 |
|
Лабораторная работа №4.
1. Назовите основную задачу металлографического анализа.
2. Что изучает макроструктурный метод исследования металла?
3. Что называют макрошлифом?
4. Как можно изучить макроструктуру?
5. Что позволяет выявить изучение излома металла и макроструктуры шлифа?
6. Каким прибором пользуются для изучения микроструктуры сварных соединений?
7. Расскажите о последовательности работ при исследовании шлифа под микроскопом.
8. Что можно установить с помощью микроисследования сварного шва?
9. Перечислите дефекты сварных швов и причины их образования.
10. Расскажите о порядке выполнения работы.
Ответы:
1. Основой задачей металлографического анализа является исследование структуры и дефектов (пороков) основного и наплавленного металла сварного соединения. Металлографические исследования включают в себя макроструктурный и микроструктурный методы исследования металлов.
2. При макроструктурном методе изучаются макрошлифы и изломы металла.
3. Макрошлиф – это зашлифованный образец металла, с плоской поверхностью протравленный 25%-ным водным раствором азотной кислоты или раствором щелочи.
4. Макроструктуру рассматривают невооруженным глазом либо с помощью лупы.
5. Исследование излома позволяет выявлять такие дефекты, как белые пятна (флокены – дефекты внутреннего строения стали в виде серебристо-белых пятен в изломе или волосовин – на протравленных шлифах. Обусловлены повышенным содержанием водорода в металле)). Излом – является одним из лучших методов выявления этого дефекта. По излому можно судить и о том, где произошло разрушение металла – по зерну или по границам зерен.
Изучение макроструктур визуально или с помощью лупы позволяет выявить границы сварного шва, глубину проплавления, ширину зоны термического влияния, строение металла шва, а также внутренние дефекты: непровары, подрезы, прожоги, наплывы, шлаковые включения, трещины, поры и др.
6. При микроструктурном методе (микроанализ) исследуется структура и пороки металла с помощью микроскопа, т.е. при более чем 100-кратном увеличении.
7. Поверхность шлифа тщательно полируется до зеркального блеска и протравливается.
8. С помощью микроисследования можно установить качество металла, в том числе обнаружить перегрев металла, наличие окислов по границам зерен, засоренность неметаллическими включениями (оксидами, сульфидами), величину зерен металла, изменение состава металла при сварке, микроскопические трещины, микропоры, непровары и другие дефекты структуры.
9. Подрезы – это углубления (канавки) в месте перехода основного металла к металлу сварного шва (рисунок 4.1а). Подрезы – опасные дефекты, которые могут привести к выходу из строя сварное изделие.
Подрезы устраняются наплавкой тонких (ниточных) швов электродами малых диаметров.
Прожоги (рисунок 4.1б) образуются в результате большой величины сварочного тока, из-за малого притупления кромок свариваемого изделия, большого зазора между свариваемыми кромками, а также при неравномерной скорости сварки. Прожоги являются недопустимыми дефектами и подлежат исправлению.
Непровары – это несплавление между отдельными валиками, основным и наплавленным металлом и незаполненное металлом расчетного сечения шва (рисунок 4.1в). При V-образной разделке кромок могут быть непровары в корке стыковых швов, а при Х-образной разделке – в центре шва. Непровары могут быть также в стыковых и угловых швах и могут стать причиной разрушения конструкции в результате повышенных концентраций напряжений и уменьшения площадки поперечного сечения металла шва.
Трещины (рисунок 4.1г) являются наиболее опасными дефектами. Возникновение трещин связано с химическим составом основного и наплавленного металла, а также со скоростью охлаждения сварного соединения и с жесткостью свариваемого контура.
Трещины, образовавшиеся в процессе сварки, называются горячими, а после охлаждения металла – холодными.
Трещины снижают статическую, динамическую и вибрационную прочность конструкции. В результате динамических нагрузок трещины быстро развиваются (увеличиваются в размере) и приводят к разрушению конструкции. На образование трещин влияет температура окружающей среды (чем ниже температура окружающей среды, тем больше вероятность образования трещин). При сварке низкоуглеродистых сталей трещины встречаются редко.
Газовые поры (рисунок 4.1д) образуются в шве вследствие перенасыщения расплавленного металла сварочной ванны газами. Поры могут быть внутренними, не выходящими на поверхность сварного шва, и наружными, выходящими на поверхность шва. Они могут быть одиночными либо располагаться цепочкой.
Появление пор в сварном изделии снижает механические свойства наплавленного металла (ударную вязкость, угол загиба, предел прочности) и нарушает герметичность изделия.
Неметаллические включения представляют собой загрязнение металла. Это чаще всего шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла в процессе кристаллизации. Неметаллические включения уменьшают рабочие сечения шва и приводят к понижению прочности сварного соединения.