2. BUDOWA MATERIAŁÓW 2.3. Makrostruktura 2.4. Mikrostruktura, mikroskopia świetlna

1. 2. BUDOWA MATERIAŁÓW 2.3. Makrostruktura 2.4. Mikrostruktura, mikroskopia świetlna

2. DEFINICJE • Makrostruktura materiału - elementystruktury widoczne nieuzbrojonym okiem lub przy użyciu przyrządów optycznych dających obraz powiększony nie więcej niż 40x. • Mikrostruktura materiału–elementy struktury widoczne przy użyciu mikroskopów dających powiększenie większe niż 40x. Jedną z metod badania makrostruktury i mikrostruktury materiałów metalowych jest metalografia. Badania metalograficzne polegają na oględzinach obiektów lub preparatów i wnioskowaniu na podstawie obrazu i analizy poszczególnych jego fragmentów o strukturze. Wyróżnia się badania metalograficzne makroskopowe i mikroskopowe.

3. Obserwacja powierzchni w celu ujawnienia: Śladów oddziaływania środowiska, np. produktów korozji Nieciągłości materiału, np. pęknięć, pęcherzy, wgnieceń 2.3. MAKROSTRUKTURA – badania metalograficzne makroskopowe Produkty korozji na wewnętrznej powierzchni rurociągu ze stali węglowej

4. 20 mm 20 mm Produkty korozji i uszkodzenia mechaniczne na wewnętrznej powierzchni rury ze stali 18Cr-10Ni-Ti Pęknięcie na zewnętrznej powierzchni rury ze stali 18Cr-10Ni-Ti

5. b) Obserwacja przełomów w celu ujawnienia: - Charakterystycznych cech przełomu, określających jego rodzaj - Większych wtrąceń niemetalicznych - Wielkości i kształtu ziaren - Nieciągłości materiałowych - Grubości stref o zróżnicowanej budowie Przełom ciągliwy Przełom kruchy 5 mm

6. c b a Przełom zmęczeniowy łopatki turbiny: a) ognisko, b) część muszlowa przełomu, c) złom resztkowy Przełom mieszany

7. c) Obserwacja powierzchni zgładów metalograficznych Etapy przygotowania zgładów: • Wycięcie próbki • Szlifowanie powierzchni do na szlifierce • Szlifowanie na płótnach i papierach ściernych • Polerownie (nie zawsze konieczne) • Trawienie odczynnikami Obserwacja powierzchni zgładów może ujawnić: • Naruszenie spójności materiału badanego elementu • Niejednorodność budowy materiału • Technologię wykonania elementu • Wielkość ziarna

9. S S Zgład wykonany na przekroju poprzecznym ścianki rury: S – szczelina, ZP – zewnętrzna powierzchnia, WP- wewnętrzna powierzchnia Powierzchnia zewnętrzna rury stalowej: S- szczelina

10. 6 mm Zgład wykonany na przekroju blachy stalowej: pęknięcia wzbudzone wodorem

11. 10 mm Zgład wykonany na przekroju złacza spawanego: budowa złącza

12. CEL BADAŃ METALOGRAFICZNYCH MAKROSKOPOWYCH W LABORATORIACH PRZEMYSŁOWYCH: • Ocena jakości wyrobów • Kontrola urządzeń przemysłowych • Ocena jakości zabiegów technologicznych: spawania, obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej, przeróbki plastycznej • Określenie przyczyny awarii

13. 2.3. MIKROSTRUKTURA – badania metalograficzne mikroskopowe Badania polegają na obserwacji powierzchni zgładów metalograficznych przy pomocy mikroskopów metalograficznych Etapy przygotowania powierzchni zgładów: • Wybór miejsca pobrania próbki na podstawie badań makroskopowych • Wycięcie próbki • Zatopienie w żywicy (inkludowanie) • Szlifowanie na płótnach i papierach ściernych • Polerowanie mechaniczne lub elektrolityczne • Trawienie powierzchni odczynnikami

15. Mikroskop metalograficzny świetlny Stolik przedmiotowy Głowica rewolwerowa z obiektywami Okular Oświetlacz Pokrętło przesuwu makro Pokrętło przesuwu mikro

16. Bieg promieni świetlnych w mikroskopie

17. Powiększenie całkowite mikroskopu N N=Nob x N ok. Nob - powiększenie obiektywu N ok. – powiększenie okularu Zdolność rozdzielcza mikroskopu dm – najmniejsza odległość między dwoma punktami, które widoczne są oddzielnie. dm= λ/2nsin(β/2) = λ/2Aob λ – długość fali świetlnej n – współczynnik załamania światła β – kąt rozwarcia soczewki obiektywu Aob – apertura numeryczna Dla λ = 550 nm i Aob= 1,6 dm = 200 nm

18. BADANIA ZGŁADÓW NIETRAWIONYCH Osnowa metaliczna Pęknięcia, wtrącenia niemetaliczne w stali Grafit sferoidalny w żeliwie

21. BADANIA ZGŁADÓW TRAWIONYCH 50 μm Mikrostruktura stali po wytrawieniu 4% roztworem HNO3 w alkoholu

22. 50 μm Mikrostruktura stali 18Cr-10Ni-Ti po wytrawieniu wodnym roztworem HCl i HNO3 Mikrostruktura żeliwa po wytrawieniu 4% roztworem HNO3 w alkoholu

23. CEL BADAŃ METALOGRAFICZNYCH MIKROSKOPOWYCH W LABORATORIACH PRZEMYSŁOWYCH: • Identyfikacja materiału i jego stanu po zabiegach technologicznych: obróbce cieplnej i cieplno-chemicznej, przeróbce plastycznej, spawaniu • Ocena jakości materiału, np. na podstawie wielkości ziarna, wielkości wydzieleń grafitu w żeliwie, wtrąceń niemetalicznych, jednorodności mikrostruktury • Ocena wpływu zmian parametrów wytwarzania wyrobu na mikrostrukturę materiału • Określenie przyczyny awarii