kopilkaurokov.ru - сайт для учителей

Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей

Методическая разработка на тему: "Построение и описание диаграммы состояния сплавов"

Нажмите, чтобы узнать подробности

Методическая разработка подисциплине материаловедение для студентов СПО

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Наладить дисциплину на своих уроках.
Получить возможность работать творчески.

Просмотр содержимого документа
«Методическая разработка на тему: "Построение и описание диаграммы состояния сплавов"»











Лабораторные работы





































2015

1 Микроскопический анализ (микроанализ)

Цель работы:

- Ознакомление с методами микроскопического анализа.

- Освоить методику приготовления микрошлифов.

- Ознакомиться с устройством металлографического микроскопа.

Приборы, материалы и инструмент

Для проведения работы необходимо иметь металлографический микроскоп; образцы для микроанализа; напильник; наждачное точило;

Шлифовальную шкурку различных номеров зернистости; толстые стекла; полированный станок; полировальную жидкость; реактивы для травления; спирт; фарфоровую чашку; фильтрованную бумагу; вату.

Назначение микроанализа

Под микроанализом понимают изучение строения металлов и сплавов с помощью металлографического микроскопа при увеличении в 50 – 2000 раз.

При помощи микроанализа определяют:

- форму и размер кристаллических зерен, из которых состоит металл или сплав;

- изменение внутреннего строения сплава, происходящее под влиянием различных режимов термической химико-термической обработки, а также после внешнего механического воздействия на сплав;

- микропороки металла – микротрещины, раковины и т,п;

- неметаллические включения – сульфиды окислы и др.

Микроскопический анализ включает приготовление микрошлифов и исследование их с помощью металлографического микроскопа.







Задание:

- Изучить устройство и принцип работы металлографического микроскопа.

- Зарисовать оптическую схему микроскопа.

- Приготовить микрошлиф стали, и рассмотреть его под микроскопом до и после травления.

- Кратко описать методику приготовления микрошлифа.

1.2 Ход работы

1.2.1 Приготовление микрошлифов

Микрошлифом называется образец металла, поверхность которого подготовлена для микроанализа.

В зависимости от цели исследования и формы исследуемой детали выбирают место вырезки образца.

1.2.2 Размеры и формы образца.













Рисунок 1.1 – Формы образцов

Удобной является цилиндрическая форма образца диаметром 10-12мм и высотой 0,7-0,8 диаметра, например диаметром 12 мм и высотой 1мм. Удобны также прямоугольные образцы, например, с площадью основания 12х12 мм и высотой 10 мм.

Образцы небольшого сечения (проволка, листы и др.) монтируются заливкой в специальные оправки. Кроме заливки в оправку, образцы малого размера можно монтировать в зажиме, а также запрессовывать в пластмассу (полистирол, бакелит и др.)

1.2.3 Получение плоской поверхности образца.

На вырезанном образце выравнивают поверхность, которая предназначена для микроанализа. Получение плоской поверхности достигается опиливанием напильником (если материал мягкий) или заточкой на абразивном круге если материал твердый).

1.2.4 Шлифование поверхности образца.

Полученную плоскую поверхность образца шлифуют на шлифованной шкурке с зёрнами различных размеров.

Шлифование начинают на шкурке с более крупным абразивным зерном, затем постепенно переходят на шкурку с более мелким абразивным зерном.

Шлифуют вручную на шкурке, положенной на толстое стекло, или на специальных шлифовальных станках. При шлифовании вручную образец подготовленной плоскостью прижимают рукой к шлифовальной машинке и водят им по бумаге в направлении, перпендикулярным рискам, полученным после опиливания напильником. Шлифуют до полного им исчезновения рисок, после этого поверхность образца протирают ватой ( или промывают ), поворачивают га 90 градусов и шлифуют на шкурке с более мелким абразивным зерном до полного исчезновения рисок/ полученных от предыдущего шлифования. При замене шкурки одного размера зернистости другим образец протирают ватой и поворачивают на 90 градусов, чтобы риски при последующей обработке получились перпендикулярными к рискам от предыдущей обработки.

Можно шлифовать также специальными пастами, нанесенными на небольшие листы чертежной бумаги.

Механическое шлифование осуществляется на специальных шлифовальных машинах, имеющих несколько кругов диаметром 200-250 мм, приводимых во вращение от электродвигателя. На поверхность кругов надевают или наклеивают шлифовальную шкурку. Методика механического шлифования аналогична методике ручного шлифования.

Чтобы получить хорошее качество подготавливаемой поверхности образца, шлифование с самого начала надо вести правильно и аккуратно. Нельзя переходить см крупнозернистой шлифовальной шкурки сразу на мелкозернистую. В этом случае грубые риски полностью не устраняются, промежутки между ними заполняются металлом, опилками, наждаком, и поверхность образца только с виду кажется хорошо подготовленной. После дальнейшей обработки поверхности ( полирования, травления) легко растворимый металл и опилки будут удалены и резко выступят грубые риски, которые придется удалять повторным шлифованием.

1.2.5 Полирование поверхности образца.

После окончания шлифования на шлифовальной шкурке самой мелкой зернистости полированием удаляют риски, и обрабатываемая поверхность образца получается блестяще зеркальной. Полировать можно механическим и электро-литическим способами.

Механическое полирование производят на специальном полировальном станке с кругом диаметром 200-250 мм, обтянутым сукном или фетром. Частота вращения круга от электродвигателя 700-800 об\мин. Сукно смачивают полировальной жидкостью. К вращаемуся кругу с сукном прижимают отшлифованной поверхностью образец и в процессе полирования поворачивают. Полируют до полного исчезновения рисок и получения зеркальной поверхности , что занимает при хорошо отшлифованной поверхности 5-10 мин.

Чтобы получить хороший результат полирования, образец не следует сильно прижимать к сукну, так как при этом хотя и ускоряется удаление рисок, но происходит деформирование поверхностного слоя и искажение структуры, выкрашивание хрупких включений. Сильный нажим на образец приводит также к более быстрому высыханию полировальной жидкости и к возможному пригаранию поверхности. Полировальными составами являются взбешенные в воде мелкие порошки окиси алюминия, окись хрома, окись железа и окись магния. Образец держат в левой руке полированной поверхностью вверх. 
Признаком протравливания является потускнение поверхности. Полировальную жидкость составляют в следующей пропорции: на 1 л воды 10-15 г окиси хрома или 5 г окиси алюминия.

После полирования, независимо от способа выполнения, образец промывают водой; полированную поверхность протирают ватой, смоченной спиртом, а затем просушивают прикладыванием фильтровальной бумаги или легким протиранием сухой ватой.

Чтобы предохранить полировальную поверхность от окисления, образцы хранят в эксикаторе с хлористым кальцием.

1.2.6 Травление.

По зеркальной поверхности образца, полученной после полирования, нельзя судить о строении сплава. Только неметаллические включения (сульфиды, оксиды, графит в сером чугуне) вследствие их окрашивания в различные цвета резко выделяются на светлом фоне полированного микрошлифа.

В связи с этим для выявления микроструктуры полированную поверхность образца подвергают травлению, т.е действию растворов кислот, щелочей, солей. При травлении неоднородные участки металла или сплава становятся видимыми под микроскопом.

Сущность процесса выявления структуры металлов и сплавов травлением заключается в различной степени растворения или окрашивания отдельных структурных составляющих – зерен металла, твердых растворов, химических соединений.

Признаком протравления является потускнение поверхности. После травления микрошлиф промывают водой, протирают ватой, смоченной спиртом, а затем просушивают прикладыванием фильтрованной бумаги или слегка протирают сухой ватой.

В результате травления должно быть четкое выявление микроструктуры. Если структура недостаточно выявлена, следовательно, шлиф недотравлен, его травят повторно. Если структура получается слишком темная и разъеденная, следовательно, шлиф перетравлен, тогда его нужно снова полировать и травить, уменьшив время выдержки и ослабив травитель.

Подготовленный для исследования микроструктуры микрошлиф рассматривают в металлографический микроскоп.

1.2.7 Зарисовать структурную схему приготовления микрошлифа к испытанию.











1.2.8 Характеристика и конструкция металлографического вертикального микроскопа МИМ-7.

Световые лучи от электрической лампы 1 проходят через коллектор 2 и, отражаясь от зеркала 3, попадают на светофильтр 4 (обычно желтый для получения изображения с резкими контурами), затем на апертурную диафрагму 5 (для ограничения световых пучков и получения высокой чет­кости изображения), лин­зу 6, фотозатвор 7, поле­вую диафрагму 8 (для ограничения освещенного поля рассматриваемого участка на микрошлифе), преломляются пентапризмой 9, проходят через линзу 10, попадают на от­ражательную пластинку 11 направляются объек­тив 12 и на микрошлиф 13, установленный на пред­метном столике. Отразив­шись от микрошлифа 13, лучи вновь проходят через объектив 12 и, выходя из него параллельным пуч­ком, попадают на отра­жательную пластинку 11 и ахроматическую линзу 14. При визуальном наблю­дении в ход лучей вводит­ся зеркало 15, которое от­клоняет лучи в сторону окуляра 16. При фотогра­фировании зеркало 15 выключается выдвижением тубуса вместе с окуляром и зеркалом и лучи направляются непосредственно к фотоокуляру 17, проходят через него на зеркало 18, от которого отражаются и попадают на матовое стекло 19, где и дают изобра­жение. Для фиксирования микроструктуры матовое стекло 19 за меняется кассетой с фотопластинкой.



Рисунок 1.2 – Оптическая схема микроскопа

Для наблюдения в поляризованном свете в систему включают вкладной анализатор 20 и поляризатор 21.

Для выявления отдельных мелких рельефных частиц на гладком поле (например, при исследовании неметаллических включений) целесообразно применять темнопольное освещение.

Оптическая схема микроскопа для исследования микрошлифа в темном поле отличается от описано схемы исследования в световом поле тем, что вместо линзы 11 устанавливается линза 22.

Центральная часть одной из поверхностей линзы 22 покрыта черным непрозрачным лаком в виде диска, задерживающего центральную часть светогого пучка и пропускающего краевые лучи, проходящие через прозрачное кольцо линзы 22 и падающее на зеркало 24 в виде светового кольца.

Для того чтобы световые лучи не попадали на отражательную пластину 14, введена диафрагма 23. Отразившись от зеркала 24, лучи попадают на внутреннюю зеркальную поверхность параболического зеркала 25 и, отразившись от него, концентрируются на микрошлифе.

Конструкция микроскопа МИМ-7. Микроскоп МИМ - 7 состоит из трех основных частей: ос­ветителя, корпуса и верхней части

Осветитель имеет фонарь I, внутри кожуха которого находится лампа. Центрировочные винты 2 служат для совмещения центра нити лампы с оптиче­ской осью коллектора

Корпус II микроскопа. В корпусе микроскопа находятся: диск 3 с набо­ром светофильтров; рукоятка 4 переключения фотоокуляров; посадочное уст­ройство для рамки 5 с матовым стеклом или кассеты с фотопластинкой 9 х 12 мм; узел апертурной диафрагмы, укрепленной под оправой осветительной лин­зы 6; кольцо с накаткой 7, служащее для изменения диаметра диафрагмы; винт 8, вращением которого смещается диафрагма для создания косого освещения; винт 9 для фиксации поворота апертурной диафрагмы.

Верхняя часть Ш микроскопа имеет следующие детали:



Иллюминаторный тубус 10, в верхней части которого расположено по­садочное отверстие под объектив. На патрубке иллюминаторного тубуса распо­ложена рамка с линзами 11 для работы в светлом и темном поле и рукоятка 12 для включения диафрагмы 24 при работе в темном поле; под ко­жухом 13 - пентапризма. В нижней части кожуха 13 расположены центрировочные винты 4 полевой диафрагмы, диаметр которой изменяют при помощи поводка 15. Под конусом полевой диафрагмы находится фотозатвор 16.

Рисунок 1.3 – Конструкция микроскопа

Визуальный тубус 13, в отверстие которого вставляется окуляр 12. При визуальном наблюдении тубус двигают до упора, а при фотографировании выдвигают до отказа.

Предметный столик 10, который при помощи винтов 6 может передвигаться в двух взаимноперпендикулярных направлениях. В центре предметного столика имеется окно, в него вставляют одну из сменных подкладок 7 с отверстиями различного диаметра. На предметном столике расположены держатели, которыми микрошлиф прижимается к подкладке предметного столика. Макрометрический винт служит для перемещения предметного столика в вертикальном направлении, и этим производится грубая наводка на фокус. Зажимным винтом 23 фиксируют определенное положение предметного столика; чтобы он самопроизвольно не спускался. Для помещения столика 10 на нужной высоте на кронштейне столика награвирована риска, которая устанавливается против точки, награвированной на корпусе микроскопа.

Микрометрический винт 14, с помощью которого перемещают столик в вертикальном направлении и точно наводят на фокус. Расход микрометрической подачи 3 мм, цена деления барабана - 0,003 мм.

1.3 Вывод:

______________________________________________________

______________________________________________________

______________________________________________________

1.4 Контрольные вопросы:

- Из каких частей состоит металлографический микроскоп?

- Как называется шлиф для изучения микроструктуры?

- Размеры и формы образца?

- Как получить плоскую поверхность образца?

- Как получить пылерованную поверхность образца?

- В чём суть травления?

- Назовите порядок операций при подготовке микрошлифа к исследованию.






Получите в подарок сайт учителя

Предмет: Прочее

Категория: Прочее

Целевая аудитория: Прочее.
Урок соответствует ФГОС

Скачать
Методическая разработка на тему: "Построение и описание диаграммы состояния сплавов"

Автор: Басаргина Лилия Алексеевна

Дата: 12.12.2018

Номер свидетельства: 490412


Получите в подарок сайт учителя

Видеоуроки для учителей

Курсы для учителей

ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО

Добавить свою работу

* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт

Удобный поиск материалов для учителей

Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства