Способ проведения металлографических исследований

Способ проведения металлографических исследований

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам проведения металлографических исследований и может быть использовано для более точного расчета упрочняющей фазы - эвтектоида (α+δ) в оловянистых бронзах:

где α - твердый раствор олова в гранецентрированной кубической решетке меди,

δ - химические соединения Cu₃₁Sn₈.

Теоретические и практические основы выявления структуры на шлифах опираются на взаимосвязь физико-химических особенностей материала в целом и физико-химических особенностей подлежащих выявлению отдельных участков материала, как деталей структуры. Вошедшим в обычную практику способом выявления структуры материала после приготовления шлифов, т.е. вырезки представительного образца, шлифовки и полировки его поверхности, является его травление, т.е. действие на его поверхность материала различными реактивами (химически активными веществами). При этом из-за неодинаковой скорости травления участков поверхности с различными структурно-фазовыми состояниями на поверхности шлифа появляется характерный для каждого конкретного образца микрорельеф, анализируя который делают заключение о качестве материала.

Чаще всего травление осуществляется нанесением капли жидкого реактива на поверхность шлифа, погружением поверхности шлифа в реактив с перемещением или без перемещения его, помещением поверхности шлифа в ток реактива, попеременным погружением поверхности шлифа в разные реактивы и т.д. широко применяются комбинированные способы. Как правило на трудности, связанные с применением препаративных процедур, идут в расчете на имеющийся огромный опыт для процедур травления поверхности шлифов.

Известен способ химического травления металлических и неметаллических материалов с нагревом и с использованием в качестве реагента газа - окислителя, например, хлора, кислорода, или фтора и катализатора (а.с. №726214, кл. C 23 F 1/4). Этот способ совершенствует процесс химического травления, но тем не менее структура на поверхности шлифа не выявляется и используется нагрев газа окислителя.

Известно о применении потока газовой окислительной среды и нагрева, например, воздуха и температуры 700-800°С (Каданер Л.И. Защитные пленки на металлах. Харьков, изд-во Харьковского государственного университета, 1956, 242 с.).

Известно о смеси воздуха с азоном и сниженной температуры (до 70-95°С для оксидирования металлической поверхности (бронза БР-2). Выше указанные способы хоть и используют газ окислитель, тем не менее не позволяют выявлять структуру на поверхности шлифа и используют нагрев.

Предлагается способ, лишенный указанных недостатков. Сущность изобретения заключается в том, что подготовленные шлифы из оловянистых бронз подвергаются глубокому травлению с помощью 1% раствора хлорной меди в соляной кислоте. Полированный шлиф до травления имеет вид (см. фиг.1) протирают ваткой, смоченной в травителе, до появления первых признаков травления (1-2 сек). Затем шлиф промывают спиртом и повторяют процедуру, периодически просматривая образцы в микроскоп. После каждой процедуры цвет матрицы становится темнее и равномернее. При таком травлении матрица постепенно приобретает монотонный темный цвет (фиг.3), а эвтектоид остается белым. Это условие необходимо, т.к. если на темном фоне будут попадать светлые непротравленные пятна, то программа компьютерной обработки изображений - "КОИ" будет их автоматически считывать, принимая за светлый эвтектоид. При обычном травлении матрица имеет вид (фиг.2), в этом случае практически невозможно получить однородную по цвету матрицу. После окончания процедуры травления по предлагаемому способу шлиф фотографируют и изображение вводят в компьютер.

Если же образец перетравлен (фиг.4) появляются дополнительно белые пятна и компьютерная программа обработки изображений "КОИ" выдаст неверный результат. Программа КОИ, разработанная на кафедре материаловедения и технологии металлов Томского Политехнического Университета, выполняет работу расчета объемной доли и среднего размера частиц структуры. Эта программа позволяет подсчитать количество и средний размер структурных составляющих двухфазной структуры при условии, что одна фаза имеет монотонный цвет.

Способ проведения металлографических исследований оловянистых бронз, включающий в себя подготовку шлифа, его травление, исследование структуры металла на микроскопе, фотографирование исследуемой структуры, обработку снимков на персональном компьютере, отличающийся тем, что травление производят в 1%-ном растворе хлорной меди в соляной кислоте, протирая при этом шлиф ваткой, смоченной в травителе, 1-2 с до появления первых признаков травления, затем шлиф промывают спиртом, повторяя процедуру до появления однородного темного цвета матрицы, обработку на персональном компьютере проводят с помощью программы компьютерной обработки изображения.