Анализы структуры металлов: микро-, макро- и тонкая структура.
Строение металла условно делится на микро-, макро- и тонкую структуру.
1. Макроструктура.
Макроструктуру материала изучают визуально без применения специального оборудования или при незначительном увеличении (под лупой). Осмотр помогает оценить структуру сплава после подготовки материала (шлифовка, травление) для дальнейшего исследования. С помощью макроструктурного анализа можно выявить:
• явные, сплошные дефекты заготовок, которые могут стать причиной разрушения вещества (усадочная пористость, пузыри газа, трещины, раковины);
• причины разрушения готовых деталей;
• вид излома;
• локализацию кристаллов и дендритов литья, их форму, размер;
• химическую неоднородность кристаллизованного или созданного с помощью термической или химической обработки металла;
• волокна деформированного сплава.
2. Микроструктурный анализ.
Метод предполагает изучение металла при увеличении в 50 — 2000 раз световым микроскопом, что позволяет увидеть частицы до 0,2 мкм. Метод возможен благодаря рассмотрению структуры в отраженном свете, поэтому образцами для исследования служат микрошлифы с полированной поверхностью, в которых можно увидеть микротрещины и неметаллические составные.
Для эффективности анализа, поверхность предварительно травят специальными реактивами, состав которых зависит от испытуемого вещества.
Изучение микроструктуры помогает выявить форму и размер зерен, фазы и структуру вещества.
Использование электронных микроскопов с большим разрешением также возможно при исследовании металла. Их изображение появляется с помощью быстрого потока летящих электронных лучей (длина волн 0,04 – 0,12)*10-8см.
Просвечивающие микроскопы — проходя потоком электронов через изучаемый образец, дает картину неоднородного рассеивания электронов в структуре объекта.
Косвенные и прямые методы.
Косвенный анализ изучает не объект, а только его отпечаток, рельеф микрошлифа. Метод применяется с целью предупреждения повторного излучения, которое искажает картину.
Прямой — просветное изучение фольги (до 300 нм). Фольгу получают из испытуемого объекта.
Растровые микроскопы помогают изучить поверхность объекта и имеют немного меньшую разрешающую способность. Изображение при испытании получают при излучении электронов вторичной эмиссии с поверхности, подвергаемой потоку первичных электронов.
3. Тонкая структура.
Метод основан на изучении атомно-кристаллической структуры твердой решетки с помощью рентген волн. Анализ позволяет определить химическую связь сплава, локализацию дефектов и их концентрацию, структуру, свойства, тип твердых растворов, напряжение, плотность дислокаций.
