Wprowadzenie

Badania makroskopowe polegają na obserwacji powierzchni próbki okiem nieuzbrojonym lub przy

powiększeniach nie większych od 20x. Materiałem obserwacyjnym do badań są powierzchnie odpowiednio

przygotowanych próbek. Próbki te mają postać:

•

przekrojów elementów (metodyka przygotowania: patrz instrukcja do ćwiczenia „Wprowadzenie do badań

materiałowych”);

•

przełomów - tym przypadku mówimy o badaniach fraktograficznych;

•

wycinków powierzchni elementów.

Ze względu na znaczenie informacji uzyskiwanych podczas badań makroskopowych, wyodrębnić można dwa

rodzaje cykli badawczych:

•

Badania, których celem jest uzyskanie informacji o budowie wewnętrznej elementów metalowych.

Obserwując przekroje lub celowo wykonane przełomy metali uzyskuje się informacje o:

1.

strukturze pierwotnej odlewów,

2.

niejednorodności składu chemicznego,

3.

budowie włóknistej po przeróbce plastycznej,

4.

niejednorodnościach natury mechanicznej (np. lokalny zgniot) lub cieplnej (np. strefy wpływu ciepła);

5.

nieciągłościach wewnętrznych (rzadziznach, pęcherzach, pęknięciach);

6.

wtrąceniach niemetalicznych,

7.

grubości warstw nawęglanych i hartowanych powierzchniowo,

8.

wielkości ziarna w materiale,

9.

właściwościach plastycznych i charakterze przełomu (plastyczny, kruchy, mieszany) powstającego w

różnych warunkach.

Informacje te przydatne są m.in. do szybkiej oceny jakości wykonania wielu rodzajów zabiegów

technologicznych. Obserwacje wizualne mogą być wspomagane przez zastosowanie odczynników trawiących

powierzchnię próbki i ułatwiających dostrzeżenie wybranych szczegółów budowy materiału.

•

Badania, których celem jest ustalenie przyczyn awarii. Obserwując powierzchnię elementu lub powierzchnię

przełomu powstałego podczas awarii ustala się:

1.

jaki rodzaj obciążeń spowodował zniszczenie,

2.

jaki był przebieg procesu niszczenia (punkt początkowy, kierunki rozwijania się, przybliżona prędkość

niszczenia, przypuszczalna temperatura materiału w momencie awarii itp.)

3.

jaka mogła być pierwotna przyczyna awarii.

W wielu przypadkach obserwacje makroskopowe dostarczają wystarczających informacji do uzyskania odpowiedzi

na powyższe pytania, wielokrotnie jednak zachodzi konieczność wykonania dodatkowych badań innymi metodami.

Cel ćwiczenia

•

Zapoznanie się z głównymi cechami budowy wewnętrznej elementów metalowych na podstawie obserwacji

makroskopowych przekrojów i przełomów oraz prób laboratoryjnych.

•

Zapoznanie się z wybranymi technicznymi przypadkami zniszczeń elementów metalowych i próba analizy

przyczyn ich powstania.

Wymagania

1.

Metodyka przygotowania próbek do badań makroskopowych

2.

Główne rodzaje cykli badań makroskopowych.

3.

Informacje uzyskiwane podczas badań makroskopowych.

4.

Główne rodzaje przełomów występujących w metalach, ich budowa i warunki powstawania.

5.

Zjawisko zmęczenia materiału i budowa przełomu zmęczeniowego.

6.

Zasada, cel i wykonanie próby Baumanna (tylko W. Mechaniczny)

Wykonanie ćwiczenia

Uwaga: wskazane jest zaopatrzenie się w ołówki do rysowania i gumkę kreślarską.

2.

Pod kierunkiem prowadzącego sporządzić szkice wskazanych próbek, typowych dla obserwacji szczegółów

budowy wewnętrznej takich jak:

•

struktura pierwotna

•

budowa włóknista

•

wady wewnętrzne

•

warstwy powierzchniowe

•

strefy wpływu ciepła.

3.

Pod kierunkiem prowadzącego sporządzić szkice wskazanych próbek, ilustrujących typowe przypadki zniszczeń

części maszyn.

Uwaga: Szkice wykonywać w wielkości naturalnej lub w skali zaleconej przez prowadzącego. Rysunki

rozmieścić w kolumnie po lewej stronie arkusza, prawą pozostawiając na opis i komentarze.

8.

(Tylko W. Mechaniczny) – na wskazanych przez prowadzącego próbkach wykonać praktycznie próbę

Baumanna. Dokonać interpretacji wyników, sporządzoną odbitkę załączyć do sprawozdania.