Imię i Nazwisko
DARIUSZ SZCZYTOWSKI
MATERIAA
OZNAWSTWO - LABORATORIUM
Ćwiczenie nr : Temat: Data wykonania ćwiczenia:
II Badania makroskopowe 8.11.2012r.
Rok akademicki:
Uczelnia: AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA W BIELSKU-BIAA
EJ
Kierunek: Automatyka i Robotyka
2012/2013
Semestr: I
Grupa: I A
Spis:
1. Wstęp teoretyczny.
2. Cel ćwiczenia.
3. Przebieg ćwiczenia.
4. Wnioski z przeprowadzonego ćwiczenia.
Badania makroskopowe
Badania makroskopowe w metaloznawstwie polegają na obserwacji okiem nieuzbrojonym
(lub przy niewielkim powiększeniu) naturalnych powierzchni lub specjalnie przygotowanych
(wyszlifowanych i wytrawionych odpowiednimi odczynnikami) zgładów części maszyn,
odlewów, gotowych wyrobów lub półfabrykatów w celu oceny jakości i wykryciu wad takich
jak:
 pęknięcia,
 zawalcowania,
 jamy skurczowe,
 pęcherze podskórne ( często powstające np. w odlewach ),
 wtrącenia niemetaliczne,
oraz wszelkiego innego typu nieciągłości materiału , których obecność ma bardzo negatywny
wpływ na jego wytrzymałość i właściwości mechaniczne. Tego typu badania pozwalają także
na ogólną ocenę i oględziny wielu innych parametrów materiału takich jak np:
 zanieczyszczenia siarką lub fosforem,
 wielkość ziarna,
 głębokość zahartowania,
 pasmowość,
 włóknistość lub kierunkowość struktury,
 charakter pękania ( np.: międzykrystaliczny, zmęczeniowy ) itp.
Próba Baumanna
Próba Baumanna służy do określenia dystrybucji siarki w badanym stopie. Siarka w stali jest
domieszką wybitnie szkodliwą, stąd jej zawartość nie może przekraczać 0,06%. Główną
przyczyną dla której uważa się siarkę za pierwiastek szkodliwy jest powodowana kruchość na
gorąco. Próba Baumanna polega na detekcji miejsc występowania siarczków w stali.
Wcześniej przygotowaną próbkę należy położyć zgładem na papierze fotograficznym
nasączonym kwasem siarkowym. Kwas siarkowy na papierze działa na siarczki zawarte w
badanym przekroju przedmiotu. W wyniku reakcji wydzielający się siarkowodór reaguje z
bromkiem srebra zawartym w emulsji światłoczułej, powodując powstanie na papierze
zaciemnień wywołanych czarnym siarczkiem srebra. W ten sposób przeprowadzona próba
Baumanna ujawnia segregację siarki w badanym przekroju przedmiotu w postaci
zaczernionych miejsc na zdjęciu.
Próba Heyna
Do płytkiego trawienia stopów żelaza stosuje się najczęściej odczynniki miedziowe, tzn.
roztwory soli miedzi. Jednym z najbardziej znanych jest odczynnik Heyna, służący do
ujawniania segregacji fosforu i węgla oraz w pewnym stopniu struktury pierwotnej. Składa się
on z 10 g chlorku amonowo-miedziowego i 100 ml wody destylowanej. Miejsca bogate w
fosfor barwią się na brunatno, bogatsze w węgiel  na ciemno lub szaro.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami badań makroskopowych z wykorzystaniem
próby Baumanna oraz Heyna.
Próba Baumanna.
Poddawany próbie był wykrój kątownika stalowego. Przed przeprowadzeniem badania
próbkę należało dokładnie oszlifować drobnym papierem ściernym o gradacji 100, aby
pozbyć się warstwy zanieczyszczeń i umożliwić dokładne jego przyleganie do papieru
fotograficznego.
Po wstępnym przygotowaniu próbka została zanurzona w kilkuprocentowym roztworze
kwasu siarkowego. Następnie po upływie 4,5 minuty próbka została wyjęta, położona na
papierze fotograficznym bromowo-srebrowym, dociśnięta i pozostawiona do czasu zajścia
reakcji chemicznej.
Po zdjęciu próbki na papierze pojawił się obraz ilustrujący zawartość i położenie
zanieczyszczeń siarkowych. Zanieczyszczeń tych najwięcej ujawniło się w miejscu gdzie
kształtownik miał najgrubszą ściankę. Najmniej zanieczyszczeń znajdowało się najbliżej
krawędzi zewnętrznych.
Próba Heyna.
Badany był przekrój śruby. Podobnie jak w przypadku kątownika, również płaszczyzna
przekroju została przeszlifowana na drobnym papierze ściernym celem usunięcia
zanieczyszczeń. Próbkę następnie zanurzono w roztworze na bazie miedzi. Po upływie 4,5
minuty została wyciągnięta, wytarta i wysuszona. Na płaszczyz
nie przekroju pojawiły się
linie wskazujące na proces w jaki została wykonana. Owe linie przebiegały wzdłuż śruby co
wobec poprzecznych obciążeń jakim zostaje ona poddawana w czasie użytkowania jest
właściwym ułożeniem. Na podstawie przeprowadzonego badania można stwierdzić, że śruba
została uformowana przez kucie.
Wnioski.
- Badanie próbki metodą Baumanna nie zostało przeprowadzone całkowicie poprawnie.
Wskazują na to pewne nieregularności w ułożeniu zanieczyszczeń siarką w stosunku do
ułożenia spodziewanego. Błąd mógł wynikać z niewłaściwego oczyszczenia powierzchni
badanej przed umieszczeniem jej w roztworze kwasu siarkowego, lub z nieodpowiedniego
docisku tudzież czasu odciskania próbki na papierze fotograficznym.
Niemniej jednak próba pozwoliła z grubsza określić położenie zanieczyszczeń siarkowych i
na jej podstawie można wysnuć wnioski o wadzie metody jaką kształtownik został wykonany.
- Próba Heyna została przeprowadzona prawidłowo. Badanie pokazało faktyczne właściwości
próbki jaką był przekrój śruby. Próba dała możliwość określenia czy proces produkcyjny był
przeprowadzony w sposób odpowiedni w stosunku do potencjalnych zastosowań tego
elementu.