Вашуль Х. Практическая металлография. Методы изготовления образцов

Вашуль Х

Металлургия, 1968 г.

Практические рекомендации по изготовлению образцов

В гл. 4 были даны многочисленные рекомендации И указания по изготовлению шлифов, при этом сознательно не упоминалось о специфичных для каждого материала особенностях. Поскольку описать приготовление образцов всех используемых в технике материалов невозможно, мы выбрали наиболее часто применяемые материалы, а также те, на примере которых можно отчетливо проследить современные тенденции развития технологии приготовления образцов.

Для соответствующей группы материалов приводится описание структуры. Фотографии наиболее характерных структур призваны облегчить восприятие и представить возможность для собственной оценки структуры. Специфичные с точки зрения приготовления шлифов свойства являются узловыми моментами для представленных рекомендаций. Выделены те особенности, которыми предлагаемая технология отличается от стандартной.

Возможные варианты методов обозначены символически последовательностью цифр в соответствии с рис. 4.1. При необходимости указываются различия в технологии при индивидуальном и многопозиционном приготовлении (с применением держателей образцов). Основное внимание уделяется методам обработки. Хотя результаты зависят также и от качества приборов и вспомогательных материалов в интересах краткости изложения они не обсуждаются. Вместе с тем эти рекомендации не могут и не должны заменять накопленный собственный опыт. «Предписания» иногда оказываются следствиями влияния помех. О причинах этого говорилось многократно. Вопросам приготовления металлографических образцов из разных материалов посвящены также монографии Сэмюэльса, Летцова и Кела.

Материалы на основе железа. Нелегированные, микролегированныеи низколегированные ста ли. Структура — чаще всего двухфазная, редко однофазная или многофазная. Матрица — твердый раствор углерода в железе (феррит), основные фазы — ре₃С (цементит), Fe₂C(ε-карбид). Характеристики фаз даны в табл. 5.1. Другие фазы: включения оксидов, сульфидов, оксисульфидов, нитридов, карбонитридов и (или) боридов. Первичная структура дендритная или ячеистая; вторичная структура разнообразная в зависимости от вида деталей и термомеханической обработки (см. табл. 5.1). Примеры структуры— рис. 5.3, а—е.

Последовательность операций приготовления образцов : 1 —3 (2—4—6) — (5—7) 8—11—4; 1 —3—8—13—14; 1—3—8—12—14

Резка: абразивным корундовым кругом типа NKKh2 63/50(50/40) N/OTGL36115 до сечения образцов ~8 мм² без охлаждения, скорость резания и=60—80 м/с, более толстые — с охлаждением эмульсией WF—2, скорость резания и=20 — 40 м/с. Скорость подачи максимально высокая, ручную подачу осуществлять плавно и непрерывно.

Механическое полирование: вариант А — на вращающемся круге по режимам табл. 5.2; при ручном полировании п==200—500 мин^-1; для структур с высоким содержанием феррита рекомендуется многократное промежуточное травление в 3 %-ном спиртовом растворе HN0₃; вариант Б—одноступенчатое виброполирование на водной суспензии № 2, разбавленной в соотношении от 1 : 1 до 1 : 2; нагрузка на образец 1—2 Н/см²; период обращения 10—20 с, продолжительность полирования 60— 80 мин.

Химическое полирование: электролит — раствор 1, табл. 4.31; процесс рекомендуется использовать как предварительное полирование для быстрого удаления искаженного слоя, но как заключительная стадия приготовления шлифов не рекомендуется; после обработки необходимо депассивировать в 30 % Н₂0₂ или механически дополировать

Электролитическо-механическое полирование: электролит— суспензия 20 г сульфата аммония, 100 мл глиноземного концентрата № 2, 900 мл воды. Полирование на вращающемся круге, п= 100...120 мин^-1, у = 10— 15мА/см², τ=4—6 мин. Применение целесообразно при обработке серий образцов; часто производится одновременное выявление структуры.

Высоколегированныестали. Характеристика структуры: одно-, двух- или многофазная структура. Наличие карбидных или интерметаллидных фаз в матричном твердом растворе; легирующие элементы: Сr, Μη, Ni, Mo, W, Co, Si; фазы: сложные карбиды и цементит; специальные карбиды (простые или двойные карбиды Nb, Ti, W, Mo, V, Cr, Mn); форма карбидов: глобулярная, стержнеобразная, пластинчатая; распределение в матрице: равномерное по объему, в виде скоплений, в виде сетки; основная схема структурообразования как в углеродистых сталях; другие виды структуры образуются путем сдвига линий равновесной диаграммы Fe—С; ферритная (а- или δ-феррит, например, хромистый феррит), аустенитная (марганцовистый или хромоникелевый аустенит), аустенитно-ферритная, ледебуритная; мета-стабильные карбиды и переходные формы в оптическом микроскопе не наблюдаются; разновидность карбидов металлографически очень трудно идентифицировать. На рис. 5.4, а—е даны примеры структуры.