Поверхности микрогеометрия

Вырезку образцов для исследования микроструктуры производят так же, как и при макроанализе. Размеры поверхности микрошлифа не должны превышать 20x20 мм. Исследование микроструктуры образцов производят чаще всего на оптических микроскопах. Исследуемая поверхность должна быть очень тщательно подготовлена - отполирована. Подготовка поверхности состоит из нескольких последовательных операций: обработки на плоскошлифовальном станке или вручную на наждачном камне, обработки шлифовальной бу-

го для исследования, обезжиривается спиртом, а затем погружается в реактив на необходимое для выявления микроструктуры время. Травление заключается во взаимодействии металла поверхности микрошлифа с химически активными растворами щелочей, солей, кислот в спирте или в воде в зависимости от свойств и строения исследуемого металла. При травлении реактив взаимодействует с различными участками поверхности микрошлифа неодинаково, что приводит к разной степени их травимости.

Например, даже в однофазном металле зерна имеют различную кристаллографическую ориентировку, и поэтому в поверхности микрошлифа зерна будут срезаны по разным кристаллографическим плоскостям, которые будут травиться неодинаково. В результате после травления поверхность микрошлифа будет иметь сложный микрорельеф, характеризующий строение металла (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Отражение потока света от поверхности микрошлифа

В случае многофазных сплавов степень травимости будет еще более различна. Взаимодействие металла с реактивом обычно идет по следующей схеме. Так как структура поверхности микрошлифа неоднородна, то, следовательно, различные ее составляющие имеют различный электродный потенциал и при погружении в реактив поверхность будет представлять собой целый комплекс микрогальванических эле-

ментов. Участки поверхности микрошлифа с более низким потенциалом играют роль анодов и будут растворяться. Более интенсивно протравливаются границы зерен металла, которые, кроме несовершенств строения, обычно больше обогащены различными примесями, чем само зерно, а это способствует образованию микрогальванических элементов. В результате на границах зерен после травления образуются углубления.

ким плоскостям скольжения. На поверхности микрошлифа они образуют ступеньки, называемые линиями сдвига. На рис. 1-11 линии сдвига хорошо видны в виде почти параллельных темных полосок. Границы между зернами — более толстые и резко выраженные линии, образующие замкнутые контуры.

Шлифование поверхности микрошлифа 0,16

Тепловое травление целесообразно в тех случаях, когда химическое травление дает однотонную структуру шва. Подбирая составы сред, обладающих различной окисляющей способностью, и температуру травления, можно получить четкую картину структуры паяного соединения. Метод окрашивания поверхности микрошлифа при нагреве в проточном аргоне используют, например, для выявления структуры паяного соединения коррозионно-стойкой стали (08Х18Н10Т, 12Х25Н16Г7АР) с медным сплавом (БрХ1).

Рис. 68. Зависимость средней площади сечения зерна на поверхности микрошлифа от температуры нагрева стали: 1 — наследственно крупнозернистая сталь; 2 — наследственно мелкозернистая сталь

емые при обычном травлении. В результате травления отдельные участки поверхности микрошлифа подвергаются растворению либо на них осаждается тончайшая окрашенная пленка. При этом различные кристаллы ведут себя по-разному, причем границы между зернами (в зависимости от выбранного реактива) растворяются сильнее, на микрошлифе возникает микрорельеф, становится видна структура металла (табл. 2.6).

Шероховатость поверхности. Микрогеометрия поверхностей деталей механизмов зависит от их материала, способа изготовления, режимов обработки, инструмента и других факторов. Она характеризуется микронеровностями — чередующимися выступами и впадинами различных размеров и формы.

КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ деталей машин — совокупность геом. св-в поверхности и физ.-хим. св-в поверхностного слоя. Геом. св-ва поверхности классифицируются по характеру и размеру отклонений и делятся на шероховатость поверхности (микрогеометрия), волнистость, погрешности формы (макрогеометрия). Физ.-хим. св-ва характеризуются в основном остаточными (внутр.) напряжениями, микротвёрдостью и микроструктурой. От К. п. в значит, степени зависят такие эксплуатац. показатели деталей машин, как коэфф. трения, износостойкость, корроз. стойкость, прочность (в т. ч. усталостная), а также герметичность и прочность соединений, прочность покрытий и др.

Как указывалось выше, при обкатке: 1) трущиеся поверхности (микрогеометрия неровностей) должны быть подготовлены к передаче и восприятию эксплоатацион-ных нагрузок, 2) должны быть упрочнены поверхности трения и 3) исправлены макрогеометрические погрешности.

Сущность гидрополирования заключается в том, что струя рабочей жидкости с находящимися в ней абразивами определенной зернистости с большой скоростью направляется на обрабатываемую поверхность. Качество поверхности, обрабатываемой гидрополированием, зависит от скорости и величины абразивных частиц, угла встречи их с обрабатываемой поверхностью и расстояния форсунки от нее. Ударное действие абразивных частиц вызывает разрушение обрабатываемой поверхности, изменяет ее микрогеометрию и создает равномерный наклеп поверхностного слоя металла. Съем тонких поверхностных слоев металла в процессе гидрополирования облегчается действием химически активных веществ, находящихся в рабочей жидкости. Механическое разрушение поверхности происходит в результате действия нормальных сил, возникающих в процессе удара абразивных зерен об обрабатываемую поверхность, и тангенциальных, возникающих в процессе качения абразивных частиц по поверхности. Микрогеометрия поверхности, обработанной гидрополированием, представляет собой поверхность без направленных следов обработки, с мелкими равномерно распределенными по поверхности углублениями, без микротрещин (рис. 130).

Микрогеометрия поверхности в совокупности с другими характеристиками (цветом поверхности, пятнистостью, степенью отражательной

Учёт качества поверхности. Понятие качества поверхности охватывает: 1) геометрические его характеристики, описывающие отклонения формы поверхности от установленной чертежом (отклонения в макрогеометрии) и шероховатость поверхности (микрогеометрия); 2) характеристики механических свойств и структуры поверхностного слоя материала. Реальные поверхности трения деталей всегда имеют отступления от заданной правильной геометрической формы, всегда обладают той или иной шероховатостью и их поверхностный слой обычно бывает непредвиденным образом изменён в своих свойствах вследствие нагревов и наклёпа при механической обработке и других причин.

Шероховатость поверхности определяется высотой и характером микронеровностей, или так называемой микрогеометрией поверхности. Микрогеометрия и рассмат-

Материал, предназначенный для вытяжки или протяжки, должен соответствовать заданным физико-механическим свойствам и геометрическим параметрам, включая жесткий допуск на толщину и высокое качество поверхности. Микрогеометрия холоднокатанной неполированной ленты соответствует 7-му классу чистоты по ГОСТ 2789-51, полированная лента может быть оценена 8—9-м классом.

Микрогеометрия поверхности, обработанной одним и тем же методом, зависит от режимов резания, геометрических параметров рабочего инструмента, жесткости технологической системы станок — заготовка — инструмент, степени затупления инструмента и от сма-зывающе-охлаждяющей жидкости. При одних и тех же условиях обработки чистота поверхности зависит от обра батываемого материала.

4) по шероховатости поверхности (микрогеометрия поверхности);