pobieranie: 07_Przygotowanie zgladu metalograficznego
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA PRZEDMIOT: INŻYNIERIA POWIERZCHNI Ćwiczenie nr 7. Temat ćwiczenia: Przygotowanie zgładu metalograficznego Wstęp Próbki przed procesem szlifowania są oprawiane aby zabezpieczyć krawędzie przed destrukcyjnym działaniem materiałów ściernych podczas szlifowania. Jest to szczególnie ważne w przypadku przygotowania zgładu do pomiaru mikrotwardości warstw powierzchniowych. Stosuje się następujące sposoby oprawiania próbek: - uchwyty mechaniczne – oprawki (rys.1.), klamry, zaciski, sprężynki itp., - elektrolityczne nakładanie powłok metalowych np. nikiel, - zalewanie tworzywami o niskiej temperaturze topnienia np. stop Wooda, - inkludowanie w tworzywach sztucznych – metoda najszerzej stosowana. Inkludowanie można wykonywać na: a) gorąco – pod ciśnieniem w prasach do inkludowania, b) zimno w temperaturze pokojowej – zalewanie żywicami (chemoutwardzalnymi do inkludowania) próbek umieszczonych w odpowiednich uchwytach lub formach.
Rys.1. Zamocowanie próbek w oprawce do badań metalograficznych: 1, 2, 3 – próbki; 4 – przekładki z folii niklowej
Przygotowanie zgładu metalograficznego – Inżynieria Powierzchni
1
Badaną próbkę (o wymiarach 4x10x20 mm) należy zamocować w uchwycie (rys. 1.) w celu wykonania zgładu krawędzi. Dodatkowo próbkę zabezpiecza się z obu stron próbkami, a pomiędzy nimi (a badaną próbką) umieszcza się przekładki z plastycznej folii (np. Ni – chrom) o grubości 5 – 10 µm. Po zaciśnięciu w uchwycie odkształcona folia dokładnie przylega do krawędzi, zabezpieczając ją przed wykruszeniem oraz zapobiega przed zaokrągleniem się krawędzi próbek podczas wykonywania szlifów metalograficznych. Przekładki takie wskazane są również w razie zamocowania w uchwycie kilku próbek. Podczas badań warstw powierzchniowych (np. badanie mikrotwardości) wykonuje się nieraz zgłady ukośne, zapewniające powiększenie powierzchni obserwacji grubości warstwy. Zgład ukośny wykonuje się z zasady w uchwycie dla zapewnienia stałego kąta nachylenia. Szlifowanie zapewnia ruch względny próbki i materiału ściernego przy stałym, równomiernie rozłożonym nacisku. Istotna jest wielkość docisku próbki do materiału ściernego, ponieważ docisk za mały powoduje efekt polerowania, a za duży – rysy różnej głębokości oraz wgniatanie wykruszonych ziarn ścierniwa w powierzchnię zgładu powoduje nadmierną grubość warstwy odkształconej. Właściwy docisk zapewnia rysy jednakowej głębokości. Ważny jest również równomierny rozkład nacisku (nie można próbki przechylać), ponieważ od niego zależy płaskość powierzchni. Nacisk nierównomierny powoduje zaokrąglenie krawędzi – tworzenie wypukłego zgładu. Podczas szlifowania powierzchni wskazane jest obfite podawanie cieczy chłodzącej (np. woda), które usuwa produkty szlifowania i chłodząc próbkę zapobiega zmianom strukturalnym w jej warstwie wierzchniej. Szlifowanie na ścierniwie określonej ziarnistości należy prowadzić z zachowaniem stałego kierunku ruchu do całkowitego usunięcia rys i warstwy odkształconej poprzednim zabiegiem. Wznawia się zabieg na ścierniwie o mniejszej ziarnistości, przy czym kierunek ruchu powinien być prostopadły do poprzednich rys (rys. 2.). Wskazane jest przy tym powolne przesuwanie próbki po promieniu tarczy, by materiał ścierny zużywał się równomiernie.
Rys. 2. Widok rys powstałych w wyniku szlifowania próbek: a) jednokierunkowe ułożenie rys po szlifowaniu na papierze o ziarnistości 200, b) krzyżowe ułożenie rys powstałe po szlifowaniu na papierze o ziarnistości 320 (zgład niewłaściwy, ponieważ widoczne są rysy z poprzedniego szlifowania. Należy kontynuować szlifowanie.), c) jednokierunkowe ułożenie rys po szlifowaniu na papierze o ziarnistości 320 (zgład przygotowany prawidłowo).
Przygotowanie zgładu metalograficznego – Inżynieria Powierzchni 2
Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest przygotowanie zgładu poprzecznego dwóch próbek azotowanych w atmosferze gazowej w czasie 5 i 10 godz.. Przebieg ćwiczenia: 1. Zamocować próbki w uchwycie (rys.1.). 2. Wykonać zgład metalograficzny. a) Szlifowanie należy rozpocząć po wstępnym przeszlifowaniu próbek na szlifierce do płaszczyzn. Następnie proces szlifowania jest prowadzony kolejno na papierach: 220, 320, 400 i 600 (szlifujemy na mokro). b) Próbkę należy utrzymywać w jednej pozycji i szlifować aż do równomiernego zarysowania powierzchni. c) Po zakończeniu szlifowania na każdym papierze o ziarnistości 220 ,320, 400, 600 próbkę i uchwyt należy bardzo dokładnie umyć pod bieżącą wodą. d) Szlifowanie na papierze 220, 320, 400, 600 polega na tym, że próbkę przykładamy tak aby szlifowanie odbywało się w kierunku prostopadłym do rys uzyskanych w czasie poprzedniej obróbki. Szlifujemy aż do zaniku rys z poprzedniego szlifowania (rys. 2.). e) Polerowanie tlenkiem glinu Al2O3 na podłożu filcowym. f) Po umyciu, powierzchnię uchwytu i próbkę polewamy niewielką ilością etanolu i suszymy.
Literatura: 1. S. Prowans: Metody i techniki badań materiałów, Politechnika Szczecińska, Szczecin 1981. 2. D. Cebula, J. Wiedermann: Badania metalograficzne, Warszawa 1999. 3. PN-82/H-04550. Warstwy azotowane. 4. BN-73/1063-02. Warstwy azotowane na stalach konstrukcyjnych węglowych wyższej jakości i niskostopowych, wytwarzane w procesie krótkookresowego azotowania gazowego.
Przygotowanie zgładu metalograficznego – Inżynieria Powierzchni
3
07_Przygotowanie zgladu metalograficznego
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA PRZEDMIOT: INŻYNIERIA POWIERZCHNI Ćwiczenie nr 7. Temat ćwiczenia: Przygotowanie zgładu metalograficznego Wstęp Próbki przed procesem szlifowania są oprawiane aby zabezpieczyć krawędzie przed destrukcyjnym działaniem materiałów ściernych podczas szlifowania. Jest to szczególnie ważne w przypadku przygotowania zgładu do pomiaru mikrotwardości warstw powierzchniowych. Stosuje się następujące sposoby oprawiania próbek: - uchwyty mechaniczne – oprawki (rys.1.), klamry, zaciski, sprężynki itp., - elektrolityczne nakładanie powłok metalowych np. nikiel, - zalewanie tworzywami o niskiej temperaturze topnienia np. stop Wooda, - inkludowanie w tworzywach sztucznych – metoda najszerzej stosowana. Inkludowanie można wykonywać na: a) gorąco – pod ciśnieniem w prasach do inkludowania, b) zimno w temperaturze pokojowej – zalewanie żywicami (chemoutwardzalnymi do inkludowania) próbek umieszczonych w odpowiednich uchwytach lub formach.
Rys.1. Zamocowanie próbek w oprawce do badań metalograficznych: 1, 2, 3 – próbki; 4 – przekładki z folii niklowej
Przygotowanie zgładu metalograficznego – Inżynieria Powierzchni
1
Badaną próbkę (o wymiarach 4x10x20 mm) należy zamocować w uchwycie (rys. 1.) w celu wykonania zgładu krawędzi. Dodatkowo próbkę zabezpiecza się z obu stron próbkami, a pomiędzy nimi (a badaną próbką) umieszcza się przekładki z plastycznej folii (np. Ni – chrom) o grubości 5 – 10 µm. Po zaciśnięciu w uchwycie odkształcona folia dokładnie przylega do krawędzi, zabezpieczając ją przed wykruszeniem oraz zapobiega przed zaokrągleniem się krawędzi próbek podczas wykonywania szlifów metalograficznych. Przekładki takie wskazane są również w razie zamocowania w uchwycie kilku próbek. Podczas badań warstw powierzchniowych (np. badanie mikrotwardości) wykonuje się nieraz zgłady ukośne, zapewniające powiększenie powierzchni obserwacji grubości warstwy. Zgład ukośny wykonuje się z zasady w uchwycie dla zapewnienia stałego kąta nachylenia. Szlifowanie zapewnia ruch względny próbki i materiału ściernego przy stałym, równomiernie rozłożonym nacisku. Istotna jest wielkość docisku próbki do materiału ściernego, ponieważ docisk za mały powoduje efekt polerowania, a za duży – rysy różnej głębokości oraz wgniatanie wykruszonych ziarn ścierniwa w powierzchnię zgładu powoduje nadmierną grubość warstwy odkształconej. Właściwy docisk zapewnia rysy jednakowej głębokości. Ważny jest również równomierny rozkład nacisku (nie można próbki przechylać), ponieważ od niego zależy płaskość powierzchni. Nacisk nierównomierny powoduje zaokrąglenie krawędzi – tworzenie wypukłego zgładu. Podczas szlifowania powierzchni wskazane jest obfite podawanie cieczy chłodzącej (np. woda), które usuwa produkty szlifowania i chłodząc próbkę zapobiega zmianom strukturalnym w jej warstwie wierzchniej. Szlifowanie na ścierniwie określonej ziarnistości należy prowadzić z zachowaniem stałego kierunku ruchu do całkowitego usunięcia rys i warstwy odkształconej poprzednim zabiegiem. Wznawia się zabieg na ścierniwie o mniejszej ziarnistości, przy czym kierunek ruchu powinien być prostopadły do poprzednich rys (rys. 2.). Wskazane jest przy tym powolne przesuwanie próbki po promieniu tarczy, by materiał ścierny zużywał się równomiernie.
Rys. 2. Widok rys powstałych w wyniku szlifowania próbek: a) jednokierunkowe ułożenie rys po szlifowaniu na papierze o ziarnistości 200, b) krzyżowe ułożenie rys powstałe po szlifowaniu na papierze o ziarnistości 320 (zgład niewłaściwy, ponieważ widoczne są rysy z poprzedniego szlifowania. Należy kontynuować szlifowanie.), c) jednokierunkowe ułożenie rys po szlifowaniu na papierze o ziarnistości 320 (zgład przygotowany prawidłowo).
Przygotowanie zgładu metalograficznego – Inżynieria Powierzchni 2
Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest przygotowanie zgładu poprzecznego dwóch próbek azotowanych w atmosferze gazowej w czasie 5 i 10 godz.. Przebieg ćwiczenia: 1. Zamocować próbki w uchwycie (rys.1.). 2. Wykonać zgład metalograficzny. a) Szlifowanie należy rozpocząć po wstępnym przeszlifowaniu próbek na szlifierce do płaszczyzn. Następnie proces szlifowania jest prowadzony kolejno na papierach: 220, 320, 400 i 600 (szlifujemy na mokro). b) Próbkę należy utrzymywać w jednej pozycji i szlifować aż do równomiernego zarysowania powierzchni. c) Po zakończeniu szlifowania na każdym papierze o ziarnistości 220 ,320, 400, 600 próbkę i uchwyt należy bardzo dokładnie umyć pod bieżącą wodą. d) Szlifowanie na papierze 220, 320, 400, 600 polega na tym, że próbkę przykładamy tak aby szlifowanie odbywało się w kierunku prostopadłym do rys uzyskanych w czasie poprzedniej obróbki. Szlifujemy aż do zaniku rys z poprzedniego szlifowania (rys. 2.). e) Polerowanie tlenkiem glinu Al2O3 na podłożu filcowym. f) Po umyciu, powierzchnię uchwytu i próbkę polewamy niewielką ilością etanolu i suszymy.
Literatura: 1. S. Prowans: Metody i techniki badań materiałów, Politechnika Szczecińska, Szczecin 1981. 2. D. Cebula, J. Wiedermann: Badania metalograficzne, Warszawa 1999. 3. PN-82/H-04550. Warstwy azotowane. 4. BN-73/1063-02. Warstwy azotowane na stalach konstrukcyjnych węglowych wyższej jakości i niskostopowych, wytwarzane w procesie krótkookresowego azotowania gazowego.
Przygotowanie zgładu metalograficznego – Inżynieria Powierzchni
3
