Методы исследования при макроструктурном анализе

Приготовление макрошлифа. Образец, предварительно обработанный на токарном или фрезерном станке, подвергнается шлифованию. Начинают шлифование бумагой с грубым абразивом № 60 и затем переходят постепенно на бумагу с более тонким абразивом, заканчивают шлифование на бумаге номер № 120…140. При переходе с одного номера бумаги на другой направление шлифования меняют на 90 ° и шлифуют до полного исчезновения рисок от предыдущего шлифования. После шлифовки образец обезжиривается – протирается ваткой, смоченной спиртом.

Выявление ликвации серы методом Баумана (получение серного отпечатка). Засвеченную фотобумагу, предварительно смоченную в 4 %-ом растворе H₂SO₄ в воде, накладывают на подготовленный макрошлиф и держат (2…3) мин. поглаживая ее, но не сдвигая относительно шлифа. Затем бумагу снимают и промывают в воде, фиксируют (5…6) мин. в гипосульфите и снова промывают водой.

Сера находится в стали в виде сульфидов FeS и MnS. При наложении фотобумаги начинают происходить реакции:

Сероводород взаимодействует с эмульсией фотобумаги. Образующийся на фотобумаге Ag₂S имеет темно-коричневый цвет. Таким образом, в тех местах шлифа, где есть сера, на фотобумаге появляются темные пятна. По расположению их можно судить о наличии или отсутствии ликвации.

Исследование волокнистого строения методом Гейна (поверхностное травление).

Приготовленный макрошлиф погружается на 2…3 мин. в реактив Гейна, состоящий из 85 г CuCl₂ и 53 г NH₄Cl растворенных в 1 л воды. При этом происходит обменная реакция между ионами Fe, находящимися на поверхности, и ионами Cu в растворе. В результате шлиф покрывается налетом меди. В участках шлифа, где имеются примеси, медь оседает менее интенсивно, и эти места протравливаются хлористо-аммонийной солью. После промывки шлифа под потоком воды (удаления слоя меди) на поверхности видны темные и светлые участки, соответствующие распределению волокон в металле. По характеру расположения волокон можно судить о способе изготовления детали (ковка, штамповка или обработка резанием).

Исследование качества сварного шва. Подготовленный макрошлиф сварного шва погружается на (5…6) мин. в раствор Гейна. Слой меди, выделившейся на поверхности, смывается под потоком воды, затем поверхность макрошлифа протирается спиртом, высушивается. После травления на поверхности макрошлифа отчетливо видны две зоны – зона основного и зона наплавленного металла. Дефектные места (непровар, раковины, ликвационные участки, шлаковые включения) окрашиваются в темный цвет. Около наплавленного металла иногда видна зона термического влияния в виде более темных участков по сравнению с наплавленным металлом.