Металлографический метод

Он прост, удобен и позволяет быстро установить природу включений. Включения определяются под металломикроскопом непосредственно на полированном шлифе, вырезанном из темплета стали. При качественном металлографическом исследовании должны быть установлены следующие признаки включений: форма и расположение их на шлифе; изменение формы под влиянием деформации (пластичность); цвет в светлом поле зрения; цвет в темном поле зрения и степень их прозрачности; анизотропность или изотропность при просмотре в поляризованном свете; твердость; действие химических реактивов на них.

Неметаллические Включения имеют правильную геометрическую форму (шпинели — треугольную, прямоугольную, трапециевидную, силикаты — глобулярную) или неправильную, вытянутую в виде веретена или нитей, пленкообразную по границам зерен, иногда обволакивающую другие включения. Расположение включений может быть равномерным и неравномерным, в виде отдельных обособленных зерен, группами, цепочкой, одно внутри или по краям другого. Важной характеристикой является расположение включений по отношению к структуре металла.

По степени изменения формы под влиянием деформации Включения могут быть хрупкие, пластичные и недеформирующиеся.

Цвет включения, видимый под микроскопом, зависит от увеличения микроскопа (чем больше увеличение, тем более светлым становится цвет); применяемого объектива (сухой или иммерсионный), так как иммерсия изменяет отражательную способность включений; размера включений и качества полировки (поверхность некоторых твердых включений после полировки становится выпуклой, что создает различную отражательную способность в центре и по краям включений); состояния поверхности окружающего металла из-за большого контраста между цветом металла и включения.

Прозрачность включений — один из важнейших признаков, по которому все Включения делятся на прозрачные и непрозрачные. Прозрачные, в свою очередь, разделяются на прозрачные и полупрозрачные. степень прозрачности лучше всего определять при наблюдении в темном поле зрения и в поляризованном свете при скрещенных николях.

По признаку анизотропии все Включения делятся на анизотропные и изотропные. Анизотропные меняют свой цвет при вращении предметного столика микроскопа, причем у сильно анизотропных веществ наблюдаются четыре положения угасания и просветления, а у слабо анизотропных — два. На изотропные Включения вращение столика не оказывает никакого влияния.

Весьма важным признаком включений является их отношение к воздействию химических реактивов. При этом Включения могут растворяться (вытравливаться), оставляя пустоты; окрашиваться, изменять цвет; оставаться химически стойкими.

Для качественного определения включений применяются следующие приемы исследования . Наблюдение при обыкновенном прямом освещении в светлом поле зрения с пластинчатым иллюминатором дает возможность исследовать мельчайшие подробности строения объектов, имеющих тонкую сложную структуру. Такой способ освещения целесообразно применять при больших увеличениях, так как при этом достигается наивысшая разрешающая способность объективов. Наблюдение при обыкновенном освещении в светлом поле зрения с призменным иллюминатором применяется, когда нужно рассмотреть общую картину расположения наблюдаемых объектов, а также при фотографировании при малых увеличениях, так как этот способ освещения дает контрастные изображения, но уменьшает разрешающую способность объективов.

Исследование при обычном освещении в светлом поле зрения при больших увеличениях с иммерсионными объективами дает возможность подробнее и полнее рассмотреть детали строения включения, его поверхностную окраску, отражательную способность, а также обнаружить очень мелкие включения. Изучение включений в темном поле зрения позволяет обнаружить очень мелкие включения, выявить имеющиеся рельефы, определить степень прозрачности включений, определить собственный цвет включений (внутреннюю окраску), наблюдать строение прозрачных и полупрозрачных включений. В поляризованном свете при скрещенных николях определяют прозрачность, собственный цвет и анизотропность включений.

Необходимо также изучение микротвердости включений и травление их химическими реактивами.

Достоинствами металлографического метода качественной оценки неметаллических включений являются его простота, быстрота определения и достаточная точность, так как исследуемые Включения определяются не в выделенном состоянии, а в том естественном виде, в котором они присутствуют в стали. Однако метод не лишен и недостатков, основным из которых является невозможность без помощи других методов определить и изучить еще неизвестные включения. Всякое определение включений следует начинать с изучения металлографического шлифа под микроскопом.

Целесообразно определять Включения по определенной схеме (рис.), постепенно исключая группы включений, объединенные одинаковыми признаками. Ею можно пользоваться, только изучив характерные признаки основных видов включений и их свойства. В основу схемы положено разделение включений по их прозрачности, определяемой наблюдением в темном поле зрения или в поляризованном свете. Этот признак дает возможность разделить Включения сразу на две большие группы и исключить из исследования одну из них.

Рис. Схема изучения неметаллических включений

Источник:

М.И. Виноград. Включения в стали и ее свойства. Металлургиздат 1963 г.
Кислинг р., Ланге Н. Неметаллические включения в стали. Металлургия 1968 г.