Dudek Marcin
Gr. 2 Metalurgia
Sprawozdanie
Temat: Preparatyka i mikroskopia optyczna z elementami metalografii ilościowej
Mikroskopy metalograficzne to klasa mikroskopów służących do badań na próbkach nieprzezroczystych. Zalicza się do nich mikroskopy świetlne oraz elektronowe. Mikroskop metalograficzny wykorzystywany jest do: oceny makro i mikrostruktury tworzyw konstrukcyjnych, oceny chropowatości i nośności powierzchni, pomiarów mikrotwardości oraz twardości tworzyw konstrukcyjnych. Możliwe jest wykonywanie zdjęć cyfrowych badanych powierzchni
Metody mikroskopowe umożliwiają:
-identyfikację stopu
-ujawnianie struktury z określeniem kształtu, wymiarów, ilości i rozmieszczenia jej składników
-wykrycie wad budowy struktury lub materiału
-badanie mechanizmów przemian fazowych
-identyfikacje faz
-odtworzenie zastosowanych procesów technologicznych
-badanie zjawisk zachodzących w trakcie eksploatacji materiałów.
Budowa mikroskopu i sposób wyznaczania powiększeń
Mikroskop złożony jest z dwu zbierających zespołów soczewek, umieszczonych na końcach rury zwanej tubusem. Zespół soczewek, zazwyczaj o krótkiej ogniskowej, zwrócony do przedmiotu nazywa się obiektywem, drugi zaś, przez który dokonuje się obserwacji, nosi nazwę okularu. Obiektyw tworzy wewnątrz tubusa rzeczywisty, powiększony i odwrócony obraz, który ogląda się za pomocą okularu. Wskutek istnienia obydwu zespołów obserwuje się pozorny, powiększony i prosty obraz. Całkowite powiększenie mikroskopu jest iloczynem powiększenia obiektywu i okularu.Do optycznego wyposażenia mikroskopu należy również urządzenie oświetlające, od którego zależy jasność, ostrość i kontrastowość obrazu. Na jakość obrazu wpływa także dokładność prostopadłego ustawienia stolika względem osi optycznej tubusa mikroskopu. W tym celu
zespoły te mocowane są na sztywnym statywie, który jest wyposażony w mechaniczne elementy regulacyjne oraz urządzenia służące do łatwej wymiany obiektywów oraz regulacji oświetlenia.
Powiększenie mikroskopu jest, jak powiedziano, iloczynem powiększenia obiektywu i okularu. Na podstawie tego stwierdzenia można by błędnie wnioskować, że przez odpowiedni dobór obiektywu i okularu otrzyma się dowolnie duże powiększenie. W rzeczywistości jednak rozmiary szczegółu, które można obserwować za pomocą mikroskopu, są nie mniejsze od pewnych określonych wartości, ograniczonych falowym charakterem światła.
W mikroskopach metalograficznych urządzenie oświetlające składa się z silnego źródła światła oraz odpowiedniego układu optycznego, doprowadzającego światło do miejsca obserwowanego. Jako źródło światła najczęściej stosuje się niskowoltową żarówkę ze ściśle
zwiniętymi włóknami, tworzącymi prawie punktowe źródło. Stosuje się także inne rodzaje lamp, np. łukowe, rtęciowe itp. Promienie wychodzące ze źródła światła skupia się za pomocą kondensora na otworze układu oświetlającego. Oświetlacz kieruje promienie światła na dany przedmiot przez obiektyw - za pośrednictwem płytki szklanej lub pryzmatu. Promienie świetlne padające na płytkę szklaną półprzezroczystą , nachyloną pod kątem 45o, częściowo przez nią przechodzą, częściowo się od niej odbijają i przez obiektyw docierają do powierzchni zgładu . Po odbiciu się od tej powierzchni promienie ponownie przechodzą przez obiektyw, a następnie są kierowane przez pryzmat do okularu, skąd docierają do oka
obserwatora. Zastosowanie pryzmatu daje obraz jaśniejszy i bardziej kontrastowy, lecz zdolność rozdzielcza obiektywu jest mniejsza, ponieważ pryzmat przysłania połowę jego otworu czynnego.
Opisane układy umożliwiają obserwację przedmiotu w tzw. jasnym polu widzenia. Przy skośnym skierowaniu promieni na powierzchnię zgładu można obserwować w tzw. ciemnym polu widzenia. Otrzymany w ten sposób obraz jest jak gdyby negatywem obrazu w polu jasnym. Przy tym sposobie oświetlacz kieruje promienie ukośnie poza obiektywem; do obiektywu trafiają więc tylko promienie odbite, te, które na swej drodze spotkały szczegóły rozpraszające światło, jak granice ziarn, wydzieleń, wtrąceń, rysy itp. Inne płaszczyzny dają obraz ciemniejszy. Środkowa część cylindrycznej wiązki promieni jest przysłonięta kołową przesłoną. Wiązka promieni po odbiciu od pierścieniowego zwierciadła biegnie poza
obiektywem, załamuje się w zwierciadle parabolicznym i pada skośnie na powierzchnię zgładu . Obserwacje w ciemnym polu widzenia przeprowadza się dla wydobycia szczegółów niewidocznych w polu jasnym.
ĆWICZENIA
Wykonanie zgładu metalograficznego na dostarczonej próbce.
-Zaczynamy szlifowanie na polerkach (wszystkie oblewane bierzącą wodą).
Na początku nr 1 (papiery o grubości do nr 360), nastepnie (zmieniając położenie próbki w dłoni o 90 ̊) na polerce nr 2 (papiery o grubości nr 400-1000),oraz ,kolejno, na polerce nr 3 i 4.
-Jeżeli zgład nie posiada zarysowań, przystępujemy do polerowania. Zaczynamy je na polerce nr 5 wyłożonej suknem, przed tym jednak oblewamy polerkę zawiesiną Al2O3.
-Następnie Wkładamy próbkę pod bieżącą wodę, celem usunięcia przypadkowych nieczystości, oblewamy ją spirytusem, strzepujemy pozostałości i przystępujemy do suszenia (próbkę należy ułożyć pod kątem do suszarki).
-Kładziemy zgład na stoliku mikroskopu, śrubami mikro i makro ustawiamy obraz próbki. Korygując wielkość przesłony oświetlacza określamy jej wpływ na obraz, oraz analogicznie robimy to z przesłoną pola widzenia.
-Po zakończonej obserwacji próbkę należy wytrawić (roztwór HNO3 z alkoholem etylowym), oraz ponownie za pomocą mikroskopu obserwować zgład.
ZADANIE 1
a)
Średnia średnica ziaren ferrytu
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 11 | 8 | 5 | 8 | 9 | 6 | 8 | 8 | 8 |
Liczba wszystkich przecięć:63
Średnia liczba przecięć = liczba przecięć/liczba siecznych = 63/10 = 6,3
b)
20 μm to 1,4cm na mikrostrukturze
X μm to 6,3cm
X=90 μm
Średnia średnica ziarna to: 90μm
ZADANIE 2
Ilość węzłów 561
Ilość węzłów znajdujących się na ciemno trawiącej się fazie 126
Stosunek 126/561 = 0,23