LABOLATORIUM MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE W BUDOWIE MASZYN	ĆWICZENIE NR 2	Temat ćwiczenia: Metodyka badań metalograficznych
	M11	Ocena ze sprawdzianu

Skorygowane odpowiedzi na pytania kontrolne:

1.Jakie szczegóły struktury metali i ich stopów możemy zaobserwować podczas badań mikroskopowych zgładów nietrawionych?

Podczas badań mikroskopowych zgładów nietrawionych można zaobserwować niemetaliczne wtrącenia w próbce, pęknięcia, nieciągłości oraz niejednorodność strukturalną bądź chemiczną.

2. Wyjaśnij od czego zależy zdolność rozdzielcza mikroskopu.

Zdolność rozdzielcza mikroskopu zależy od apertury numerycznej obiektywu oraz sposobu oświetlenia preparatu testowego.

3. Jakie szczegóły struktury metali i ich stopów możemy zaobserwować podczas badań mikroskopowych zgładów trawionych?

- możemy określić kształt oraz wielkość ziaren z których składa się badany metal lub stop;

- możemy zidentyfikować składniki fazowe i strukturalne

4. Zaproponuj aperturę obiektywu do badań mikroskopowych przy powiększeniu 800 razy

$$A = \ \frac{\text{Pc}}{500 \div 1000} = \frac{800}{500 \div 1000} = 1,6\ \div 0,8$$

5. Jakie najmniejsze szczegóły można obserwować za pomocą mikroskopu optycznego?

d= 0,55/1,515= 0,36

6. Od czego zależy kontrast obrazu struktury obserwowanej za pomocą mikroskopu?

Kontrast obrazu struktury obserwowanej za pomocą mikroskopu zależy od sposobu oświetlenia powierzchni próbki.

7. Wyjaśnij na czym polega polerowanie i trawienie elektrolityczne zgładów metalograficznych.

Polerowanie elektrolityczne polega na anodowym rozpuszczeniu wszelkich nierówności występujących na powierzchni próbki . Podczas polerowania elektrolitycznego poprzez obniżenie napięcia w końcowej fazie polerowania ujawniona zostaje zazwy­czaj struktura i zgład nie wymaga dodatkowego trawienia.

Proces trawienia polega na wykorzystaniu różnej szybkości rozpuszczania się poszczególnych faz w odczynniku lub też efektów różnicowania barwienia faz w wyniku utleniania.

8. Jaka jest zdolność rozdzielcza mikroskopu świetlnego, którego obiektyw charakteryzuje się aperturą=1,2?

$$d = \ \frac{0,55}{A} = \frac{0,55}{1,2} = 0,458(3)$$

9. Jak należy przygotować próbkę metalu aby określić jej strukturę za pomocą mikroskopu świetlnego.

Przygotowanie próbki do badań polega na następujących czynnościach:

- wycięcie próbki,

- szlifowanie powierzchni,

- polerowanie powierzchni,

- trawienie powierzchni.

10. Przy jakim powiększeniu można prowadzić badania struktury metalu gdy mikroskop wyposażony jest w obiektyw o aperturze 0,6

$$0,6 = \frac{\text{Pc}}{\left( 500 \div 1000 \right)}$$

Pc = 0, 6(500 ÷ 1000)

Pc = 300 ÷ 600

Badania makroskopowe

Badania makroskopowe- polegają na obserwacji okiem nieuzbrojonym lub przy niewielkim powiększeniu, naturalnych powierzchni lub specjalnie przygotowanych. Dzięki badaniom makroskopowym możemy wykryć :

• pęknięcia

• zawalcowania

• jamy skurczowe

• pęcherze podskórne (często powstające np. w odlewach)

• wtrącenia niemetaliczne

• innego typu nieciągłości materiału, których obecność ma negatywny wpływ na jego wytrzymałość i właściwości mechaniczne.

Przebieg badania.

Pierwszym obiektem badań była próbka pobrana z rury przemysłowej.

Wymiary próbki : 120 x 100 mm

Grubość ścianek : 4 mm

Głębokość wżerów: 2 mm

Przeprowadzając badanie makroskopowe zauważamy liczne ubytki materiału powstałe w wyniku działania korozji wżerowej, która w znacznym stopniu osłabiła metal. Na powierzchni próbki znajduje się brunatny nalot co świadczy, że przedmiot był używany w wysokich temperaturach. Badanie tej próbki zostało przeprowadzone za pomocą oka nieuzbrojonego( bez wykorzystania przedmiotów typu lupa). Wymiary określone zostały za pomocą przymiaru liniowego i suwmiarki.

Badanie kolejnej próbki zostało przeprowadzone za pomocą mikroskopu stereoskopowego o zakresie powiększenia od x7 do x45 przy okularze o powiększeniu x10. Badaniu poddana została próbka łącza czołowego za pomocą spoin.

Dzięki obserwacji udało zaobserwować krater (ubytek) powstały wewnątrz spoiny. Krater miał średnicę 1,2 mm .

Wnioski:

Badanie makroskopowe pozwoliło nam określić wady próbek. Dzięki wykonywaniu ćwiczenia zapoznaliśmy się z przyrządami służącymi do badań makroskopowych, z ich działaniem i obsługą.

Badania mikroskopowe:

Badania mikroskopowe zostały przeprowadzone na mikroskopie metalograficznym przy zastosowaniu następujących obiektywów (powiększenie/apertura): 4/0.1, 10/0.25, 40/0.65. Mikroskopy metalograficzne to klasa mikroskopów służących do badań na próbkach nieprzezroczystych.

(zdj. 1)

Na (zdj.1) przedstawiona jest przygotowana próbka do badania mikroskopem metalograficznym.

(zdj.2)

Na (zdj.2) przedstawiony jest wynik badania próbki . Na podstawie zdjęcia możemy określić , że próbka ma strukturę perlityczno- ferytyczną, w której znajduje się ok. 0,2 % węgla i ok. 16- 20 % perlitu . Badanie zostało przeprowadzone przy powiększeniu dokonanym przez obiektyw 40/0.65. Zakres powiększenia tego obiektywu wynosi 300÷600. Zastosowanie takiego powiększenia pozwala nam na dokładne obejrzenie granic ziaren.

Wnioski :

Poprzez wykonanie ćwiczenia zapoznaliśmy się z działaniem i obsługą dwóch typów mikroskopów. Za pomocą badania mikroskopem metalograficznym poznaliśmy strukturę próbki. Mikroskopy są niezbędnym sprzętem do badania właściwości, wad, ubytków. Mogą posłużyć nam także do określenia rodzaju struktury próbki.

3.    Zaproponuj powiększenie i aperturę numeryczną obiektywów do badań mikroskopowych przy powiększeniach: a) x 200, b) x 1000, gdy mikroskop jest wyposażony w okular o powiększeniu x 10.

Odpowiedź:

1. P_c = P_Ok + P_Ob

200 = 10 × P_Ob

P_Ob=20

1. P_c = P_Ok + P_Ob

1000=10×P_Ob

P_Ob=100