Temat ćwiczenia: Badania makroskopowe
Imię i nazwisko
Uczelnia: AKADEMIA TECHNICZNO-HUMANISTYCZNA W BIELSKU-BIAŁEJ Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Semestr: I Grupa: I B

1. Wstęp teoretyczny

Badania makroskopowe- Polegają na obserwacji okiem nieuzbrojonym lub przy niewielkim powiększeniu naturalnych powierzchni lub specjalnie przygotowanych zgładów określonych części w celu oceny jakości i wykryciu wad. Są one badaniami niszczącymi, ponieważ trzeba je przeprowadzać na próbkach wyciętych z określonego miejsca lub przekrojach badanego obiektu.

Próba Baumana- Służy ona do określenia rozmieszczenia siarki w badanym stopie. Zgład szlifuje się i oczyszcza. Następnie przygotowujemy papier fotograficzny bromosrebrowy uprzednio wilżony przez 7 minut w 5% H2SO4. Na przygotowany papier przykładamy zgład i obciążamy. Po kilku minutach papier płucze się w wodzie a następnie w utrwalaczu. Na skutek działania kwasu siarkowego na siarczki żelaza, na papierze powstaje brunatny siarczek srebra obrazujący rozmieszczenie siarki w próbce.

Reakcje chemiczne w próbie Baumana

FeS+ H2SO₄→FeSO₄+H ₂S

H ₂S+2AgBr → Ag ₂S+2HBr

Odczynnik Heyna- Ujawnia mikrostrukturę włóknistą, która powstaje po przeróbce plastycznej, z przebiegu włókien można wywnioskować o sposobie wykonania elementu.

2. Cel ćwiczenia

Wykonanie próby Baumana i określenie miejsc wzbogaconych w siarkę w danym elemencie.

Określenie wad powstałych w procesie produkcji.

Określenie sposobu ukształtowania materiału.

3. Metody badań

- Próba Baumana

- Określanie jakości okiem nieuzbrojonym

Wyposażenie stanowiska

• Zestaw odczynników do trawienia makroskopowego,

• Papier fotograficzny bromosrebrowy

• Utrwalacz

• Próbki

4. Wyniki badań

Ćwiczenie 1

Otrzymany rozkład siarki po Próbie Baumana na elemencie zadanym.

Brunatny nalot na papierze obrazuje rozkład siarki w badanym kątowniku. Możemy zaobserwować podwyższoną zawartość siarki w wewnętrznym kącie kątownika.

W próbce jest optymalne rozmieszczenie siarki, gdy przy brzegach i w miejscach które będą obciążane siłami, jest jej mniej niż w miejscach nie narażonych na zbyt wysokie obciążenia. Powoduje ona kruchość stali w związku z czym, jej zbyt duża zawartość w jednym miejscu spowodowałaby defekt elementu. Idealnym rozwiązaniem byłaby zerowa zawartość siarki lecz jest to niewykonalne na dzień dzisiejszy.

Ćwiczenie 2

Badana próbka to przekrój świecznika, posiada on wadę, podczas procesu produkcji do odlewu dostały się pęcherzyki powietrza które zaburzyły strukturę. Wada ta ma mało istotny wpływ na zalecaną wytrzymałość produktu, ponieważ jest to element który nie będzie poddawany dużym obciążeniom i pęcherzyki nieznacznie wpłyną na wytrzymałościowe parametry świecznika w związku z czym produkt pozytywnie przeszedłby kontrolę jakości.

Badany element to przekrój korbowodu w którym podczas procesu produkcji powstała wada w postaci pęcherzyków powietrza które dostały się do odlewu. Korbowód to bardzo ważny element silnika spalinowego, poddawany wysokim obciążeniom z czego wynika, że zaistniała wada znacząco obniża wytrzymałość elementu i może sprawić, że podczas eksploatacji ulegnie on zniszczeniu powodując znaczne straty oraz szkody. Korbowód z taką wadą nie może być pozytywnie rozpatrzony podczas kontroli jakości.

Ćwiczenie 3

Badany element- przekrój śruby nienagwintowanej.

Po użyciu odczynnika Heyna ukazała nam się struktura śruby, jest ona włóknista. Śruba posiada wadę, a mianowicie pionową szczelinę na jej środku, osłabia ona całą konstrukcję i może doprowadzić do jej zniszczenia podczas eksploatacji. Po układzie włókien możemy wnioskować, że element był odlany a następnie obrobiony za pomocą obróbki skrawaniem. Nie był odkształcany plastycznie.

5. Wnioski

Podczas ćwiczenia zapoznaliśmy się z zagadnieniem badań makroskopowych. Są one ważną częścią kontroli jakości elementów. Badania makroskopowe pozwalają na określenie rodzaju wady (obserwacja okiem nieuzbrojonym lub pod mikroskopem z niewielkim powiększeniem), sposobu wykonania elementu (próba Heyna) jak i zbadania składu chemicznego badanego przedmiotu (próba Baumanna). Występujące w elementach wady są mniej lub bardziej istotne, w zależności od przeznaczenia elementu w którym wystąpiły.