Главная > Разное > Диаграммы равновесия металлических систем
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Контроль состава образцов

Диаграмма состояния показывает строение сплава как функцию состава и температуры, и поэтому в каждой серьезной работе нужно быть уверенным, что состав определен точно. В тех случаях, когда сплавы могут быть приготовлены в форме цилиндрических отливок, каждый образец после окончательного отжига и закалки будет иметь форму маленького цилиндра, который иногда может быть несколько обжат. Его характерные сечения затем должны быть исследованы под микроскопом. Экономится много времени, если образец разрезают не ножовкой вручную, а на токарном станке. Если образец достаточно велик, он может быть зажат в патроне; станка, и нужная часть отделяется узким отрезным резцом. Следует обращать внимание на то, чтобы образец в процессе резки не перегревался; нельзя исследовать сечение, слишком близкое к зажатой части. Более мелкие образцы могут быть зажаты в винтовых тисках, закрепленных в резцедержателе, и

затем отрезаны на станке циркулярной пилой типа винторезной или ювелирной. Образцы больших размеров следует разрезать тонкими фрезами. Твердые образцы можно резать карборундовым или алмазным кругом. Перечисленные способы разрезки дают гладкую поверхность и значительно сокращают время, необходимое для обработки на наждачной бумаге.

Образец, приготовленный, как указано выше, должен быть затем отполирован и протравлен; полученные микроструктуры могут быть использованы для построения диаграммы состояния.

В сложных системах многие из приготовленных сплавов относятся к гомогенной или двухфазной области, и их составы, таким образом, не будут критическими, т. е. не будут пригодными для определения границ фаз. Такие сплавы нет необходимости анализировать, но их всегда следует приготовлять в достаточном количестве и исследовать, чтобы убедиться в отсутствии промежуточных фаз. Затем внимание должно быть сосредоточено на оставшихся сплавах, пригодных для определения границ фаз. Определенное количество этих сплавов должно быть проанализировано (необходимо убедиться, что в процессе отжига не нарушился их состав). Это особенно важно при работе со сплавами из переходных элементов, так как при высоких температурах большинство из них легко загрязняется азотом, кислородом, кремнием или углеродом, следы которых могут оказать заметное влияние на структуру сплава. Если установлено, что отжиг не привел к загрязнению, можно в большинстве оставшихся бинарных сплавов проверять содержание только одного металла, а содержание другого получать по разности; однако даже в самых благоприятных случаях по крайней мере один сплав из десяти должен быть проанализирован полностью.

Перед химическим анализом необходимо убедиться в однородности структуры образца. При работе с цилиндрическими образцами сначала должна быть исследована поверхность одного его конца; если образец некритического состава, то обычно этого достаточно; если же образец имеет критический состав, который определяет положение фазовой границы, его не следует анализировать до того, как будет исследован под микроскопом противоположный конец, чтобы убедиться в однородности структуры. При разрезке образца вдоль можно оценить как продольную, так и поперечную ликвацию.

Для точного определения положения границы фаз необходимо установить, что из двух дплавов почти одинакового

состава или из двух образцов совершенно одинакового состава, но отожженных при достаточно близких температурах, один оказывается гомогенным, а другой многофазным. Это требует тщательного и систематического изучения всей площади образца: надо выяснить, во-первых, нет ли следов второй фазы и, во-вторых, там, где встречаются редкие частицы второй фазы, — распределены ли они достаточно однородно, чтобы по их количеству сделать правильное заключение о состоянии всего образца. В большинстве случаев для такого исследования достаточно использовать подвижной предметный столик микроскопа; это позволит просмотреть ряд мест на поверхности образца и оценить неравномерность распределения второй фазы.

Там, где необходима большая точность, можно применить устройство Стравбриджа [129]. В нем подвижной столик микроскопа присоединен к пантографу, увеличивающему передвижение столика в нужное число раз (например, в 5). Увеличенное передвижение передается на карандаш, расположенный над листом бумаги. Каждый раз как под микроскопом видна частица второй фазы, карандаш нажимают и делают пометку на бумаге. Таким образом отмечается распределение частиц на поверхности образца. Для исследования бинарных сплавов этот прибор нужен редко, но в некоторых четверных сплавах алюминия, содержащих 4—5 фаз, он бывает весьма полезен, чтобы показать, что частицы одной фазы распределены однородно, а другой — нет.

Продольная ликвация в цилиндрических слитках встречается редко, если его головная часть достаточна, чтобы предотвратить образование усадочной раковины и рыхлости. Однако иногда продольная ликвация появляется по неизвестным причинам, и систематическое исследование всегда бывает необходимо. Так, в сплавах серебро-олово, богатых серебром, была отмечена продольная ликвация; разница по составу на длине составляла 1—2%. Подобного явления не наблюдалось ни в сплавах серебро-индий, ни в сплавах серебро-сурьма. Слитки редких металлов, имеющие, как правило, высоту порядка 1 см, конечно, лучше исследовать по всей длине.

Поперечная ликвация встречается намного чаще; она бывает прямой и обратной. Как указывалось выше, поперечная ликвация иногда может быть использована для исследования металла различного состава, но вообще ликвация вредна, и нужно пробовать различные методы литья, чтобы попытаться ее избежать.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление