Analiza se efectuează cu scopul punerii în evidentă a: [306278]

Capitolul 4. Metode de cercetare

Analiza se efectuează cu scopul punerii în evidentă a:

Tipului de material metalic;

Descoperi ale defectelor de necompactitate;

Neomogenitatile chimice și structurale în cazul pieselor și seifabricatelor.

[anonimizat], [anonimizat].

După parcurgerea acestei cercetări vom trebui să:

[anonimizat], densitate, proprietăți magnetice;

Să putem identifica tipul de oțel folosind proba scanteierii;

Să identificăm caracterul și cazul ruperii materialului metalic;

[anonimizat], [anonimizat], structura și defectele îmbinărilor sudate

Se intocmește un rsport de analiză macroscopică și microscopică.

Utilaje și materiale: [anonimizat], dispozitive, microscop metalografic.

Noțiuni generale

Examinarea structurii materialului și pegătirea probelor metalografice

Se cunoaște că structura materialelor determină propritățile acestora. Prin influența factorilor exteriori ([anonimizat]) și interior ([anonimizat], etc) [anonimizat].

[anonimizat].

[anonimizat], [anonimizat]: macrostructură și microstructură.

[anonimizat], [anonimizat], dar cu puterea de marire nu mai mari de 30 ori.

Examinarea macrostructurii poartă denumirea de analiză macroscopică .

Analiza macroscopică se execute pe suprafața de rupere sau pe secțiuni special. Prin acestă analiză se studiază forma și aranjarea elementelor structurii (granule, grăunți), orientarea fibrelor în piesă prelucrată prin deformare plastică (forjarea și matrițarea), [anonimizat], etc.

[anonimizat], retasuri, fisuri, [anonimizat].

[anonimizat] a fi cât mai expresivă și corespunzătoare cercetatorilor în cauză. [anonimizat] a [anonimizat]. [anonimizat], apoi suprafața de examinare se supune prelucrării mecanice (frezare rectificare) și manual (pilire, șlefuire) [anonimizat], care se curăță cu un tampon de vată.

În astfel de stare proba deja poate fi examinată ocular sau cu lupa în scopul indentificării și studierii structurii (forma, dimensiunile, și aranjarea granulelor etc.) , precum și a imperfecțiunilor la un nivel macro – al golurilor, rupturilor porozităților, etc. Pentru examinarea mai calitativă și profundă a acestor particularități, precum și pentru dezvoltarea și examinarea altor defecțiuni structurale, probele metalografice prelucrate mecanic, se supun tratamentului chimc: atacul cu reactive chimc, specific pentru fiecare tip de cercetare.

TV 60.3 x 4, P275NL TC2 + Tb 6 P355NL1,

MA – T466 ZBC2H5 1.2 mm,

Procedeul de sudare 136 – Metal Inert Gaz (MIG)

Poziția de sudare PA – Poziția orizontală și orizontal în jgheab

Nu se constată defecte neadmise precum pori, fisuri, incluziuni, lipsă de topire, lipsă de patrundere sau alte defecte.

Atac Nital 5%

Microstructură materialelor metalice reprezintă o constructive fină a structurii, care poate fi evidențiată numai prin atacul chimic metalografic (decapare cu soluții chimice special) și examinată cu ajutorul aparatelor optice (microscoape) cu gradul de mărire până la 2000 ori.

Examinarea microstructurii se numeste analiză microscopică. Prin alaliză microscopică pot fi determinată:

Pentru material metalice monofazice: forma și dimensiunile și orietarea grăuntelui;

Pentru material metalice polifazice: forma și dimensiunile grăunților din fiecare fază, orietarea lor reciprocă, raportul dintre ei și distribuirea lor în spațiu etc;

Cantitatea și raportul elementelor (compușilor) chimci în structură;

Incluziunile nemetalice (oxizi, sulfuri, etc.);

Modificările structurale cauzate de tratamentele termice, termochimice, acțiunile mecanice, etc;

Imperfecțiunile structurale la nivelul micro: microfisuri.

Analiza microscopică include în sine:

Prepararea probelor include în sine;

Examinarea ulterioară a acestora cu ajutorul microscopului metalografic.

Prepararea probelor include în sine se realizază prin următoarele etape:

Debitarea probei se produce în locul potrivit, în dependența de scopurile analizei microscopice. Taierea epruvei se face prin diferite metode: de mână – cu bomfaierul, mecanic – cu freză – disc, cu un cuțit de strungire, cu disc abraziv. Cerințele principale, impuse la debitarea probei sunt: alegerea corectă a locului, planului și direcției de tăiere. Cele mai utile forme ale probelor mici (din sârmă, foi, piese mici), ele se montează în dispozitive speciale. Probele se toarnă în cilindri cavi (inel, montură) în aliaje speciale, ușor fuzibile (aliajul wood) sau în masă plastică, în unele cazuri epruvetele se montează în dispozitive speciale (menghină de mână)

Pregătirea suprafeței plane de cercetare este a două etapă de producere a probei metalografice micro care se realizează, la rândul său, prin șlefuirea și lustruirea (polizare) suprafeței alese. Aceste prelucrări pot fi executate cu mâna sau la mașini, dispozitive speciale (200 – 1400 tur/min). Atât într-un caz, cât și în altul proba se ține în mână și se rotește cu suprafața respectivă de hârtie șmirghel.

Șlefuirea se execută cu hârtie șmirghel de diferită granulație, în ordine de la granulație mare la cea mai mică. Acesta începe în direcția perpendiculară a neregularităților apărute după debitarea probei și se execută până la dispariția acestora. Apoi se trece la hârtia șmirghel de alt număr, luând în considerare că la fiecare schimbare a hârtiei proba se spală bine de produsele șlefuirii, iar direcția șlefuirii totdeauna se schimbă la 90

Nu se admite trecerea bruscă a hârtiei șmirghel de la un număr mare la un număr mai mic, fiindcă în acest caz rezultatul prelucrării va fi necalitativ: în microadâncituri va pătrunde praf, așchie, abraziv, ceea ce va evidenția în etapele ulterioare de preparare a probei și va cere prelucrarea sa repetată. În cadrul șlefuirii la fel nu se admite apăsarea forțată, a probei pentru urgentarea prelucrării, fiincă în acest caz se produce încălzirea suprafeței prelucrate și pătrunderea în ea a particulelor abrazive, ceea ce va defecta proba prin prezența în imafinea structurii a punctelor negre.

Lustruirea probelor se execută cu mâna sau mecanic, numai în loc de hârtie șmirghel se folosesc diferite pânze, țesături (postav, fetru, catifea) împregnate cu soluții speciale de lustruire. Soluția pentru lustruire reprezintă o suspensie săracă (5-15 g la un litru de apă) a materialelor abrazive (oxid de crom, oxid de aluminiu ș.a) de o dispersitate fină (pariculele de ). Pentru aliajele dure, în calitate de material abraziv de lustruire, poate fi folosit praful de diamant (10-1 . Astfel de lustruire se numește mecanică.

Decaparea este ultima etapă de preparare a probei metalografice micro și are ca scop scoaterea în evidență a micro structurii metalului (aliajului) studiat în proiectul nostru. Decaparea se realiază printr-un atac chimic al suprafețelor lustruite cu diferite sunstanțe chimice (acizi, baze, săruri) sub formă de soluții cu apă sau soluții obținute din substanțele nominalizate. Fiindcă părțile componente ale structurii materialului examinat posedă diferite valori ale energiei libere și, respectiv, diferită activitate chimică, în rezultatul acțiunii reactivului asupra suprafeței lustruite cu diferite substanțe chimice (acizi, baze, săruri) sub formă de soluții în apă cu soluții obținute din substanțele nominalizate. Fiindcă părțile componente ale structurii materialului examinat posedă diferite valori ale energiilor libere și, respectiv, diferită activitate chimică, în rezultatul acțiunii reactivului asupra suprafeței lustruite pe ea se vor evidenția elemntele microstructurii (grăunți, hotarele, ieșirea dislocațiilor, etc) ce se motivează prin dizolvarea sau colorarea deosebită a acestora.

Se cunosc mai multe metode de decapare dar cea mai des întâlnită este decaparea chimică (cu scufundarea probei în reactiv chimic cu suprafața lustruită orientată în sus sau în jos, cu ungerea suprafeței lustruite cu reactiv), după decapare proba se spală cu apă, iar suprafața studiată cu alcool se și usucă. După producerea decapării șă obținerii probei metalografice micro calitative ea se examinează la microscopul optic metalografic.

TV 603 x 4 P275 NL T 2, materialul de adaos (MA) 6W 3 Ni1 (ER 80S – Ni) 2 mm, Procedeul sudarea cu electrod nefuzibil în mediu de ga inert (WIG) – 141 cu poziția de sudare PB – poziție orizontală cu perete vertical și tipul de îmbinare BW – sudură cap la cap

Materialul de bază (MB) are o structura de ferită + perlită în șiruri la punct .7.

Zona influențată termic (ZIT) are o structura de ferită + perlită fără defecte la punct .9.

Material de adaos (MA) are o structura de ferită + perlită cu ferită liberă și aciculară

Ferita fiind o soluție solidă a carbonului α ( Fe α ), cu rețea cubică cu colum centrat (CVC), cu proprietăți apropiate de fierul pur. Conținutul de carbon are o cantitate de 0,006% la o temperatură ambiantă și 0,02% la 727. Își păstrează prietățile magnetice până la 770, și este caracterizat de proprietăți mecanice ca plasticitate, ductilitatea și tenacitate, dar fiind moale.

Proprietățile mecanice ale feritei au următoarele valori: Rm = 30daN/mm2, Rp0.2 = 18 daN/mm2, A5 = 40%, Z = 70%, HB = 80 daN/mm2, KCU = 20 daJ/cm2

Perlita este un amestec mecanic de ferită și cdementită secundară (Fe3C) – denumită eutectoid – și se notează cu P. Acesta se formează la răcirea oțelului din faza austenitei și sub temperatură de 727. Are o structură lamelară sau globulară. Există posibilitatea de transformare a structurii lamelare în structură globulară (cu o mai bună comportare la așchiere și la deformare) prin tratament termic.

Proprietățile mecanice a perlitei se situează între limitele: Rm = 80-100 daN/mm2, HB = 185-250daN/mm2, A=7-16%, Z=20-35%

Încercări mecanice la îmbinările sudate prin topire

Prin încercarea la tracțiune se determină reziliența la rupere a îmbinării sudate pe epruvete cu porțiune calibrată, prelucrată sau neprelucrată, sau reziliență la rupere a îmbinării sudate pe pruvete cu secțiune redusă în dreptul cusăturii.

Încercare îmbinărilor sudate cu procedeul de sudare cu electrod nefuzibil în mediu de ga inert (WIG) – 141 se execută pe epruvete plate, cu porțiune calibrată, din tablă de 10 mm grosime.

Materialul de bază (MB) P 275 NL TC2 dimensiune Tv 60,3×4 mm

Material de adaos (MA) W 46 6W 3 Ni (ER 80S – Ni)

Procedeul de sudare cu electrod nefuzibil în mediu de ga inert (WIG) – 141 cu poziția de sudare PB – poziție orizontală cu perete vertical și tipul de îmbinare BW – sudură cap la cap

Dimensiunea epruvetei 12×4, = 180, b = 15mm

Ri = Nu au apărut fisuri

Rc = = Nu au apărut fisuri