Вида зёрен (а) и из двух видов зёрен (б) Исследование микрошлифов
В нетравленом состоянии
Изучение микроструктуры начинают с анализа нетравленых шлифов для выявления неметаллических включений, пор, раковин, трещин и других дефектов. Неметаллические включения обладают меньшей отражательной способностью по сравнению с металлом, имеют темную окраску и ясно видны под микроскопом.
Характер, расположение и количество неметаллических включений в сплавах оцениваются в соответствии со стандартом ГОСТ 1778-58.
На рис. 6, а представлен нетравленый микрошлиф с крупными и мелкими неметаллическими включениями—оксидами и силикатами, которые при горячей обработке давлением крошатся и располагаются в виде цепочек.
На рис, 6, б представлен шлиф с крупными и мелкими пластичными неметаллическими включениями—сульфидами и силикатами, которые при горячей обработке давлением вытягиваются.
После травления
Для установления деталей микроструктуры шлифы подвергаются травлению.
На рис. 6, а приведена микроструктура сплава, состоящего из одного вида зерен (однородная структура), а на рис. 6, б микроструктура сплава, состоящего из двух видов зерен (неоднородная структура).
Рис. 6. Неметаллические включения: а — хрупкие; б — пластичные
Выполнение работы
В отчете должна быть указана область применения микроанализа.
Краткое описание техники приготовления микрошлифа.
Схематические зарисовки и описание структур материала
Контрольные вопросы
1. Что такое микрошлиф?
2. Сущность процесса травление микрошлифов?
3. Сущность процесса полирование?
4. Сущность процесса шлифование?
5. Сущность процесса вырезки образца?
6. Разрешающая способность микроскопа - ….?
7. Микроструктура –…?
Лабораторная работа № 3
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПРОЦЕССЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ
Цель работы: ознакомиться с краткими сведениями и получить практические навыки приготовления формовочных и стержневых смесей.
Оборудование и материалы: верстак, ручное сито, лабораторные смешивающие бегуны; песок кварцевый, глина, специальные добавки.
Пояснения к работе
Литейной производство – технологический процесс изготовления металлических фасонных заготовок или изделий путем заливки расплавленного металла во внутреннюю полость литейной формы, которая по конфигурации соответствует изготовляемой отливке.
По сравнению с другими способами изготовления заготовок для деталей машин литейное производство обладает определенными преимуществами: литьем можно получить заготовки с очень сложной конфигурацией наружных поверхностей и внутренних полостей; технологические процессы изготовления отливок хорошо поддаются механизации и автоматизации. В качестве недостатка можно отметить следующее: большая вероятность получения дефектной отливки, большая доля ручного труда, опасные условия труда людей и загрязнение окружающей среды.
Процесс литейного производства включает приготовление формовочных и стержневых смесей; изготовление моделей и стержневых ящиков; изготовление форм и стержней; плавку и доводку металла; сборку литейных форм и заполнения их металлом; выбивку, обрубку и очистку отливок; контроль качества отливок; исправление брака и окраску.
Формовочными называются материалы, применяемые для изготовления смесей, необходимых для изготовления разовых и полупостоянных литейных форм.
Для получения качественных отливок с чистой поверхностью формовочные и стержневые смеси должны обладать следующими свойствами:
1) прочностью (для сохранения геометрических размеров после извлечения модели из формы или стержней из ящиков и при их транспортировании);
2) огнеупорностью (чтобы при высоких температурах в момент соприкосновения с жидким металлом смесь не оплавлялась и не образовывала пригара);
3) газопроницаемостью (чтобы образовавшиеся газы и пары беспрепятственно могли выходить из полости формы в процессе заполнения ее металлом и не образовывалось газовых раковин в отливках);
4) оптимальной влажностью (для предотвращения вскипания влаги и образования пара в форме);
5) пластичностью (для получения точных отпечатков элементов моделей и стержневых ящиков);
6) податливостью (для предотвращения образования внутренних напряжений и трещин в отливках при их усадке в процессе кристаллизации);
7) минимальной гигроскопичностью (чтобы не было переувлажнения форм за счет влажности окружающей атмосферы, которая может привести к потере ими прочности и появление газовых раковин в отливках);
8) высокой долговечностью (для длительного сохранения заданных технологических и физических свойств).
Формовочные смеси состоят из песка (основа смеси), связующих (глина, вода), противопригарных добавок (молотый каменный уголь, пылевидный кварц,мазут), добавок, повышающих податливость и газопроницаемость смеси (древесные опилки, лигносульфанат), которые при соприкосновении с жидким металлом выгорают, образуя в смеси поры.
Стержневые смеси для изготовления стержней, подвергающихся сушке в сушилках, состоят в основном из песка (редко с добавками 3-10% глины для простых стержней) и связующих веществ (крепителей). По принципу действия связующие вещества можно разделить на три группы: высыхающие (льняное масло, поливиниловый спирт, сланцевая смола, лигносульфат); склеивающие (сульфитный щелок, декстрин, лигносульфонат); затвердевающие (торфяной и древесный пек, канифоль). К стержневым смесям предъявляют высокие требования по прочности, огнеупорности, податливости и газопроницаемости, т.к. стержень находится внутри расплавленного металла и испытывает с его стороны тепловые и механические воздействия.
Основой смесей являются формовочные пески, которые относятся к минеральным ископаемым и состоят из зерен кварца с примесью глинистых составляющих. При выборе песков следует учитывать характер производимого литья. Крупный песок увеличивает огнеупорность и газопроницаемость смеси, а мелкий улучшает чистоту поверхности отливки.
Глины состоят из мелкодисперсных частиц, содержащих Aℓ2O3, они обладают связующей способностью во влажном и сухом состоянии. В зависимости от минералогического состава формовочные глины делятся на четыре вида: каолитовые (К), бентонитовые (Б), гидрослюдистые (Г), полиминеральные (П). Чаще всего применяют каолитовые и бентонитовые глины.
Технологический процесс приготовления формовочных и стержневых смесей складывается из предварительной обработки свежих материалов, обработки смесей, бывших в употреблении, и приготовления заданных смесей из подготовленных материалов. Предварительная обработка свежих материалов заключается в их сушке, размалывании и просеивании; а смесей, бывших употреблении, - в удалении из них всевозможных включений (металлических и неметаллических), охлаждении и просеивании.
Процесс приготовления формовочно-стержневых смесей состоит из увлажнения, перемешивания, вылеживания, разрыхления и передачи готовых смесей на рабочие места формовщиков. В стержневые смеси вводятся дополнительные связующие.