Аналіз і оцінка макроструктури
Макроструктуру металів і сплавів контролюють шляхом травлення спеціально підготовлених зразків у розчинах різних кислот (реактивах), а також за допомогою спеціально приготовлених зламів. Метод травлення ґрунтується на травленні з різною інтенсивністю поверхні бездефектних ділянок досліджуваного об’єкту і ділянок з наявними різного роду дефектами (неоднорідність структури, ліквація, пори, флокени та інші дефекти). Злами металу бездефектних зразків і зразків із дефектами структури (пористих, з флокенами, перегрітих, сколених тощо) утворюються за різними механізмами і мають різну будову.
Контролювати якість металу та оцінювати макроструктуру темплетів можна візуально, порівнюючи цю структуру з еталонними шкалами або за фотографіями, виконаними у натуральну, або зі зазначенням масштабу, величину.
Результати контролю й аналізу макроструктури заносять у протокол випробувань, в якому вказують: марку сплаву, номер плавки, позначення стандарту на поставку, переріз і розміри контрольованої заготовки (в мм), номери та індекси заготовки, бали всіх дефектів (за кожним дефектом зокрема). У протоколі вказують висновок про якість металу, а саме: «придатний» або «відповідає вимогам».
Аналіз дефектів макроструктури за еталонними шкалами
Визначити вид дефекту макроструктури і оцінити ступінь його розвитку можна шляхом порівняння натурального вигляду щойно протравлених зразків з еталонами шкал макроструктур відповідно до вимог стандартів чи технічних умов.
Стандарт (ГОСТ 10243–75) має 10 шкал, які ілюструють різні види дефектів макроструктури. Кожна шкала складається із п’яти балів. Із збільшенням розміру й кількості дефектів бал зростає. Величину дефектів оцінюють цілими балами (2,0; 3,0 і т.д.) і половиною балів ( 0,5; 1,5; 2,5 і т.д.). Якщо дефекти відсутні, тоді проставляють бал 0. Якщо в макроструктурі присутні дефекти кількох видів, то їх оцінюють кожний окремо.
Шкали ілюструють різні види дефектів макроструктури.
1. Центральна пористість — дрібні порожнини, які заварилися при гарячій механічній обробці зливка. На темплеті пористість має вигляд дрібних або окремих великих темних крапок — пор у центральній частині зразка (рис. 1.9., а). Оцінюють цей дефект за шкалами № 1 і № 1а.
2. Ліквація — неоднорідність окремих ділянок металу за хімічним складом, структурою, неметалевими і газовими включеннями. Передбачено класифікацію й оцінювання чотирьох видів ліквації: точкову, плямисту, лікваційний квадрат (коло), підусадкову ліквацію.
а |
б |
в |
г |
д |
е |
є |
ж |
з |
и |
||
Рис. 1.9. Види дефектів макроструктури на макрошліфах
2.1. Точкова ліквація (рис. 1.9., б) — має вигляд дрібних округлих, сильно протравлених, тьмяних крапок, які розміщені в усьому перерізі за винятком крайньої зони (шкали № 2 і № 2а). У загартованих поздовжніх зламах точкова ліквація може мати вигляд стрічок з більш світлою кристалічною структурою.
2.2. Плямиста ліквація — це окремі темні плями різних розмірів і форм. За розміщенням на зразку розрізняють загальну і крайову плямисті ліквації.
2.2.1. Загальна плямиста ліквація (рис. 1.9., в) — це плями, які розміщені по перерізу зразка порівняно симетрично до осі заготовки (шкали № 3 і № 3а), або несиметрично розміщені плями менших розмірів, але їх структура сильно відрізняється від структури основного металу (шкала № 3б).
2.2.2. Крайова плямиста ліквація (рис. 1.9., г) — це плями овальної форми, які орієнтовані вздовж граней зразка (шкали № 4 і № 4а).
2.3. Лікваційний квадрат або коло (рис. 1.9., д) — дефект на макротемплеті у вигляді стрічки, що травиться більш інтенсивно у порівнянні з іншими ділянками шліфа. Контури ліквації визначаються конфігурацією виливка. Дефект найчастіше розміщений на середині радіуса або ¼ сторони квадрату (шкали № 5 і № 5а).
2.4. Підусадкава ліквація (рис. 1.9., е) — темні, що легко травляться, ділянки металу в центрі заготовки (шкала № 6 і № 6а).
3. Підкіркові бульбашки (рис. 1.9., є) — дрібні порожнини–пори округлої або овальної форми, які розміщені під верхом або на поверхні заготовки. Форма дефекту залежить від глибини його залягання (шкала № 7).
4. Міжкристалітові тріщини (рис. 1.9., ж) — дефект у вигляді трьох і більше тонких, хвилястих, павукоподібних смужок, що направлені від осі заготовки у боки (шкала № 8).
5. Пошарова кристалізація (рис. 1.9., з) — це почергові шари металу у вигляді вузьких світлих і темних стрічок, які найчастіше розташовуються на поверхні зразка (шкала № 9).
6. Світла смужка (контур) — різновидність пошарової кристалізації (рис. 8, и). Дефект у формі, порівняно яскравої, концентричної стрічки металу зі зниженим травленням. Форма стрічки (коло, квадрат) визначається конфігурацією кристалізатора (шкала № 10).