Badania makroskopowe
Z Wikipedii
Zobacz [[b:{{{1}}}|{{{1}}}]] w Wikibooks
Badania makroskopowe
Badania makroskopowe w metaloznawstwie polegają na obserwacji okiem nieuzbrojonym (lub przy niewielkim powiększeniu) naturalnych powierzchni lub specjalnie przygotowanych (wyszlifowanych i wytrawionych odpowiednimi odczynnikami) zgładów części maszyn, odlewów, gotowych wyrobów lub półfabrykatów w celu oceny jakości i wykryciu wad takich jak:
- pęknięcia,
- zawalcowania,
- jamy skurczowe,
- pęcherze podskórne ( często powstające np. w odlewach ),
- wtrącenia niemetaliczne,
oraz wszelkiego innego typu nieciągłości materiału , których obecność ma bardzo negatywny wpływ na jego wytrzymałość i właściwości mechaniczne. Tego typu badania pozwalają także na ogólną ocenę i oględziny wielu innych parametrów materiału takich jak np:
- zanieczyszczenia siarką lub fosforem,
- wielkość ziarna,
- głębokość zahartowania,
- pasmowość,
- włóknistość lub kierunkowość struktury,
- charakter pękania ( np.: międzykrystaliczny, zmęczeniowy ) itp.
W badaniu wykorzystuje się fakt, że wszelkie zanieczyszczenia oraz wewnętrzne nieciągłości materiału powodują osłabienie przekroju i mogą być ujawnione na powierzchni złamanej próbki. Jedną z metod badania przełomu jest tzw. próba przełomu niebieskiego wykonywana na stali w temp. ok. 300°C, przy której powierzchnia stali pokrywa się niebieskim nalotem, na którym wyraźnie widoczne są wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia w postaci jasnych plam. Badanie przełomu jest także bardzo pomocne przy ustalaniu przyczyn awarii, gdyż wady powodujące pęknięcia są na nim ujawnione.
Badanie wyszlifowanych powierzchni jest zawsze połączone z odpowiednim przygotowaniem ( wyszlifowaniem i wytrawieniem odpowiednimi odczynnikami) powierzchni przecięcia próbki. Wycinanie próbek odbywa się za pomocą piły tarczowej lub palnika acetylenowego- w tym przypadku należy usunąć warstwę wpływu cieplnego przez zestruganie lub stoczenie. Wyciętą próbkę szlifuje się papierem ściernym i trawi odpowiednimi czynnikami. Rodzaj czynnika trawiącego zależy od tego co chcemy ujawnić w badanej próbce.
Próba Adlera
Próba Adlera stosowana jest przy badaniach makroskopowych połączeń spawanych. Służy ona do ujawnienia warstw spoiny i strefy wpływu ciepła.
Przebieg ćwiczenia:
Na powierzchnię przygotowanej wcześniej ( wyciętej i wyszlifowanej ) próbki ze spoiną nakładamy odczynnik Adlera ( 10 %- owy roztwór kwasu azotowego [HNO3] w alkoholu etylowym ). Po kilkudziesięciu sekundach próbkę płuczemy. W wyniku trawienia spoiny przez czynnik na powierzchni próbki zarysowuje się kształt spoiny oraz strefa wpływu ciepła.
Próba Baumanna
Siarka w stali jest domieszką wybitnie szkodliwą, stąd jej zawartość nie może przekraczać 0,06%. Główną przyczyną dla której uważa się siarkę za pierwiastek szkodliwy jest powodowana kruchość na gorąco. Wykrywanie rozmieszczenia siarki wykonuje się przez przeprowadzenie próby Baumanna. Próba Baumanna opiera się na zasadzie reakcji chemicznej siarki zawartej w badanym przekroju z kwasem siarkowym.
Przebieg ćwiczenia
Wcześniej przygotowaną próbkę kładziemy zgładem na papierze fotograficznym nasączonym kwasem siarkowym [H2SO4]. Kwas siarkowy na papierze działa na siarczki zawarte w badanym przekroju przedmiotu. W wyniku reakcji wydzielający się siarkowodór reaguje z bromkiem srebra zawartym w emulsji papieru fotograficznego, powodując powstanie na papierze zaciemnień siarczkiem srebra. Po upływie kilku minut badany przedmiot zdejmujemy z papieru. Papier płuczemy w wodzie i utrwalamy w utrwalaczu fotograficznym. Następnie przemywamy wodą i suszymy. W ten sposób przeprowadzona próba Baumanna ujawnia segregację siarki w badanym przekroju przedmiotu w postaci zaczernionych miejsc na zdjęciu.
Wnioski
Badania makroskopowe są bardzo potrzebną dziedziną metaloznawstwa. Ujawnienie wad i ustalenie przyczyn, które mogły je wywołać pozwalają np.: na takie opracowanie procesów wytwarzania, aby zminimalizować powstanie tych wad podczas wyrobu kolejnych części. Niejednokrotnie wykrycie tego typu wad w materiale ma niebagatelny wpływ na bezpieczeństwo użytkowania maszyn i urządzeń oraz w razie nieszczęśliwego wypadku zbadania jego przyczyn i zastosowania odpowiednich działań, które mogłyby uchronić od podobnego zdarzenia w przyszłości.
