Главная
Каталог
Партнеры
Справочник
Контакты
 
(495) 648-59-85
(495) 912-67-23
magtest@mail.ru
 
Phone
 

Справочник

Неразрушающий контроль

Металлография

Содержание

  1. Основы металлографии
  2. Оборудование для металлографических исследований
  3. Пояснение терминов (глоссарий)

1. Основы металлографии

Металлографические исследования проводятся главным образом в металлургической промышленности и машиностроении. Если в металлургической промышленности исследуются в основном шлифы, вырезанные соответствующим образом из отобранных слитков, то в машинострое­нии структура металла исследуется также непосредственно на деталях.

Качество металла в металлургической промышленности оценивается двумя способами:
1) по величине зерна структурных составляющих, при этом определяются склонность его к росту, кинетика роста, величина фактического зерна после горячей деформации или любой термической обработки;
2) по количеству загрязнений путем определения размеров включений и их количества на квадратный миллиметр; загрязнения в металле могут быть различного происхождения, в том числе и неметалли­ческие.

Оценка качества металлов производится по так называемым балльным шкалам путем сравнения изображения шлифа металла с серией микрофотографий стандартных образцов, либо прямым подсчетом и измерением параметров исследуемой структуры. Размер структурных зерен и включений (загрязнений) может коле­баться в значительных пределах. Определенной величине зерна присваивается номер. Так, например, номер зерна 14 (ГОСТ 5639 – 65) соответствует диаметру зерна 2,7 мкм, номер 3 - 0,352 мм, а номер 0 - 1 мм. Минимальный размер загрязнения, подлежащий учету, составляет 0,5 мкм.

Колебания размеров зерен и включений требуют применения различных увеличений металлографического микроскопа. Альбомы балльных шкал составлены для определенного ряда увеличений, обычно при диаметре поля изображения 80 мм, поэтому увеличение металлографических микроскопов должно соответствовать стандартным увеличениям, при которых выполнены балльные шкалы, т. е. от 100х до 1000х. Для определения величины крупных зерен номеров 3 - 0 требуются увеличения менее 100х.

В настоящее количественные и качественные характеристики структуры металла чаще оцениваются на компьютере при помощи специализированного программного обеспечения, такого как Labax 1.0. Так, для этого в аппаратно-программный комплекс «ЛАБАКС» включается металлографический портативный микроскоп ЛАБАКС-1, калибровочный объект-микрометр, цифровой фотоаппарат с фотоадаптером (цифровая видеокамера с видеоадаптером), компьютер и программное обеспечение Labax 1.0. Использование аппаратно-программных комплексов в металлографии позволяет значительно повысить скорость и точность измерений, а также избавить оператора от выполнения рутинных операций.

 

2. Оборудование для металлографических исследований

Металлографические микроскопы предназначены для контроля каче­ства металлов и сплавов, а также исследования их структуры. Так как металлы являются непрозрачными объектами, в отличие от биологических, в большинстве своем прозрачных объектов, то и конструкция металлографических микроскопов существенно отличается от конструкции биологических микроскопов.

Специфические особенности металлографических шлифов предъявляют определенные требования к конструкции .металлографических микроскопов. Так как шлиф непрозрачен и обладает мелкой структурой, то для ее обнаружения необходимы микрообъективы с большим увеличением, т. е. с малым фокусным расстоянием и, следовательно, с небольшим рабочим расстоянием. Небольшое рабочее расстояние микрообъектива не позволяет осветить объект с необходимой апертурой освещающего пучка, идущего с внешней стороны объектива. Для освещения объекта через микрообъектив необходимо специальное устройство опак-иллюминатор, в котором в ход лучей микроскопа вводится светоделительная пластинка, отражающая свет от источника света в объектив и пропускающая свет, отраженный от объекта. При этом теряется значительная часть света и в окуляр может пройти не больше 25% падающего от источника света потока при его 100-процентном отражении от объекта. Обычно металлические шлифы отражают значительно меньше света и в окуляр попадает лишь незначительная часть светового потока, падающего на шлиф. Большие потери света в осветительной системе микроскопа и небольшой коэф­фициент отражения рассматриваемого объекта требуют введения в осве­тительную систему мощного источника света, особенно если необходимо обеспечить микрофотографирование. Современные суперлюминесцентные светодиоды, используемые в таких металлографических портативных микроскопах как ЛАБАКС-1, сочетают высокую яркость с малым энергопотреблением и позволяют использовать аккумуляторное питание.

Кинетика зерен структурных приращений требует введения в кон­струкцию металлографического микроскопа фотокамеры или видеокамеры, фиксации и анализа изменений структуры металла. В этом случае используются аппаратно-программные комплексы, такие как АПК «ЛАБАКС».

Для контроля и исследования больших деталей, а также для быстрых прикидочных поверок успешно используются металлогра­фические микроскопы, конструкция основания которых должна позволять устанавливать его непосредственно на детали. Эти типы микроскопов предназначены для обычных повседневных контрольных и исследовательских работ. К таким микроскопам относятся некогда выпускаемые микроскопы ММУ-3 (ЛОМО), а также современные портативные металлографические микроскопы ЛАБАКС-1 (ООО «ИнвентПрибор»), имеющие малые вес и габариты, надежно фиксируемые на ферромагнитных поверхностях и оснащаемые цифровым фотоканалом.

Для исследования структуры поверхность металла должна быть подготовлена – удалены краска, загрязнения и ржавчина, а затем выполнены шлифование и полировка. Для подготовки поверхности используются портативные шлифовально-полировальные машины, такие как шлифовально-полировальная машинка ШЛИФ-3Л, в комплект которых входят наборы абразивных и полировальных дисков, а также алмазная паста. При отсутствии на объекте электропитания используются шлифовально-полировальные машины с аккумуляторным питанием (ШЛИФ-3ЛА).

 

3. Пояснение терминов (глоссарий)

Кинетика роста зерна – изменение формы и размера зерна с течением времени в процессе эксплуатации или хранения объекта.
Суперлюминесцентные светодиоды – полупроводниковые светодиоды, имеющие повышенную яркость свечения (ок. 5000 мКд).

Использованные в статье источники и рекомендуемая литература:

  1. Микроскопы. Скворцов Г.Е., Панов В.А., Поляков Н.И., Федин Л.А. – Л.: Изд-во Машиностроение, 1969.-512 с., 308 ил.
  2. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ.ред. В.В. Клюева – М.: Машиностроение,2004.- 736 с.: ил.