Сочинение на тему Исследование микроструктуры стали

Цель: наблюдать за составными частями и структурой куска стали с помощью оптического микроскопа.

Введение

Металлография – это исследование детальной микроструктуры поверхностей металлов с использованием светового микроскопа или оптического микроскопа. Некоторые из структур видимы нашим невооруженным глазом, и они называются макроструктурами, тогда как структуры, которые не видны нашему невооруженному глазу и которые должны быть увеличены для наблюдения, называются микроструктурами. Микроскопия используется для различных целей, и одним из ее очень важных применений является выявление и изучение дефектов в металлах, что мы и сделали в этом лабораторном эксперименте. Мы увеличиваем эти объекты, чтобы изучить их микроструктуры и провести исследования, связанные с ними. Для этого эксперимента достаточно оптического микроскопа, поскольку нам не нужно изучать детали вплоть до атомного разрешения.

Металлы приобретают различные свойства из-за несовершенства их структуры на уровне кристаллов. Микроскопия может использоваться для получения информации о составе металла, его свойствах и многих других деталях, связанных с ним. В этом эксперименте мы используем оптический микроскоп для исследования зерен и границ зерен стали, которая, кстати, является металлом. Граница зерна – это переходная область, в которой некоторые атомы не точно выровнены с любым из зерен.

Микроскопия может дать информацию в основном о:

 
1. Размер зерна.

 

2. Фазы присутствуют.

 

3. Химическая однородность.

 

4. Фазы присутствуют.

 

5. Удлиненные структуры, образованные пластической деформацией.

Теория

Поскольку нам необходим понятный взгляд на микроструктуру, с образцом следует обращаться с особой осторожностью во время его подготовки. Для этого есть определенные шаги, которые следует соблюдать при подготовке образца к наблюдению. Для начала поверхность образца тщательно шлифуют с помощью шлифовальной машины с абразивной бумагой. После этого, поскольку образец является шероховатым, его снова полируют, чтобы получить зеркальную поверхность, для этого образец держат поверх красной бархатной ткани с нанесенной на него алмазной притирочной пастой. После выполнения этих этапов образец погружают в раствор азотной кислоты с концентрацией от 2% до 5%, фактически максимальная концентрация азотной кислоты, которую можно использовать, составляет 50%. Его окунают в кислоту, чтобы удалить крошечные кусочки примесей, которые будут прилипать к образцу после его шлифовки и полировки. В дополнение к этому, это выводит зерна на поверхность, что, в свою очередь, делает нашу работу по наблюдению за ней намного легче. Поскольку образец в настоящее время является кислотным и может реагировать с воздухом и образовывать другие примеси, его затем погружают в немного этилового спирта, чтобы нейтрализовать его. Прежде чем это можно наблюдать, образец должен быть высушен. Наконец, оптический микроскоп используется для наблюдения за зернами.

Материалы и аппаратура:

 
1. Кусок стали.

 

2. Шлифовальный и полировальный станок.

 

3. Красная бархатная ткань.

 

4. Алмазная притирочная паста.

 

5. Оптический микроскоп с увеличением от 50x до 1000x.

 

6. Азотная кислота (2% концентрация).

 

7. Абразивная бумага.

 

8. Этиловый спирт 99,9%.

Процедура:

Начнем с того, что образец стали размером около 4 см уже был подготовлен к началу эксперимента.

Затем этот образец был хорошо отшлифован с помощью шлифовальной машины, его фактически держали на абразивной бумаге. Во время шлифования скорость контролировалась с помощью ручки. Кроме того, была добавлена ​​вода, чтобы образец не нагревался, а также действовал как смазка. Это было сделано в течение примерно 20 минут, после чего образец был хорошо измельчен.

Затем образец полировали с использованием красной бархатной ткани, которая фактически была обернута вокруг части самой дробилки. Кроме того, алмазная притирочная паста была нанесена на красную бархатную ткань для повышения эффективности полировщика. Еще раз, скорость была проконтролирована ручкой в ​​мельнице. Это продолжалось до тех пор, пока не была получена зеркальная поверхность.

Впоследствии образец травили в растворе азотной кислоты с концентрацией 2%.

После этого образец был погружен в этиловый спирт на 99,9%.

Затем образец оставляли сохнуть на несколько минут.

Наконец, образец держали под микроскопом и просматривали, затем была получена необходимая микрофотография, после чего были выполнены расчеты.

Обсуждение

После выполнения всех упомянутых выше шагов мы смогли наблюдать вид зерен и границы зерен, как мы и ожидали. На самом деле, границы зерна были не такими толстыми, как мы ожидали. Границы зерна были нерегулярными, а участки зерна были разбросаны.

Говоря о фазах, присутствующих в микроструктуре, Фазы – это области на атомном уровне, которые являются однородными и отделены от других аналогичных областей поверхностями и имеют исключительно однородные свойства. На определенном этапе свойства, состав и структура неразличимы. Изменение фазы может произойти в результате повышения температуры (но это также зависит от некоторых других факторов).