Przygotowanie zgładów metalograficznych.pdf

(436 KB) Pobierz

06

59

Æwiczenie 6

PRZYGOTOWANIE ZG£ADÓW METALOGRAFICZNYCH

1. CEL ÆWICZENIA

Celem æwiczenia jest zapoznanie siê z metodyk¹ przygotowania zg³adów do ob-

serwacji na metalograficznych mikroskopach optycznych.

2. WIADOMOCI PODSTAWOWE

2.1. Pobieranie próbek

Pobieranie próbek do badañ metalograficznych jest czynnoci¹ równie wa¿n¹ jak

dalsze, poprawne wykonanie zg³adów metalograficznych i dlatego czynnoci tej trze-

ba powiêciæ nale¿yt¹ uwagê. Próbki nale¿y tak pobraæ, aby otrzymaæ pe³ny obraz

struktury w ca³ym badanym przedmiocie.

Sposób pobierania próbek bêdzie zale¿a³ od tego, czy badaniu podlega odlew, pó³-

wyrób hutniczy, wyrób obrobiony plastycznie czy przedmiot obrobiony cieplnie.

W przypadku odlewu nale¿y pobraæ próbki z miejsc o ró¿nym przekroju, poniewa¿

struktura w odlewie mo¿e siê zmieniaæ w zale¿noci od szybkoci stygniêcia. Przy

badaniu pó³wyrobów korzysta siê z norm precyzuj¹cych dok³adnie sposoby pobierania

próbek do badañ w³aciwoci mechanicznych. Próbki te mog¹ byæ wykorzystane do

wykonania zg³adu. Wykonuj¹c zg³ady z przedmiotów obrobionych plastycznie nale¿y

uprzednio zbadaæ makrostrukturê co pozwoli na wybór miejsc charakterystycznych,

jakimi mog¹ byæ fragmenty w ró¿nych stopniu odkszta³cone lub takie, w których ma-

teria³ w ogóle nie podlega³ deformacji. Przy badaniu struktury przedmiotów obrobio-

nych cieplnie nale¿y obserwowaæ zarówno powierzchniê, jak i rdzeñ.

Pe³ny i dok³adny obraz struktury materia³u du¿ego przedmiotu daje wykonanie kil-

ku zg³adów z ró¿nych miejsc. W przypadku analizowania przyczyn zniszczenia czêci

maszyny nale¿y wykonaæ zg³ady metalograficzne z miejsca w pobli¿u zniszczenia oraz

z miejsca oddalonego w celu uchwycenia ewentualnych ró¿nic w budowie materia³u.

W przypadku, gdy nie mo¿na zniszczyæ badanego elementu wykonuje siê replikê

i dopiero tê obserwuje siê pod mikroskopem. W celu jej wykonania miejsce, którego

strukturê chcemy zbadaæ szlifuje siê i poleruje rêcznie. Z tak przygotowanej powierzchni

zdejmuje siê replikê, której obserwacja pod mikroskopem pozwala na ocenê struktury.

Z przedmiotów bardzo du¿ych mo¿na uzyskaæ próbki wstêpne do badañ przy pomocy

Opracowa³: Roman O. Wielgosz

60

palnika gazowego lub ³uku elektrycznego. W celu unikniêcia wp³ywu ciep³a wydziela-

j¹cego siê przy ciêciu palnikiem lub ³ukiem elektrycznym, próbkê nale¿y wyci¹æ w od-

leg³oci co najmniej 50 mm od miejsca, w którym chcemy wykonaæ zg³ad metalogra-

ficzny. Nastêpnie próbki wycina siê za pomoc¹ pi³ rêcznych i mechanicznych oraz

specjalnych przecinarek do wycinania próbek do badañ metalograficznych.

Na rys. 6.1 pokazano przecinarkê DISCOTOM2 firmy Struers. Przy jej pomocy

mo¿na wycinaæ próbki z materia³ów twardych i miêkkich. W zale¿noci od twardoci

materia³ów dobiera siê odpowiednie tarcze. W przecinarce przedmiot przecinany znaj-

duje siê w k¹pieli ch³odz¹cej. Zapobiega to nadmiernemu nagrzaniu. Przedmioty har-

towane nie powinny siê w czasie wycinania próbki nagrzewaæ do temperatury powy-

¿ej 100°C, poniewa¿ przy wy¿szych temperaturach rozpoczynaj¹ siê przemiany

strukturalne. Do wycinania próbek niewielkich, skomplikowanych i twardych elemen-

tów firma Buehler proponuje przecinarkê z tarczami diamentowymi o nazwie ISOMET

pokazan¹ na rys. 6.2.

Rys. 6.1.

Rys. 6.2.

Przecinarka DISCOTOM2 firmy Struers

Przecinarka diamentowa ISOMET firmy Buehler

2.2. Mocowanie próbek

Próbki du¿e szlifuje siê i poleruje bez zamocowania w oprawce. Próbki ma³e lub

takie, w których szczególnie wa¿ne s¹ krawêdzie zaciska siê w oprawki. Wad¹ tego

rodzaju zamocowania jest koniecznoæ wyjmowania próbek z oprawek przy trawie-

niu. Przedmioty bardzo drobne inkluduje siê. Inkludowanie polega na wtopieniu wzglêd-

nie wciniêciu przedmiotu badanego w inny orodek.

697932626.060.png

697932626.071.png

697932626.082.png

697932626.093.png

697932626.001.png

697932626.011.png

697932626.012.png

697932626.013.png

697932626.014.png

697932626.015.png

697932626.016.png

697932626.017.png

697932626.018.png

697932626.019.png

697932626.020.png

697932626.021.png

697932626.022.png

697932626.023.png

697932626.024.png

697932626.025.png

697932626.026.png

697932626.027.png

697932626.028.png

697932626.029.png

697932626.030.png

697932626.031.png

697932626.032.png

697932626.033.png

697932626.034.png

697932626.035.png

61

Jako substancji inkluduj¹cej u¿ywa siê najczêciej

ró¿nego rodzaju substancji chemo- lub termoutwar-

dzalnych. Przewa¿nie s¹ to bakelit, ebonit, ¿ywice

syntetyczne. Substancje te przy trawieniu zachowu-

j¹ siê zupe³nie obojêtnie i w najmniejszym stopniu nie

zak³ócaj¹ przebiegu trawienia.

Do przygotowania próbek inkludowanych substan-

cjami termoutwardzalnymi u¿ywa siê specjalnych

pras. Na rys. 6.3 pokazano automatyczn¹ prasê hy-

drauliczn¹ do inkludowania próbek PRONTOPRES-2

firmy Struers. Prasa pozwala na prowadzenie pro-

cesu spiekania w zakresie temperatur od 105°C do

185°C. Coraz czêciej do inkludowania stosuje siê

chêtnie ¿ywice utwardzaj¹ce siê przy temperaturze

otoczenia. Firmy specjalistyczne oferuj¹ obecnie sze-

rok¹ gamê chemoutwardzalnych ¿ywic o ró¿nych w³a-

ciwociach.

Rys. 6.3.

Automatyczna prasa do inkludo-

wania próbek PRONTOPRES-2

firmy Struers

2.3. Szlifowanie mechaniczne próbek

Pierwszym etapem przygotowania powierzchni zg³adu metalograficznego jest szli-

fowanie. Zabieg ten najczêciej wykonuje siê w szlifierce do p³aszczyzn. Przy szlifo-

waniu nale¿y zwróciæ uwagê na to, aby próbka siê nie nagrzewa³a. Szczególnie jest to

wa¿ne przy szlifowaniu próbek hartowanych. W celu unikniêcia nagrzewania, próbki

nale¿y ch³odziæ wod¹ i szlifowaæ szybkimi przejciami ciernicy. Przed zakoñczeniem

szlifowania powierzchniê próbki nale¿y wyiskrzyæ, tzn. przeszlifowaæ kilka razy bez

posuwu wg³êbnego.

2.4. Szlifowanie na papierach ciernych

Szlifowanie rozpoczyna siê na papierze ciernym o najgrubszym ziarnie, np. 160.

Szlifowanie na danym gatunku papieru trwa tak d³ugo, a¿ znikn¹ rysy z poprzedniej

operacji. Proces ten powtarza siê na szeregu papierach o malej¹cej ziarnistoci. Przy

przejciu na nastêpny papier próbkê ustawiamy tak, aby powstaj¹ce rysy by³y prosto-

pad³e do rys pozosta³ych po poprzednim papierze. Przy szlifowaniu metali i stopów

miêkkich, np. aluminium, mo¿na papier o najdrobniejszym ziarnie posmarowaæ parafi-

n¹, co pomaga w uzyskaniu g³adkiej powierzchni. Po zakoñczeniu szlifowania ko-

nieczne jest przemycie próbki wod¹. W szlifierkach przeznaczonych do zg³adów

metalograficznych papiery cierne zanurzone s¹ w bie¿¹cej wodzie i szlifowanie od-

697932626.036.png

697932626.037.png

697932626.038.png

697932626.039.png

697932626.040.png

697932626.041.png

697932626.042.png

697932626.043.png

697932626.044.png

697932626.045.png

697932626.046.png

697932626.047.png

697932626.048.png

697932626.049.png

697932626.050.png

697932626.051.png

697932626.052.png

697932626.053.png

697932626.054.png

62

bywa siê na mokro. Metoda ta skraca

czas szlifowania oraz umo¿liwia uzyska-

nie lepszej powierzchni zg³adu. Widok

rêcznej szlifierki do pracy na mokro

przedstawiono na rys.6.4. Poziome tar-

cze wiruj¹ce zanurzone s¹ w bie¿¹cej

wodzie. Papiery cierne uk³ada siê na

powierzchni wody nad tarczami. Pod

wp³ywem si³y odrodkowej woda wyp³y-

wa spod papierów, które przyciskane s¹

do tarcz cinieniem atmosferycznym.

Szlifowanie mo¿na tak¿e przeprowadziæ rêcznie, pocieraj¹c próbkê o materia³ cierny

roz³o¿ony na szybie lub innej g³adkiej powierzchni.

Rys. 6.4.

Szlifierka do szlifowania na papierach na mokro

RotoPol21 firmy Struers

2.5. Polerowanie i trawienie próbek

Po wykañczaj¹cym szlifowaniu na papierze o najdrobniejszym ziarnie próbkê zmy-

wamy w bie¿¹cej wodzie i przystêpujemy do polerowania; które ma na celu usuniêcie

ladów szlifowania.

Proces polerowania prowadzi siê rêcznie lub mechanicznie. Przy polerowaniu

mechanicznym u¿ywa siê jedno- lub wielotarczowej polerki o pionowej wzglêdnie

poziomej osi obrotu. Rys. 6.5 przedstawia polerkê mechaniczn¹ o pionowej osi obrotu.

Tarcza polerki obci¹gniêta jest miêkkim suknem. W czasie polerowania sukno zwil¿a-

my zawiesin¹ tlenku glinu w wodzie, najlepiej destylowanej. Mo¿na te¿ zwil¿aæ wodn¹

zawiesin¹ tlenku chromu, tlenku ¿elaza lub manganu. Tarcza polerki winna byæ stale

zwil¿ana. Nie nale¿y jednak tarczy zlewaæ zbyt obficie, gdy¿ nie przyspiesza to pole-

rowania. Nie nale¿y zbyt mocno przyciskaæ próbki do obracaj¹cej siê tarczy. Polero-

waæ nale¿y tak d³ugo, a¿ rysy, nawet pod mi-

kroskopem, bêd¹ niewidoczne.

Do polerowania stosuje siê równie¿ pasty

diamentowe o ró¿nej gradacji ziarn. Wytwarza

siê je z przeznaczeniem do polerowania mate-

ria³ów o okrelonej twardoci. Pastê nanosi siê

na tarczê polersk¹ dobran¹ odpowiednio do ro-

dzaju pasty. Stosuje siê tutaj specjalne kr¹¿ki

polerskie wykonane z tkaniny z tworzywa sztucz-

nego o ró¿nej twardoci, dobieranej podobnie jak

pasta w zale¿noci od polerowanego metalu.

W przypadku polerowania na pacie diamento-

wej tarczê zwil¿a siê specjalnym p³ynem lub

Rys. 6.5.

Polerka PLANOPOL Firmy Struers

697932626.055.png

697932626.056.png

697932626.057.png

697932626.058.png

697932626.059.png

697932626.061.png

697932626.062.png

697932626.063.png

697932626.064.png

697932626.065.png

697932626.066.png

697932626.067.png

697932626.068.png

697932626.069.png

697932626.070.png

697932626.072.png

697932626.073.png

697932626.074.png

697932626.075.png

697932626.076.png

697932626.077.png

697932626.078.png

697932626.079.png

697932626.080.png

697932626.081.png

697932626.083.png

697932626.084.png

697932626.085.png

697932626.086.png

697932626.087.png

697932626.088.png

63

Rys. 6.6. Elektropolerka Polectrol firmy Struers

naft¹. Po wypolerowaniu przemywamy

zg³ad w wodzie destylowanej, op³uku-

jemy alkoholem i suszymy w strumie-

niu gor¹cego powietrza.

Oprócz polerowania mechaniczne-

go stosuje siê polerowanie elektrolitycz-

ne. Na rys. 6.6 pokazano elektropoler-

kê firmy Struers o nazwie Polectrol.

Firma Struers produkuje elektropo-

lerkê o nazwie Movipol-3 pokazan¹ na

rys. 6.7. Aparat ten posiada urz¹dze-

nie umo¿liwiaj¹ce lokalne polerowanie

du¿ych elementów konstrukcji. Na

rys. 6.8 przedstawiono zastosowanie

tego urz¹dzenia. Po wypolerowaniu

okrelonej powierzchni dokonuje siê jej

wytrawienie, przemycia i osuszenia.

Nastêpnie zdejmuje siê z tak przygoto-

wanej powierzchni replikê, która od-

zwierciedla jej strukturê. Replika s³u¿y

dalej do prowadzenia obserwacji mikro-

skopowej. Wiele firm produkuje specjal-

ne zestawy do zdejmowania replik. Na

rys.6.9 pokazano taki zestaw pod na-

zw¹ TRANSCOPY firmy Struers.

Rys. 6.7. Elektropolerka Movipol-3 firmy Struers

Do polerowania materia³ów miêkkich ostatnio stosuje

siê polerki wibracyjne. Próbki przeznaczone do polerowa-

nia umieszcza siê na tarczy obci¹gniêtej tkanin¹ polersk¹.

Próbki zanurzone s¹ w p³ynie polerskim odpowiednim dla

danego metalu czy stopu. Do polerowania stali u¿ywa siê

zawiesiny tlenku glinu w metanolu. Polerowanie odbywa

siê przez wibracjê tarczy z próbkami. Czêstotliwoæ drgañ,

któr¹ dobiera siê dowiadczalnie mo¿na regulowaæ. Czas

polerowania jest doæ d³ugi (do 8 godz.). Przed polerowa-

niem wibracyjnym po¿¹dane jest przeprowadzenie polero-

wania wstêpnego na polerce mechanicznej. Znaczne skró-

cenie tego procesu uzyskuje siê stosuj¹c polerowanie na

specjalnych polerkach, gdzie próbki s¹ poddane wibracjom,

a jednoczenie polerowane elektrolitycznie. Polerkê wibra-

cyjn¹ VIBROMET firmy Buehler pokazano na rys. 6.10.

Rys. 6.8.

Zastosowanie polerki do lo-

kalnego polerowania du¿ych

elementów

697932626.089.png

697932626.090.png

697932626.091.png

697932626.092.png

697932626.094.png

697932626.095.png

697932626.096.png

697932626.097.png

697932626.098.png

697932626.099.png

697932626.100.png

697932626.101.png

697932626.102.png

697932626.103.png

697932626.002.png

697932626.003.png

697932626.004.png

697932626.005.png

697932626.006.png

697932626.007.png

697932626.008.png

697932626.009.png

697932626.010.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Obróbka cieplna stopów żelaza.pdf (1204 KB)
Zgniot i rekrystalizacja.pdf (234 KB)
Badania mikroskopowe stali i stopów specjalnych.pdf (149 KB)
Twardość i udarność.pdf (188 KB)
Surówki i żeliwa.pdf (155 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin