2.3.4 Определение способов термической и химико-термической обработок

Пользуясь методами макроанализа, можно определить:

1) подвергалась ли деталь упрочняющей обработке и, если да, то какой именно;

2) подвергалась ли деталь сквозной закалке или поверхностной и, если поверхностной, то какова толщина закаленного слоя;

3) подвергалась ли деталь цементации и, если да, то какова толщина цементованного слоя.

2.3.4.1 Выявление макроструктуры закаленной стали

Рисунок 9 – Срез детали, подвергнутой химико-термической обработке

Для выявления макрострук­туры от детали отрезают элемент, который нас интересует. Резание следует проводить при постоянном и обильном охлаждении водой, чтобы избежать перегрева поверх­ности. Полученную поверхность среза шлифуют на наждачной бу­маге средней зернистости. Затем образец помещают в муфельную печь, нагревают его до температур 300…350⁰С и выдерживают при этих температурах около одного часа.

Этот метод основан на том, что в процессе выдержки на поверхности шлифа появляются окисные пленки (цвета побежалости), цветовой оттенок которых зависит от концентрации углерода. В закаленной части детали, за счет присутствия мартенсита, концентрация углерода выше, чем на участках, не подвергавшихся закалке. При рассматривании поверхности шлифа участки, подвергавшиеся закалке, будут иметь темно-синий цвет, а участки, не подвергавшиеся закалке, будут светло-синими (рисунок 9). У деталей, подвергавшихся сквозной закалке, поверхность шлифа будет иметь однотонный темно-синий цвет по всему сечению. Измерив с помощью лупы ширину темно-синей зоны, можно судить о толщине закаленного слоя.

2.3.4.2 Выявление макроструктуры цементованных деталей

Образец готовят так же, как и в предыдущем случае. Однако здесь для выявления макроструктуры потребуется кислый спиртовой раствор хлорной меди: 2 г CuCl₂*H₂O+ 1 млHClна 100 мл спирта. Травление в таком растворе проводится в течение 1…2 минут путем погружения в него образца. После травления можно заметить, что сердцевина, где цементация не проходила, будет покрыта слоем меди, а поверхностный слой будет свободным от меди.

Цементованный слой можно выявить, используя и раствор гипосульфита. При этом высокоуглеродистая часть (поверхностный слой) будет более темной, а зона насыщения углеродом – более светлой.

3 Оборудование, технические средства, инструмент

При проведении лабораторной работы используются: шлифовальный станок, фарфоровая чашка, щипы, бинокулярный микроскоп, лупа, реактив для травления (хлористая медь CuCl₂85 г + хлористый аммоний NH₄Cl 53 г + вода H₂O 1000 мл – реактив Гейне), 5 %-ный раствор серной кислоты, фиксатор (тиосульфат натрия), глянцевая бромсеребрянная бумага, фильтровальная бумага, вата, образцы сплавов.

4 Порядок выполнения работы

1. Каждый студент получает от преподавателя персональное задание по выявлению макроструктуры и оценке качества.

2. Для проведения исследований студенту выдаются образец, необходимые реактивы, приспособления и вспомогательные материалы (наждачная бумага, фильтровальная бумага, вата, спирт, кюветы и стеклянные пластины).

3. Студент должен выбрать на образце исследуемую поверхность и прошлифовать ее до равномерного светового оттенка по всей поверхности.

4. Смочить ватку спиртом и протереть ею шлифованную поверхность.

5. Провести травление исследуемой поверхности, а полученную фигуру травления зарисовать в свой отчет. В случае получения фотоотпечатка, его необходимо вклеить в отчет.

6. Зарисовать макроструктуры других студентов, выполнявших данную работу

7. Каждую макроструктуру описать и сделать необходимые выводы о качестве исследуемой детали.

8. Оформить отчет в соответствии с разделом 5.