Методические указания к выполнению работы
Макроструктурой называется структура, видимая невооруженным глазом или при небольших увеличениях.
Макроструктурному анализу подвергаются специальные образцы, вырезанные из сварных деталей. Вырезку шлифов проводят методом механического резания, при огневой резке во избежание термического влияния линию реза проводят на расстоянии не ближе 15 мм от исследуемой поверхности. После механического резания образец подвергают шлифовке на плоскошлифовальном станке, на станке для приготовления шлифов или вручную на шлифовальной шкурке. При ручной шлифорке под шкурку подкладывают кусок полированного стекла. Шлифовку проводят в несколько приемов, переходя с грубой на более мелкую шкурку. При каждом переходе образец поворачивают на 900, после поворота обработку проводят до исчезновения старых рисок.
Исследованию подвергают шлиф до травления и после травления. Дефекты строения сварного соединения, такие как непровар, шлаковые включения, газовые поры, трещины, смещение свариваемых кромок и другие геометрические дефекты обнаруживаются без дополнительной обработки.
Реактивы для макроструктурного анализа по степени активности и глубине растравливания подразделяются на реактивы глубокого или поверхностного травления (табл.1).
Таблица 1
| Сплавы | Состав реактива и режим травления | Примечание | ||
| Для глубокого травления | ||||
| Стали всех составов, кроме коррозионностоких | НCl - 100мл Н2О – 100мл t = 60-800 τ = 5-45 мин | Для получения светлой поверхности после травления шлифы промывают водой, а затем 10-15% раствором азотной кислоты и просушивают | ||
| Для поверхностного травления
| ||||
| Стали всех составов | Реактив Гейна NH4CL - 53г CuCL2 – 85г Н2О – 1000 мл t = 200 τ = 0,5-1 мин 7% - серной кислоты 10% - азотной кислоты | Осевший при травлении за счет обменной реакции слой меди удаляют ватой под струей воды | ||
Реактивы глубокого травления используют главным образом для макроанализа слитков, проката. Сварных швов для изучения дефектов. Возможность их определения основана на том, что соответствующие реактивы сильнее воздействуют на участки с более развитой и активной поверхностью, т.е. именно на те места, где имеются дефекты несплошности. Поэтому после травления поверхность макрошлифа в указанных участках имеет более темный цвет, выделяется на фоне более выступающих и светлых участков без подобных дефектов.
Для травления реактивами глубокого травления макрошлиф погружают обычно шлифиванной поверхностью сбоку в ванну с реактивом, установленную на водяной бане и в вытяжном шкафу. Макрошлифы вынимают из реактива пинцетом или рукой в резиновой перчатке. Протирать поверхность шлифов ватой осторожно, чтобы не повредить протравленный слой.
|
|
|
Поверхность макрошлифа после травления показана на рисунке 1.
 |
Рис.1
1- зона наплавленного металла;
2- зона термического влияния;
3- зона основного металла.
Зона наплавленного металла имеет явно выраженное дендритное строение. По расположению дендритов и признакам дендритной ликвации можно расшифровать количество наложенных валиков и последовательность их наложения. В случае некачественного выполнения сварного шва наплавленный металл и линия сплавления содержит дефекты несплошности.
Зона термического влияния по структуре неоднородна, при протравлении приобретает наиболее темный цвет. Чем больше погонная энергия при сварке, тем шире зона термического влияния.
Структура зоны основного металла в случае сварки конструкции из проката имеет характерную текстуру проката.
Во время сварки поверх жидкого металла в результате плавления электрода и флюса образуется сварочный шлак. Жидкий шлак покрывает всю поверхность сварочной ванны. Шлак играет активную роль в процессе сварки. Имеющиеся в шлаке активные окислы вступают в химическую реакцию с серой и фосфором и образуют нерастворимые в металле соединения.
|
|
|
Сера в стали находится в химически связанном состоянии в виде сульфида марганца и железа. Метод определения растворения серы в стали заключается в воздействии на сульфиды серной кислотой, в результате чего выделяется сероводород, сероводород контактируясь с бромосеребряным фотослоем вызывает в эмульсионном слое фотобумаги местную окраску в коричневый цвет. Места фотобумаги, окрашенные в темно-коричневый цвет, соответствуют областям, богатым серой, по сравнению с более светлыми местами фотобумаги.
Порядок выполнения работы
1. Отшлифовать макрошлиф оставляя на поверхности незначительные риски.
2. Проанализировать поверхность макрошлифа до травления, зарисовать.
3. Протравить поверхность макрошлифа.
4. Зарисовать поверхность шлифа с указанием зон, дефектов шва.
5. Изучить строение и качество сварного шва, установить взаимосвязь между строением, качеством шва и режимом сварки.
6. Провести исследование распределения серы по Бауману, для чего:
а) макрошлиф протереть ватой, смоченной спиртом, и положить на стол шлифованной поверхностью вверх;
б) лист глянцевой фотобумаги (Унибром, Новобром) вымочить на свету в течении 5-10 мин в 5% водном растворе серной кислоты, слегка просушить между двумя листами фильтровальной бумаги для удаления избытка раствора, наложить эмульсионной стороной на макрошлиф. Приглаживая сверху рукой (прикладывая поверх бумаги полиэтиленовую пленку) или резиновым валиком удалить образующиеся пузырьки газов, выдержать на макрошлифе в течении 2-3 мин и осторожно снять с него. Неудаленные пузырьки воздуха оставляют на бумаге белые пятна и маскируют результаты анализа;
|
|
|
в) для сохранения отпечатка фотобумагу промыть в воде, зафиксировать в 25% растворе гипосульфита, снова промыть в воде и просушить;
г) зарисовать полученный на фотобумаге отпечаток;
д) проанализировать полученные результаты, имея в виду, что коричневые участки фотобумаги соответствуют местам макрошлифа, имеющим повышенное содержание серы.
Контрольные вопросы
1. Объяснить механизм выявления макроструктуры шлифа.
2. Чем вызваны особые требования при вырезке образцов газокислородным пламенем?
3. Объяснить неравномерность растравливания различных зон сварного шва.
4. Почему наплавленный металл имеет дендритное строение, основной металл – волокнистое строение?
5. Какие дефекты сварного шва могут быть обнаружены при макроструктурном исследовании? Описать эти дефекты.
6. Объяснить химические реакции, способствующие удалению серы и фосфора из шва.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
Тема: Твердость зон сварного шва
Цель работы
Определить твердость основных зон сварного шва, проанализировав взаимосвязь твердости с макро- и микроструктурой зон.
Оборудование и материалы
1. Набор протравленных макрошлифов;
2. Твердомер Роквелла;
3. Линейка.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 301; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!