Микро- и макроанализ

Изучение устройства и принципа металлографического микроскопа. Порядок приготовления микрошлифа, демонстрация его вида до и после травления. Оптическая схема микроскопа, методика приготовления макрошлифа. Зарисовка макроструктуры полученного образца.

Лабораторная работа 2

Тема: "Микро- и макроанализ"

Цель: Ознакомиться с методами микроскопического анализа, научиться воспроизводить макроскопический анализ.

Задание:

1. Изучить устройство и принцип металлографического микроскопа.

2. Описать порядок приготовления микрошлифа и привести его вид до и после травления.

3. Зарисовать оптическую схему микроскопа.

4. Описать методику приготовления макрошлифа.

5. Зарисовать макроструктуру образца.

6. Составить отчет о работе согласно пунктам задания.

Оборудование: сплав латуни в форме цилиндра, шлифовальная бумага, шлифовальный станок, кислотно-серое железо, микроскоп РВ – 23, Фильтровальная бумага.

Ход работы:

1 . Для получения больших увеличений применяют микроскопы. В микроскопе (рис. 1.1) имеются две увеличивающие оптические системы – объектив (линзы 1 и 2) и окуляр (линзы 3 и 4).

Рассматриваемый предмет АВ помещают перед объективам немного дальше его фокуса F. При освещении предмета А В лучи света отражаются от него, проходят через линзы 1 и 2 объектива, преломляются в них, проходят через линзу 3 окуляра и дают обратное увеличенное, действительное изображение предмета В1 А1 .

При рассмотрении глазом изображения В1 А1 через линзу 4, являющуюся лупой, будет видно мнимое, увеличенное обратное изображение В2 А2 , которое и является окончательным изображением предмета. Обычна изображение В2 А2 проектируется на расстоянии ясного зрения (250 мм).

Качества микроскопа характеризуется возможным увеличением, совершенством изображения, разрешающей способностью микроскопа.

2. Приготовление макрошлифов

Полученную плоскую поверхность образца шлифуют но шлифовальной шкурке с зернами различных размеров. Шлифование начинают на шкурке с более крупным абразивным зернам, затем постепенно переходят на шлифование шкуркой с более мелким абразивным зернам.

Шлифуют вручную на шкурке, положенной на толстое стекло, или на специальных шлифовальных станках. При шлифовании вручную образец подготовленной плоскостью прижимают рукой к шлифовальной шкурке и водят им па бумаге б направлении, перпендикулярном к рискам, полученным после опиливания напильникам. Шлифуют до полного исчезновения рисок, после этого поверхность образца вытирают ватой. При замене шкурки одного размера зернистости другим образец вытирают ватой и поворачивают на 90°, чтобы риски при последующей обработке получались перпендикулярными к рискам от предыдущей обработки.

После окончания шлифования на шлифовальной шкурке самой мелкой зернистости полированием удаляют риски, и обрабатываемая поверхность образца получается блестяще зеркальной. Полировать можно механическим и электролитическим способами.

Механическое полирование производят на специальном полировальном станке с кругом диаметром 200–250 мм, обтянутым сукном или фетром. Круг от электродвигателя вращается со скоростью 700–800 об/мин. Сукно смачивают полировальной жидкостью. К вращающемуся кругу с сукном прижимают отшлифованной поверхностью образец и в процессе полирования поворачивают полируют да полного исчезновения рисок и получения зеркальной поверхности, что занимает при хорошо отшлифованной поверхности 5–10 мин.

Чтобы получить хороший результат полирования, образец не следует сильно прижимать к сукну, так как при этом хотя и ускоряется удаление рисок, но происходит деформирование поверхностного слоя и искажение структуры, выкрашивание хрупких включений. Сильный нажим на образец приводит также к более быстрому высыханию полировальной жидкости и к возможному пригаранию поверхности. Полировальными составами являются взбешенные в воде мелкие порошки окиси алюминия, окись хрома, окись железа и окись магния. Образец держат в левой руке полированной поверхностью вверх.

Признаком протравливания является потускнение поверхности.

Травление:


До После

Рисунок 1.2Макроструктура образца до и после травления

Перед травлением были видны только трещины, после выявлялись границы зёрен.

3. Оптическая схема микроскопа

I – оптическая длина тубуса.

fок – фокусное расстояние окуляра.

fоб –фокусное расстояние объектива.

F1 и F2 – фокусы линзы.


Рисунок 1.1 Оптическая схема микроскопа

4. Приготовление макрошлифов

Образец для макроанализа вырезают в определённом месте, в зависимости, что подвергают исследованию, и что требуется выявить и изучить. Поэтому следует вырезать образец в нескольких местах. Поверхность образца для макроанализа обрабатывают на фрезерном станке. Для получение более гладкой поверхности образа, шлифуют в ручную. Шлифование начинают шкуркой с более грубым зерном, затем плавно переходят к более мелким. При переходе с одного номера шкурки на другой, направление шлифование меняют на 900 . После шлифования образцы протирают ватой и подвергают травлению.

5. Макроструктура образца

Рисунок 1.3 На поверхности образца появились тёмные пятна

6. Вывод: С помощью микро и макроанализа можно исследовать и изучить величину зерна, микротрещины и другие дефекты.