1. Definicja badań makroskopowych

Badania zmierzające do ujawnienia i opisu elementów ich struktury, wad powierzchniowych i zewnętrznych widocznych okiem nieuzbrojonym lub przy niewielkich powiększeniach do ok. 50x. Badania przeprowadza się na wypolerowanej i wytrawionej powierzchni próbki.

2. Cel badań makroskopowych

Badania mają na celu:

• stwierdzenie rozkładu zanieczyszczeń we wlewku lub w wyrobach z niego otrzymanych przez obróbkę plastyczną

• stwierdzenie defektów: pęknięcia i nieciągłości osnowy metalu

• stwierdzenie rodzaju przeróbki plastycznej

• stwierdzenie prawidłowości części zgrzewanych, spawanych i ich jakości

• ujawnienie pierwotnych wad materiałowych tworzyw metalicznych (pęknięć odlewniczych, pozostałości jamy skurczowej, rzadzizn, pęcherzy gazowych, zażużleń i skupisk wtrąceń niemetalicznych, zawalcowań, niejednorodności składu chemicznego, segregacja siarki i fosforu)

• ujawnienie wad wtórnych powstających w kolejnych etapach procesów hutniczych

• określa możliwość popełnienia błędów przez nieprawidłowy dobór materiału lub technologii, bądź nieprawidłowości warunków eksploatacji wyrobu gotowego

Badania makroskopowe pełnią funkcje badań wstępnych, niezbędnych do prawidłowego wyboru miejsc pobrania próbek, do dalszych badań mikroskopowych.

1. Rodzaje badań makroskopowych

• badanie przełomów (można określić wielkość ziarna, stwierdzić pasmowość, włóknistość, pierwotną strukturę, charakter pękania: międzykrystaliczny, transkrystaliczny, zmęczeniowy)

• badanie wyszlifowanych powierzchni po przecięciu i przygotowaniu powierzchni. Są to badania nieniszczące

• badanie o charakterze nieniszczącym z pośrednim obrazem wad makroskopowych wewnętrznych

• badanie wyrywkowe, losowe lub stuprocentowe

• badania niszczące w wybranych przekrojach wyrobów lub półwyrobów po przygotowaniu makrozgładów

1. Przygotowanie próbek do badań makroskopowych

• odcięcie i obrobienie

• wyszlifowanie (ręcznie lub mechanicznie)

• wytrawienie odpowiednim odczynnikiem (patrz: „próba głębokiego trawienia”)

• przemycie w wodzie bieżącej

• przemycie alkoholem (zabezpieczenie przed plamami zaciemniającymi obraz)

5. Próba głębokiego trawienia

Próba polega na trawieniu powierzchni wyrobów gotowych lub półwyrobów, powierzchni makrozgładów w przekroju poprzecznym lub zgładów wzdłużnych. Trawienie odbywa się przez zanurzenie próbki w naczyniu z odczynnikiem lub wlewając na próbkę odczynnik trawiący unikając spływania odczynnika po ściankach.

• Odczynniki trawiące: kwasy takie jak: HCl, HNO₃, H₂SO₄ lub mieszaniny kwasów bądź mieszaniny soli miedzi i cyny

• Czas trawienia: od 20 minut do 24 godzin

• Temperatura trawienia: od temperatury pokojowej do 60^o-100^oC (podwyższenie temperatury zwiększa aktywność odczynnika trawiącego)

Odczynniki do głębokiego trawienia atakują powierzchnię makrozgładu

• wytrawiają wtrącenia niemetaliczne i mniej jednorodne chemicznie przestrzenie międzydentrytyczne

• poszerzają nieciągłości osnowy metalicznej

• ujawniają (po odlaniu) strukturę pierwotną, segregację strefową, strukturę włóknistą i kierunek przebiegu włókien (powód anizotropii własności mechanicznych, wytrzymałościowych, plastycznych)

• ujawniają wady wewnętrzne i powierzchniowe (skupiska wtrąceń niemetalicznych, pozostałości jamy skurczowej, porowatość, pęcherze, pęknięcia wewnętrzne)

• ujawniają porowatość, oraz wychodzące na powierzchnię zawalcowania

i zakucia

1. Obserwacje makroskopowe

• strefy kryształów: zamrożonych, słupkowych i wolnych

• szczeliny międzykrystaliczne

• zanieczyszczenia (wędrujące od zewnątrz do wewnątrz) tworzące budowę włóknistą, rozkład zanieczyszczeń

• miejsce zgrzewania(linia utworzona z tlenków w otoczeniu materiału odwęglonego)

• miejsce spawania (spoina o zmienionym składzie chemicznym)

• prawidłowość przeróbki plastycznej na gorąco (rozkład włókien)

• linie zgniotu w przeróbce plastycznej na zimno

• odkształcenia

Literatura dostępna

1. J. Pacyna: Metaloznawstwo - wybrane zagadnienia, 2005

2. K. Przybyłowicz: Metaloznawstwo cz. I struktura metali i stopów. Metody badania. Skrypt AGH 1989 i dalej

3. K. Wesołowski: Metaloznawstwo t I PWT, 1959 Warszawa

Oraz inne dotyczące Metaloznawstwa

3

---