Определения структуры материалов методами микроанализа
Микроскопический анализ заключается в исследовании структуры материалов при больших увеличениях с помощью микроскопа. Наблюдаемая структура называется микроструктурой. В зависимости от требуемого увеличения для четкого наблюдения структуры, в микроскопах используют обычные оптические системы и электронные лучи.
Применения различного излучения и микроскопов разных конструкций (оптических и электронных) требует различной специальной подготовки объектов и особых методов расшифровки наблюдаемых изображений.
Методы оптической микроскопии
Исследование структуры методом оптической микроскопии широко используется для изучения строения металлов и для технического контроля их качество в промышленности. Это объясняется тем, что между структурой металла, видимой в оптическом микроскопе (при использовании белого света), и многими его свойствами существует, достаточно определенная, хотя и качественная связь. Микроанализ позволяет во многих случаях объяснить причины изменения свойств и сплавов в зависимости от изменения химического состава и условия обработки.
Применения белого света позволяет наблюдать структуру стали при общем увеличении от нескольких десятков от 2000 до 3000 раз. Однако полезное увеличения, определяемое света, как будет показано, не может быть выше 1500 раз. При таком увеличении можно обнаружить раздельно элементы структуры размером не менее 0,2 мкм, что в большинстве случаев достаточно для определения размеров многих фаз, присутствующих в материалах. Это позволяет успешно применять метод оптической микроскопии для наблюдения структуры многих металлических сплавов.
|
|
|
Выбор увеличения в пределах, допускаемых условиями дифракции оптическим микроскопом, решаются в зависимости от конкретной структуры сплавов. В одних случаях нет необходимости (и даже целесообразно) применять большое увеличение, для других сплавов изучение структуры при большом увеличении является необходимым. Представление об общем кристаллическом ее строении может оказаться менее отчетливым, так как в поле зрения не будет находиться достаточного числа зерен, а будет только одно зерно, а при еще большом увеличении – даже часть зерна.
Сталь состоит из двух фаз: основной темной составляющей (мартенсита) высокой твердости и белой составляющей (карбидов) еще более твердой и дополнительно упрочняющей основную массу. Микроанализ позволяет установить распределения карбидов. Просмотр структуры при увеличении в 100 раз дает отчетливое представление о характере их распределение (карбидной плосчатости). Увеличение 500 раз ясно обнаруживает размеры и форму лишь отдельных карбидов.
|
|
|
Иногда необходимо получить определенное представление о строении металлической основы стали, в данном случае мартенсита. Установлено, что структура металлической основы представлена мелкими кристаллами мартенсита, то механические свойства шарикоподшипниковой стали выше, чем в случае, когда кристаллы мартенсита крупные. Однако ни мелкий, ни крупнокристаллический мартенсит выявить невозможно, если наблюдение структуры проводят при малом увеличении (100 – 200 раз). Чтобы определить в структуре стали присутствие мелко – или крупнокристаллического мартенсита, необходимо большие увеличение (до 1000 раз и большее).
Применяя глубокое травление, в этих структурах можно выявить так называемые фигуры травления - геометрически правильные углубленные или выступы, ограниченные определенными кристаллографическими плоскостями. Измеряя углы между гранями или определяя направления ребер на фигурах травления, можно установить ориентировку каждого кристаллита и следовательно установить ориентировку всей совокупности кристаллитов, т.е. структуру. Наконец, на однофазных сплавах можно выявить дислокации, представляющие собой особый вид линейных дефектов кристалла. Они выявляют по специальным фигурам травления – группировкам ямок травления. Эти пятна связаны с более сильной травимостью металла в области выхода скопления дислокаций на поверхность, а также со скоплением примесей на дислокациях.
|
|
|
Для выявления ямок травления применяют различные реактивы, зависящие от природы металла и требующие особенно тщательной подготовки поверхности микрошлифа, исключающей механическое воздействие. По расположению ямок травления можно определить особенности тонкого строения кристалла – размеры субзерен и степень их разориентации. По числу пятен травления можно в ряде случаев вычислить плотность дислокаций.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 720; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!