Pag. 1 Laborator L1 1. Analiza macroscopica 1.1 Introducere Analiza macrografica precede analiza micrografica si reprezinta o metoda de control calitativ si de cercetare. Analiza se efectueaza cu scopul punerii in evidenta a: tipului de material metalic; descoperii defectelor de necompactitate; neomogenitatilor chimice si structurale in cazul pieselor si semifabricatelor. In urma acestui tip de analiza se obtin indicatii asupra conditiilor, caracterului si calitatii prelucrarilor mecanice suferite de metal sau prelucrarilor tehnologice cum ar fi elaborare metalului, turnarea, deformare plastica, sudare, etc 1.2 Obiective Dupa parcurgerea acestui laborator cursantul va trebui sa: Sa poata sa identifice tipul de material dupa culoare, aspect, densitate, proprietati magnetice; Sa poata sa identifice tipul de otel folosind proba scanteierii; Sa identifice caracterul si cauzele ruperii unui material metalic; Sa identifice neomogenităţile chimice, discontinuităţile de material, liniile de deformare plastică, neomogenităţile chimice şi structurale introduse de tratamentul termic sau termochimic, structura şi defectele îmbinărilor sudate; Sa intocmeasca un raport de analiza macroscopica; 1.3 Aspecte teoretice Analiza macroscopica consta din examinarea cu ochiul liber, cu o lupa simpla sau bioculara cu marire de pana la 10 x sau in unele cazuri cu ajutorul microscopului cu marire de pana la 50 x, a aspectului exterior al pieselor sau al suprafetelor special pregatite. Analiza macroscopica cere un minim de experienta si pregatire din partea celui care face examinare. Analiza macroscopica confera informatii despre: natura materialului;
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Pag. 1
Laborator L1
1. Analiza macroscopica
1.1 Introducere
Analiza macrografica precede analiza micrografica si reprezinta o
metoda de control calitativ si de cercetare. Analiza se efectueaza cu
scopul punerii in evidenta a:
tipului de material metalic;
descoperii defectelor de necompactitate;
neomogenitatilor chimice si structurale in cazul pieselor si
semifabricatelor.
In urma acestui tip de analiza se obtin indicatii asupra conditiilor,
caracterului si calitatii prelucrarilor mecanice suferite de metal sau
prelucrarilor tehnologice cum ar fi elaborare metalului, turnarea,
deformare plastica, sudare, etc
1.2 Obiective
Dupa parcurgerea acestui laborator cursantul va trebui sa:
Sa poata sa identifice tipul de material dupa culoare, aspect,
densitate, proprietati magnetice;
Sa poata sa identifice tipul de otel folosind proba scanteierii;
Sa identifice caracterul si cauzele ruperii unui material
metalic;
Sa identifice neomogenităţile chimice, discontinuităţile de
material, liniile de deformare plastică, neomogenităţile
chimice şi structurale introduse de tratamentul termic
sau termochimic, structura şi defectele îmbinărilor
sudate;
Sa intocmeasca un raport de analiza macroscopica;
1.3 Aspecte teoretice
Analiza macroscopica consta din examinarea cu ochiul liber, cu o
lupa simpla sau bioculara cu marire de pana la 10 x sau in unele cazuri
cu ajutorul microscopului cu marire de pana la 50 x, a aspectului
exterior al pieselor sau al suprafetelor special pregatite.
Analiza macroscopica cere un minim de experienta si pregatire din
partea celui care face examinare. Analiza macroscopica confera
informatii despre:
natura materialului;
Pag. 2
particularitatile structurii de turnare;
caracterul si calitatea prelucrarilor mecanice ce au dat forma si
caracteristicile finale ca: turnare, deformare plastica, aschiere, sudare
tratamente termice sau termochimice;
caracrerul ruperii si cauzele acesteia.
Analiza macroscopica ne ajuta in vederea alegerii zonelor din
piesa studiata care urmeaza a fi analizei microscopice.
Analiza maroscopica se poate efectua pe suprafete de rupere
(casuri) de solidificare sau pe suprafete slefuite si atacate cu reactiv.
1.4 Analiza macroscopică ale pieselor metalice si a suprafetelor
de rupere
Analiza macroscopica ale pieselor metalice si a suprafetelor de
rupere ne furnizeaza informatii orientative privind:
Natura materialului
calitatea materialului, ce se poate obţine prin corelarea culorii cu
densitatea acestuia.
in ceea ce priveste culoarea avem: Cuprul are culoarea rosie
portocalie; alamele cu max. 10% Zn, bronzurile cu Sn, Pb sau Be –
roşiatică; alamele cu mai mult de 10% Zn, bronzurile cu Al – galben,
feromagnetice, puternic atrase de câmpul magnetic: Fe, Co, Ni şi
aliajele lor, feritele etc.
proba de scanteie permite identificarea tipului de otel din care
este confectionat un reper metalic. Pentru aceasta se apasă proba
metalica confectionata din otel pe piatra unui polizor în miscare cu
turatia de 1400-1500 rot/min. Piatra desprinde particule fine de otel
care in contact cu oxigenul atmosferic oxidează rapid sub forma unor
unor explozii sau scântei. Liniile luminoase dau informatii despre gradul
de aliere al otelului, iar scanteile despre conţinutul sau de carbon. O
determinare mai exacta, necesita o trusa cu probe etalon de compozitie
Pag. 3
cunoscută cu care se compara fluxul si aspectul scanteilor obtinute in
cazul probei analizate.
In imaginea anterioara avem la pozitia a. un otel nealiat, cu putin
carbon; b. otel aliat nealiat, cu 0,4 – 0,6 % C; c. otel nealiat cu 0,8 –
1.2 % C; d. otel cu 1% W; e. otel rapid
Caracterul si cauzele ruperii materialelor metalice
Ruperea poate interveni voit pe epruvete pentru incercari
mecanice sau prin avierea unor piese metalice. Analiza macroscopica ne
furnizeaza informatii referitoare la interpretarea comportarii materialului
incercat sau stabilirea cauzelor avariei. Caracterul ruperii este influentat
de compozitia chimica, structura, tratament termic aplicat, starea de
tensiuni, temperatura, etc. Astfel avem:
Ruperea la suprasarcina care poate fi ductila sau fragila;
- Ruperea ductila este insotita de deformare plastica prealabila si
are un aspect mat, fibros;
Pag. 4
uir
- Ruperea fragila nu prezinta deformare plastica prealabila si are
aspect cristalin, stralucitor, grosier.
Ruperea prin oboseala care este progresiva sub sarcini mici si
variabile. Suprafetele de rupere sunt relativ netede. Intrucat ruperea
prin oboseala este progresiva sprafata de rupere prezinta urmatoarele
zone distincte:
- Amorsa de fisura care este un concentrator de tensiune,
incluziune nemetalica, neregularitati superficiale microfisuri de calire;
- Zona ruperii in exploatare, mai neteda, cu linii de asteptare, cu
aspect de dune de nisip, care indica propagarea itermitenta a fisurii;
- Zona ruperii statice, cu aspect cristalin mai grosier, fibros.
1.5 Analiza macroscopică pe suprafeţe şlefuite şi atacate cu
reactiv
Analiza macroscopică se execută pe suprafeţe care au fost supuse
unei prelucrări mecanice pentru obtinerea unei suprafeţe plane, Se pot
pune în evidenţă: neomogenităţile chimice, discontinuităţile de material
(porozităţi sufluri, fisuri) structura primară dendritică, liniile de
deformare plastică, neomogenităţile chimice şi structurale introduse de
tratamentul termic sau termochimic, structura si defectele îmbinărilor
sudate, etc.
Pag. 5
Segregatiile.
Neomogenităţile chimice apărute în procesul solidificării
determină neomogenităti de structură şi de proprietăţi. La oteluri
prezintă interes segregaţia carbonului şi a elementelor însoţitoare
dăunătoare: sulful şi fosforul.
Segregaţia carbonului se evidenţiază prin atac cu reactivul nital
5%. Zonele mai bogate în carbon apar mai întunecate.
Segregatia sulfului se pune in evidenta cu ajutorul amprentei
Baumann cere presupune fixarea pe hârtie fotografică a segregaţia
sulfului, conform STAS 7839-67.
Segregatia fosforului se pune in evidenta cu reactivul Oberhoffer. Proba lustruită este imersată în soluţia de atac până la acoperirea cu un strat roşu de cupru, apoi este spălată în alcool. Privită în lumină perpendiculară, prezintă zonele bogate în fosfor galbene strălucitoare pe fond întunecat. Segregatia carbonului si fosforului se poate face si cu ajutorul reactivul Heyn. După atac, proba se spală pentru înlăturarea cuprului depus. Zonele bogate în carbon apar întunecate, cele bogate în fosfor apar cafenii. Se recomandă pentru oţeluri cu mai puţin de 0.6%C. La creşterea conţinutului de C, depunerea de cupru se îndepărtează greu de pe probă. Discontinuităţi de material
Pentru determinarea defectelor care perturbă continuitatea
Pag. 6
materialului semifabricat se folosesc reactivi cu acţiune profundă,
conform anexa 1. Se pun astfel în evidenţă porozităţi, segregaţii,
sufluri, solidificare în straturi, benzi de culoare deschisă, fulgi etc.
Identificarea procedeului de fabricaţie
Neomogenitatea chimică relevată prin macroanaliză permite
identificarea procedeului de fabricaţie al pieselor: turnare, forjare sau
aşchiere. Piesa turnată prezintă structură dendritică specifică. Prin atac
cu o soluţie 5÷10% acid azotic în apă distilată se relevă structura
dendritică de turnare în cazul otelurile cu conţinut redus în carbon,
elemente de aliere şi elemente dăunătoare. Zonele axiale ale dendritelor
sunt atacate mai intens decât cele interaxiale.
Otelul forjat sau laminat relevă o structură fibroasă, ca urmare
a atacării mai intense a zonelor cu segregaţii şi incluziunilor alungite
după direcţia de curgere a metalului.
Piesele obţinute prin deformare plastică au continuitatea fibrajului
Pag. 7
spre deosebire de cele aşchiate la care fibrajul este întrerupt
Deoarece rezistenţa, plasticitatea, tenacitatea sunt ridicate de-a
lungul fibrelor, se urmăreşte ca la piesele se urmăreşte ca la piesele
solicitate dinamic tensiunile maxime din exploatare să fie de-a lungul
fibrelor
Mărimea stratului tratat termic sau termochimic
Prin atac cu nital 5% se evidenţiază mărimea stratului carburat de
culoare mai întunecată, a stratului decarburat sau a stratului călit
superficial de culoare mai deschisă faţă de miezul piesei.
Calitatea îmbinărilor sudate
Epruvete cu secţiune transversală sau longitudinală a cordonului
de sudură, şlefuite, sunt introduse în reactiv Adler sau nital 5÷10%
până la apariţia imaginii cusăturii. Se diferenţiază materialul de bază,
zona influenţată termic la sudare, cordonul de sudură şi eventuale
defecte: pori, fisuri, etc. La sudarea în mai multe straturi se observă
ordinea de depunere a acestora.
Pag. 8
1.6 Aspecte practice
In vederea efectuarii lucrarii de laborator sunt necesare
urmatoarele:
Echipament de protectie in conformitate cu normele de sanatate si
securitate in munca;
Dispozitive de prindere si manevrare a pieselor analizate in cazul
in care acestea sunt de dimensiuni mari;
Substante si materiale consumabile necesare degresarii zonelor
studiate;
Materiale si dispozitive necesare slefuirii si lustruirii preliminare;
Reactivi pentru analiza macroscopica, bazine, materiale
consumabile;
Acces la apa curenta;
Lupa cu marire de 10 x sau microscop cu marire de pana la 50 x;