В природе металлы встречаются как в чистом виде, так и в рудах, оксидах и солях. Металлические материалы обычно делятся на две большие группы: железо и сплавы железа (сталь и чугун) называют черными металлами, а остальные металлы и их сплавы — цветными. Свойства металлов разнообразны:
- высокая пластичность;
- высокие тепло- и электропроводность;
- положительный температурный коэффициент электрического сопротивления, означающий рост сопротивления с повышением температуры и сверхпроводимость многих металлов (около 30) при температурах, близких к абсолютному нулю;
- хорошая отражательная способность (металлы непрозрачны и имеют характерный металлический блеск);
- термоэлектронная эмиссия, т. е. способность к испусканию электронов при нагреве;
- кристаллическое строение в твердом состоянии.
Чтобы изучить металлы и их многочисленные свойства требуются очень тщательные методы и подходы. Поэтому были разработаны такие методы как: макроскопический анализ, микроскопический анализ, косвенной исследование структуры металлов с помощью слепков. Их я и рассмотрю ниже.
Макроскопический анализ
Макроанализ заключается в определении строения металла путем просмотра его излома или специально подготовленной поверхности невооруженным
В отличие от микроскопического исследования макроскопический анализ не определяет подробностей строения и часто является предварительным, но не окончательным видом исследования. Характеризуя многие особенности строения, макроанализ позволяет выбрать те участки, которые требуют дальнейшего микроскопического исследования. С помощью макроанализа можно определить: нарушение сплошности металла: усадочную рыхлость, газовые пузыри и раковины, пустоты, образовавшиеся в литом металле, трещины, возникшие при горячей механической или термической обработке, флокены, дефекты сварки; дендритное строение и зону транскристаллизации в литом металле; химическую неоднородность сплава (ликвацию); неоднородность строения сплава, вызванную обработкой давлением: полосатость, а также линии скольжения (сдвигов) в наклепанном металле; неоднородность, созданную термической или химико-термической обработкой.
Поверхность, подлежащую макроанализу, изучают непосредственно (по виду излома) или шлифуют и подвергают травлению специально подготовленными реактивами. На шлифованной поверхности не должно быть загрязнений, следов масла и т. п., поэтому ее перед травлением протирают ватой, смоченной в спирте. Подготовленный образец называют макрошлифом. Большое значение для успешного выполнения макроанализа имеет правильный выбор наиболее характерного для изучаемой детали сечения или излома.
Реальное строение металлов Дефекты кристаллического строения ...
... неправильной формы, называемых зернами или кристаллитами. По границам между зернами металла нарушается правильность строения кристаллической решетки. Обычно зерна повернуты произвольно. Разориентация между соседними зернами составляет ... относят такие, которые имеют размеры в трех измерениях: неметаллические включения, царапины, макроскопические трещины, поры и т. д. 6. Диффузия – под ней понимают ...
Способы макроанализа различны в зависимости от состава сплава и задач, поставленных в исследовании.
При необходимости полного
Микроскопический анализ
Микроскопический анализ металлов заключается в исследовании их структуры с помощью оптического
При микроанализе однофазных сплавов (обычно твердых растворов) и чистых металлов можно определять величину зерен и отметить существование дендритного строения. Определение размеров зерен проводится либо методами количественной металлографии, либо путем сопоставления структуры с заранее составленными шкалами. Дендритное строение связано с определенной химической неоднородностью, выявляемой при травлении образца, подлежащего микроанализу. Если однофазные сплавы состоят из вполне однородных по составу зерен, то это указывает на достижение равновесного состояния.
В многофазных сплавах с помощью микроанализа можно определить не только количество, форму и размеры включений отдельных фаз, но и их взаимное распределение. Разные фазы могут образовывать устойчивые формы взаимного распределения, характерные не для одного какого-либо сплава, а для целых групп сплавов, имеющих общие типы превращений, описываемых диаграммой состояния. Количество эвтектической структуры, а также строение и характер распределения этой структуры оказывают большое влияние на свойства сплавов. В частности, свойства стали весьма сильно зависят от количества эвтектоида (перлита) и его строения. Форма перлита в зависимости от характера термической обработки может быть различной — от грубопластинчатой до мелкозернистой.
Мир под микроскопом
... свет нередко позволяет выявлять структуру объектов, лежащую за пределами обычного оптического разрешения. Отражательный микроскоп снабжен вместо линз зеркалами, формирующими изображение. Поскольку изготовить зеркальный ... - окулярная сетка; H - окуляр Стереомикроскопы предназначены для тонких работ под микроскопом, например в часовом деле, микроэлектронике, микромоделизме, нейрохирургии и т. п. Для ...
Другие сочетания фаз могут зависеть от условий термической и горячей механической обработки; фазы могут быть в виде отдельных включений округлой, пластинчатой или игольчатой формы, а также в виде строк и сетки. Например, хорошо известно, что равномерное распределение карбидов в структуре заэвтектоидной стали обеспечивает высокие механические свойства инструмента, тогда как наличие сетчатого распределения цементита по границам зерен вызывает хрупкость.
Пользуясь методами микроанализа, можно также оценить свойства ряда многофазных сплавов и, в частности, чугуна, для которого имеются специальные шкалы, классифицирующие по форме и количеству графит и фосфидную эвтектику.
По площади, занимаемой каждой фазой или структурной составляющей в поле зрения микроскопа, можно в ряде случаев определить количество присутствующих фаз, если известна их плотность. Кроме того, если известен состав каждой из фаз, можно приблизительно определить и состав изучаемого сплава. Такие расчеты только в том случае будут достаточно точными, если присутствующие фазы не слишком дисперсны и находятся в значительном количестве.
С помощью микроанализа можно определить структуру сплава не только в равновесном, но и в неравновесном состоянии, что в ряде случаев позволяет установить предшествующую обработку сплава.
Изменение структуры от поверхностного слоя к середине изделий указывает на характер нагрева (наличие окисления или обезуглероживания стали) или на применение химико-термической обработки (цементации, азотирования и т. д.).
Косвенноеи сследование структуры металлов с помощью слепков
В большинстве случаев
Косвенное изучение структуры проводится с помощью пленок-слепков
Методы исследования металлов
... строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольшом увеличении, с помощью лупы. Осуществляется после предварительной подготовки исследуемой поверхности (шлифование и травление специальными реактивами). Позволяет выявить и определить ... Методы исследования металлов: структурные и физические Металлы и сплавы обладают разнообразными свойствами. Используя один метод исследования металлов, ...
Наконец, очень ценные и, главное, прямые данные о фазовом составе и состоянии гребней рельефа на поверхности протравленного шлифа дает электронно-дифракционная
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассмотренные мною выше методы изучения металла дают нам понять, что учёные и археологи попытались разработать всевозможные методы, которые помогают им определить и описать каждое свойство металла. Так же эти методы помогают определить строение и химический состав металла, оценить свойства ряда многофазных сплавов и их структуру, и многое другое.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/opredelenie-himicheskogo-sostava-metalla/
1. И.Г. Равич, Н.В. Рындина «
2. Ст. Н.С.Самойлов «Методы исследования и испытания металлов».