|
Иллюстрация к статье на тему "Микроструктура стали*". Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.
Микроструктура стали* - — Всякий металл (простое тело или металлический сплав) механически не представляет собой вполне однородного тела. Структура твердого тела зависит от условий его образования. Разные посторонние влияния причиняют некоторого рода беспорядок элементов кристаллического сложения. Главными факторами в этом отношении оказываются: условия, при которых застывало тело, температура нагрева, способ охлаждения и, наконец, механическая обработка. В свою очередь, неоднородность структуры вызывает междучастичные напряжения, которые изменяют механические свойства металла в различных частях его поперечного сечения. Для исследования данного металла недостаточно знать его химический состав и результаты механических испытаний, но необходимо еще изучить его частичное сложение. Исследования структуры металлов составили новую отрасль науки, известную под названием металлография, которая пока ограничивается главным образом исследованием структуры железных продуктов. Для такого исследования в последнее время применили микроскоп; фотографии удалось воспроизвести микроскопические изображения, которые наглядно представляют строение металла в увеличенном виде. Первые работы в этом отношении были сделаны английским металлургом Сорби, который в 1864 г. представил микрофотографические снимки изломов и шлифов различных сортов стали. Потом в 1878 г. в Германии профессор Мартенс опубликовал свои микроскопические исследования железа и стали. Во Франции, в 1880 г., Барба ввел микроскоп на заводе Крезо и, так сказать, дал первый толчок трудам Осмонда и Берта. В России профессор Д. К. Чернов на основании своих микроскопических исследований опубликовал в 1880 г. теорию структуры литой стали. Микроскопия стали в настоящее время сделала большие успехи и в Америке. Благодаря трудам главным образом Осмонда, в настоящее время микроскопический анализ можно признать способом научного исследования стали, и им пользуются уже с большим успехом на многих стальных заводах для контроля производства. Для исследования изломов стали обыкновенно довольствуются хорошей лупой, для применения же микроскопа необходимо иметь совершенно гладкую поверхность испытуемого образца. Это достигается полировкой и травлением поверхности образца в кислоте. Из желаемого места вырезают резцом или пилой небольшой кусок стали, поверхность которого не превышает 1 кв. стм. Эту поверхность очищают напилком и шлифуют на мелкой наждачной бумаге, пока не получится гладкая и ровная плоскость. Оставшиеся штрихи и царапинки выводят трением поверхности образца на стеклянной или чугунной плитке по мелкому наждаку, смоченному водой. Затем выглаживают поверхность притиранием с венской известью или просеянным английским крокусом (или прямо тончайшим наждаком), смоченным тоже водой, и наконец окончательная полировка совершается уже на стеклянной или дубовой пластине, обтянутой замшей, полотном или пергаментом и покрытой смоченным крокусом. Маленький образчик, один или несколько, прикрепляют канадским бальзамом к стеклянной или к металлической пластинке и полируют как указано выше. В некоторых случаях, а именно при полировке хорошо отожженной или прямо литой стали, сложение ее так различается по твердости, что более мягкие части, стираясь легче, образуют углубления, более же твердые остаются в виде выступов. Чтобы вызвать полировкой такой рельеф, необходимо твердые подкладки, на которых полируется образчик, заменить более мягкими, лучше всего — плитками из вулканизированной резины. Мартенс приготовляет для этой цели подкладки из чистой смолы с прибавкой небольшого количества камеди. Эту смесь в расплавленном виде выливают на поверхность стеклянной пластинки, через что получается зеркально гладкая и довольно мягкая поверхность. Для окончательной полировки можно не смачивать крокус, а употреблять его в сухом виде. В этом случае лучше всего пользоваться стеклянной подкладкой, обтянутой пергаментом. Некоторые образцы, а именно из литого железа, при сухой полировке дают прекрасные результаты. Они не требуют более травления в кислоте, потому что после такой полировки местами поверхность их покрывается побежалостью и получается красивый узор. Осмонд советует для этой цели употреблять мелкий отмученный порошок из настоя корня лакрицы вместе с крокусом, и такую сухую полировку он называет polissage attaque. В последнее время приспособили для полирования особые станочки, приводимые в движение рукой или от механического привода. Такие приборы состоят главным образом из быстро вращающегося вертикального или горизонтального диска (от 200 до 2000 оборотов в минуту), к которому прикрепляются полирующие круги, состоящие из наждачных дисков разной твердости и мелкости, или из агатовых, стеклянных или металлических пластин, или, наконец, из металлических кружков, обтянутых холстом, замшей или пергаментом. На верх этих полирующих кругов посыпается отмученный тонкий наждак и крокус, сухой или смачиваемый водой. Образцы прикрепляются к особому рычагу, который нажимается к диску пружинкой. Машинная полировка, кроме сбережения времени, дает более совершенные результаты. Для микроскопических исследований отполированная поверхность чаще всего подвергается еще химической обработке. С этой целью после предварительной тщательной промывки шлифа в едком кали образчик погружается на некоторое время в слабый раствор кислоты. На поверхности шлифа выступает довольно отчетливый узор, происходящий от неодинакового действия кислоты на разные вещества, которые выделяются при застывании стали или при ее остывании после дальнейшей металлургической обработки (см. Ликвация). Самым употребительным средством для травления шлифов служит азотная кислота, которая действует тем сильнее, чем тверже и менее чист металл. Сорби предлагает погружать образчик на несколько секунд в раствор из 1 части азотной кислоты (36°) и 4 частей воды; другие советуют держать дольше, но в более слабом растворе. Для очень нежного травления, особенно при твердых сортах стали, достаточно несколько капель азотной или соляной кислоты на стакан воды. Нежный рисунок проявляется при употреблении на стакан воды нескольких капель насыщенного раствора салициловой кислоты в алкоголе. По Осмонду, самое лучшее средство — тинктура йода. Вытравленные шлифы должны быть промыты сперва в воде, потом в алкоголе и высушены фильтровальной бумагой или же струёй воздуха под давлением. Исследование структуры стали можно производить обыкновенным микроскопом, тем более что вообще для микрофотографии непрозрачных тел употребляется сравнительно небольшое увеличение; однако в настоящее время достигли (Осмонд) увеличения в 300 и даже в 800 раз. Чтобы получить надлежащее освещение рассматриваемой поверхности шлифа, микроскоп снабжают иллюминаторами. Для вертикального освещения поверхности шлифа Фремон изменил конструкцию микроскопа, как показано на прилагаемой фиг. 1.
|