo-

gicznego i eksploatacyjnego wyrobów odlewanych, obrabianych plastycznie, obrabianych cieplnie

i spawanych, określania rodzaju zastosowanej technologii na podstawie analizy ujawnionej struktu-

ry. Będzie to struktura pierwotna w odlewach, przebiegu włókien i zgniotu w wyrobach wykona-

nych metodą przeróbki plastycznej, struktura złącza spawanego itp.; Ponad to zmiany strukturalne

wywołane obróbką cieplną lub cieplno-chemiczną, powierzchnia złomów (kruchy, plastyczny,

zmęczeniowy), rozkład i ilość siarczków i fosforków na zgładach wyrobów hutniczych.

2. Wiadomości ogólne.

Metalograficzne badania makroskopowe wyrobów metalowych przeprowadza się w celu

wykrycia i określenia ich charakterystycznych cech strukturalnych, które można zaobserwować

nieuzbrojonym okiem lub pod niewielkim powiększeniem, zwykle nie przekraczającym 30x. Ob-

serwacjom poddaje się bądź zewnętrzne powierzchnie wyrobów, bądź powierzchnie ich złomów

lub specjalnie przygotowane (szlifowanie, ewentualnie polerowane) wybrane powierzchnie wyrobu.

Do obserwacji makroskopowych służą wszelkiego rodzaje lupy ręczne lub z podstawkami,

mikroskopy stereoskopowe z pełnym wyposażeniem (komplet okularów, obiektywów, stolik

przedmiotowy, oświetlacz) oraz mikroskopy metalograficzne z urządzeniami do badań makrosko-

powych, często wyposażone w kamerę do fotografowania.

Badania makroskopowe umożliwiają:

1) ujawnienie nieciągłości materiałowych, do których należą: pozostałości jam skurczowych,

rzadzizny skurczowe, pęcherze wewnętrzne i podpowierzchniowe, skupiska mikroporów i

wtrąceń niemetalicznych, zawalcowania zakucia, zażużlenia (rys. 1), pęknięcia powstałe pod-

czas procesów technologicznych (np. hartownicze, szlifierskie, odlewnicze, powstałe w czasie

przeróbki plastycznej) a także powstałe w warunkach eksploatacyjnych;

2) analizę budowy wewnętrznej metali i stopów, a więc określenia wielkości, kształtu i orientacji

ziaren (jeśli nie są one zbyt małe) (rys. 2), ujawnienie struktury dendrytycznej, i transkrysta-

licznej;

3) wykrywanie niejednorodności chemicznej w odlewach i wyrobach przerobionych plastycznie,

np. rozkładu węgla, fosforu i siarki w stopach żelaza;

4) wykrywanie niejednorodności strukturalnej i chemicznej w wyrobach stalowych obrobionych

cieplnie (rys. 3) lub cieplno-chemicznie, pozwalające na określenie grubości warstwy zahar-

towanej, nawęglonej, azotowanej, węgloazotowanej, odwęglonej;

5) ujawnienie przebiegu włokiem lub linii zgniotu, struktury pasmowej w wyrobach odkształco-

nych plastycznie (kutych, walcowanych, ciągnionych itp.) (rys. 4 i 5);

6) analizę powierzchni złomów (ciągliwy, kruchy, zmęczeniowy) (rys. 7 i 8);

7) analizę uszkodzeń eksploatacyjnych materiału (rys. 9-11).

Szczególne zastosowanie w praktyce przemysłowej mają badania makroskopowe złączy spawa-

nych, które wykonuje się przy kwalifikowaniu sposobów spawania, przy egzaminowaniu spawaczy

i przy kontroli jakości spawania.

Metalograficzne badania makroskopowe

Badania te umożliwiają ujawnienie:

− błędów kształtu i wymiarów poprzecznych spoiny,

− wad budowy spoiny (rozlewy, nawisy, brak przetopu, podtopienia, wycieki, przyklejenia),

− nieciągłości metalu spoiny i złącza (porowatość, zażużlenia, pęknięcia)

3. Wykonanie ćwiczenia:

Obserwacja próbek nieuzbrojonym okiem oraz za pomocą mikroskopu stereoskopowego,

naszkicowanie badanych elementów lub powierzchni próbek z zaznaczeniem ujawnionych wad,

struktury dendrytycznej (w odlewach), struktury włóknistej w elementach obrobionych plastycznie)

itd. oraz określenie sposobu wykonania części.

4. Zakres przygotowania do laboratorium.

− wytwarzanie, kształtowanie i łączenie metali (odlewanie, przeróbka plastyczna, spawanie,

zgrzewanie),

− obróbka cieplna,

− korozja,

− pękanie.

Literatura:

1. Przybyłowicz K.: „Podstawy nauki o materiałach”.

2. Szummer A., Ciszewski A., Radomski T.; „Badania własności i mikrostruktury materiałów”.

Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000 r.

3. Blicharski M. „Wstęp do inżynierii materiałowej” WNT, Warszawa 1998r.

4. Wojtkun F., Sołncew J.P. „Materiałoznawstwo T.I i II”. Radom 1997r.

Metalograficzne badania makroskopowe

ZAŁĄCZNIK

Rys. 1. Zażużlenie w odlewie żeliwnym.

Rys. 2. Dendryty w staliwie średniowęglowym niklowo-chromowym.

Metalograficzne badania makroskopowe

Rys. 4. Przekrój wzdłużny stalowej odkuwki

matrycowej. Widoczny układ włókien.

Rys. 3. Makrostruktura fragmentu koła

zębatego hartowanego powierzchniowo.

Rys. 5. Fragment przekroju odkuwki stalo-

wej z wyraźnym przebiegiem włókien.

Rys. 6. Przykładów zmęczeniowych: a) śruby dwustronnej, b) elementu samochodowego

Metalograficzne badania makroskopowe

Rys. 7. Fragment powierzchni kruchego złomu próbki po próbie skręcania.

Rys. 8. Pęknięcie zmęczeniowe wału korbowego silnika samochodowego

a) widok ogólny, b) powierzchnia złomu.

Metalograficzne badania makroskopowe

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: