142
9 s*10 8
143
W
7. Elementy metalografii
Rys. 7.1. Elcktropolcrka (opis w tekście)
(rys. 7.1). Próbka 1 powleczona lakierem izolacyjnym (z wyjątkiem zgładu), wlą^J j jako anoda w obwód prądu stałego, jest zamocowana w izolowanym elektrycy uchwycie 2 i zanurzona w elektrolicie, wypełniającym elektrolizer 3. Katodą 4 p . płytka ze stali Cr-Ni, żelaza, miedzi lub aluminium. Mieszadło 5 usuwa z powiej' ni zgładu nadmiar produktów elektropolerowania oraz wyrównuje temperatur/ i stężenie elektrolitu. Elektrolizer umieszczony jest w termostacie 6 z grzejnikiem'1 ' Opornik 8 umożliwia regulację warunków prądowych procesu, a woltomierz 91 miliamperomierz JO i termometr 11 zapewniają kontrolę.
W czasie polerowania należy obserwować zgład: powierzchnia błyszcząca w$kj. żuje na prawidłowy przebieg, a jej zmatowienie dowodzi zakłóceń procesu. fc zakończeniu polerowania próbkę wyjętą z uchwytu przemywa się strumieniem wodv1 następnie alkoholem i suszy gorącym powietrzem.
Elektropolerowanie wymaga dobrania właściwych warunków prądowych, te®.1 peratury i składu elektrolitu. Zalecenia literaturowe nie zawsze są wystarczają® dokładne, a doświadczalny dobór tych warunków jest pracochłonny. Z tego powoi:! elektropolerowania nie opłaca się stosować w przypadku prac wymagający przygotowania z licznych stopów po kilka zgładów. Właściwym zastosowania procesu jest przygotowywanie dużej liczby zgładów z tego samego stopu. Warunki polerowania elektrolitycznego ważniejszych stopów podano w tabl. 7.1.
Końcową czynnością jest ujawnianie mikrostruktury przez trawienie. Wykony-1 stuje się w tym procesie działanie korozji odpowiednio dobranego odczynnika, tym i intensywniejsze, im większa jest swobodna energia powierzchniowa obszaru. Dzięb tej prawidłowości odczynnik atakuje silniej wady materiałowe jak: pęknięcia, mikropory, rozwarstwienia, zawalcowania i zakucia, lokalne mikrosegregacje składników, lokalne mikroodkształcenia plastyczne, skupienia dyslokacji, wakansór, granice ziarn itp. Wytrawione obszary zgładu są „chropowate”, wobec czego rozpraszają znaczne ilości padającej energii świetlnej, w porównaniu z sąsiednim gładkimi obszarami nie wytrawionymi. Toteż na obrazie obszary wytrawkw widoczne są jako ciemne, a nie wytrawione - jako jasne.
7.2. Badania makroskopowe
Tablica 7.;
Warunki polerowania elektrolitycznego
i stopy
■ stopy
Odczynnik |
Warunki polerowania |
Katoda | |||
gęstość prądu A/cmJ |
napięcie prądu V |
temperatura °C |
czas | ||
4I ml kwasu nadchlorowego 59 ml kwasu octowego |
0,03 + 0,06 |
40 + 70 |
15 + 40 |
15 + 60 s |
Al lub Fe |
15 ml kwasu siarkowego 70 ml kwasu ortofosforowego 3 ml HjO 22 g CrOj |
0,12 + 0,3 |
20 |
70 |
ok. 25 min | |
jO ml kwasu azotowego 100 ml alkoholu metylowego |
ok. 0,05 |
40 + 50 |
20 |
5 + 10s |
stal Cr-Ni |
20 ml kwasu nadchlorowego 70 ml kwasu octowego |
0,03 + 0,05 |
50+100 |
20 + 50 |
5+ 15 min |
Al |
40 ml kwasu ortofosforowego 38 ml alkoholu etylowego 30 ml HjO |
0,08 + 0,3 |
30 + 60 |
20 |
1+6 min | |
20 g KOH 80 ml H,0 |
0,16 |
6 |
20 |
ok. 1S min |
Cu |
Badania makroskopowe obejmują różne próby, spośród których największe znaczenie ma tzw. trawienie makroskopowe. Próbie tej poddaje się przekroje półwyrobów i elementów maszyn lub wycięte z nich próbki. Najczęściej bada się półwyroby lane (wlewki), walcowane i wyciskane (blachy, pręty, kształtowniki, rury), kule i prasowane (odkuwki) oraz połączenia (spawane, zgrzewane, lutowane). Próba ma na celu, na podstawie obserwacji kształtu i rozkładu ciemnych (wytrawionych) smug, tzw. linii zanieczyszczeń, ocenę:
- stopnia jednorodności mikrostruktury, obecności wtrąceń niemetalicznych i segregacji zanieczyszczeń,
- obecności wad materiałowych (jamy skurczowe, pęknięcia, pory, rozwarstwienia, płatki śnieżne, zawalcowania, zakucia itp.),
- obecności i grubości warstw powierzchniowych (odwęglonych, hartowanych, utwardzonych zgniotem, dyfuzyjnych itp.),