Методы выявления микроструктуры материала ,методы пробподготовки

Микрошлифом называют небольшой образец металла, имеющий специально приготовленную поверхность для проведения микроанализа.

Хорошо приготовленный микрошлиф должен отвечать ряду требований:

– прежде всего, он должен быть представительным для структуры и свойств изучаемого объекта (детали);

– вырезка, шлифование и полирование образца должны осуществляться таким образом, чтобы на его поверхности оставался минимальный слой металла, деформированного шлифоприготовлением;

– на поверхности шлифа не должно быть царапин, рисок, ямок и загрязнений;

– в процессе приготовления шлифа не должно происходить выкрашивания неметаллических включений, карбидных и некоторых других фаз;

– поверхность шлифа должна быть плоской и гладкой для обеспечения исследования его при больших увеличениях.

Вырезку образцов следует проводить, соблюдая определенные меры предосторожности, чтобы не вызвать изменения структуры из-за наклепа или нагрева.Наиболее часто для вырезки образцов в металлографических лабораториях используют отрезные станки с абразивными кругами. Для удовлетворительной резки, обеспечивающей отсутствие прижогов и значительного деформационного повреждения поверхности, важно выбрать соответствующий круг и режим резания:

– для резки сталей предпочтительнее использовать круги с абразивными частицами из Al₂O₃;

– для резки цветных металлов – круги с частицами SiC;

– грубозернистые круги обычно более быстро и с меньшим нагревом режут крупные сечения, а мелкозернистые позволяют получить лучшую чистоту поверхности и исключить прижог при резке деталей малого сечения;

– для резки мягких материалов обычно применяют твердые круги (с твердым связующим материалом), а для резки твердых материалов – мягкие круги.

Подготовка поверхности. Плоскость для исследования выбранной поверхности шлифа получают механической обработкой (торцеванием, фрезерованием, опиливанием, шлифованием) с обязательным охлаждением, не допуская нагрева. Для ручной обработки шлифа удобны образцы прямоугольной или цилиндрической формы диаметром 10–15 мм или со стороной квадрата 10–15 мм, высотой 15–20 мм. При массовом исследовании и механической подготовке шлифов в соответствии с формой и размерами образцов изготавливают специальные держатели .

Шлифование. После получения плоской поверхности образцы вручную или на специальных станках (рис. 3) шлифуют крупнозернистой шлифовальной шкуркой с постепенным переходом к мелкозернистой. Шлифование проводят в одном направлении до тех пор, пока не исчезнет рельеф от обработки шкуркой предыдущего номера (т. е. поворачивать образец на 90^° можно только при переходе к шлифованию шкуркой другой зернистости).После шлифования для удаления остатков абразива шлиф промывают водой, а затем полируют.

Полирование. Полирование служит для удаления мелких рисок, оставшихся после шлифования, и получения гладкой зеркальной поверхности шлифа.Полирование осуществляется вручную или на автоматических станках

При ручном полировании образец непрерывно перемещают от центра к периферии, что обеспечивает равномерное распределение абразива и однородный износ полировального материала. Кроме того, образец периодически вращают или перемещают «восьмеркой», чтобы исключить образование «хвостов» около неметаллических включений и частиц выделившихся фаз. Чаще полирование проводят на специальном полировальном станке, диск которого обтянут тканью (фетр, сукно, бархат). В качестве абразива применяют окислы железа, алюминия, хрома и т. д. с водой.

Для выявления полной микроструктуры поверхность шлифа подвергают травлению, т. е. воздействию химически активных растворов щелочей, солей, кислот в спирте или воде. Конкретный химический реактив для травления выбирают, исходя из состава исследуемого металла, его предшествующей обработки и цели исследования. В процессе травления реактив неодинаково взаимодействует с различными участками поверхности микрошлифа, что приводит к разной степени их травимости. Принцип травления многофазных сплавов заключается в избирательном растворении (вследствие разных скоростей растворения фаз в травящем реактиве) либо окраске одной или нескольких фаз благодаря разнице в химическом составе и в меньшей степени – различной ориентации структурных составляющих.