ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ

Применение способа. Этот способ применяется для определения твердости отдельных фаз и структурных составляющих, измерения твердости снутри отдельных зернышек, определения твердости узкого поверхностного слоя (после химико-термической обработки), при определении твердости тонких листов и фольги.

Испытание проводят в согласовании с требованиями ГОСТ 9450-76. При определении микро твердости в испытываемый эталон под ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ действием нагрузки Р вдавливается алмазный наконечник, имеющий форму пирамиды.

При испытании величина нагрузки может находиться в границах 0,05-5 Н (0,005-0,5 кгс).

После снятия нагрузки на поверхности остается отпечаток в виде пирамиды с квадратным основанием (рис. 30). Для определения числа твердости Н (кгс/мм2) нагрузку Р делят на условную площадь боковой поверхности отпечатка: Н=[2РЧSin ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ(б /2)]/d2=1,8544(Р/d2), где Р - нагрузка на пирамиду, б - угол меж боковыми гранями пирамиды, равный 136°, d - диагональ отпечатка.

Рис. 30. Схема расположения отпечатка при определении микротвердости.

Чтоб не проводить вычисления, пользуются таблицами (приложение к ГОСТ 9450-76), в каких приведены значения микротвердости зависимо от прилагаемой нагрузки и длины диагонали отпечатка ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ (чем больше длина диагонали, тем меньше твердость металла).

Микротвердость определяют на плоской, гладкой, нередко полированной, незапятанной поверхности. При изготовлении эталона повышенное внимание обращаю» на то, чтоб не вышло наклепа либо нагрева поверхности, что может привести к искажению величины микротвердости.

Выбор нагрузки находится в зависимости от величины площади участка, твердость которого измеряется ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ, и толщины эталона (либо слоя). Малая толщина эталона должна быть больше диагонали отпечатка и 1,5 раза. Расстояние от центра отпечатка до края эталона либо края примыкающего отпечатка должно быть не меньше 2d.

Измерение микротвердости. Испытание обычно проводят на приборе ПМТ-3 (рис. 31). Эталон 1 помещают на плоскую пластинку 17 (если эталон не имеет ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ плоской опорной поверхности, под него на пластинку кладут кусок пластилина и прессом 21 закрепляют на пластинке), которую закрепляют на вращающемся столике 18 прибора. Ручкой 20 столик поворачивают до упора в последнее правое положение.

Рис. 31. Прибор ПМТ-3.

Гайкой 6 кронштейн 7 микроскопа закрепляют на определенной высоте. Следя в окуляр 11 (со шкалой), создают наводку на резкость (нужно ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ получить точное изображение испытываемой поверхности). Для этого макрометрическим винтом 9 и микрометрическим винтом 8 перемещают тубус 13. Столик в 2-ух взаимно перпендикулярных направлениях передвигается при помощи винтов 2 и 19. Вращая оправу окуляра 11, устанавливают резкое изображение перекрещивающихся нитей окулярного микрометра 10. Вращая барабан 12, устанавливают перекрестие нитей (двойной штришок) в центре поля зрения на деление 4: шкалы ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ (рис. 32, а). Испытываемый участок эталона подводят под перекрестие нитей, передвигая столик винтами 2 и 19 (см. рис. 31). Инспектируют снова наводку на резкость. На шток нагружающего устройства 5 ставят груз 3 (шайба 1 с прорезью). Ручкой 20 плавненько поворачивают 1 предметный столик в последнее левое положение до упора и также плавненько создают нагружение эталона ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ, поворачивая на себя ручку 14. После выдержки эталон разгружают, поворачивая ручку 14 от себя. Потом ручкой 20 плавненько поворачивают столик в последнее правое положение до упора (не допуская удара об упор) и окулярным микрометром 10 (см. рис. 31) определяют диагональ приобретенного отпечатка с точностью ±0,5 меньшего деления 1 шкалы (при увеличении объектива 30-40х). Для этого перекрестие шкалы подводят впритирку ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ поначалу к правому углу отпечатка (рис. 32,6), совмещая нити со сторонами отпечатка, и записывают 1-ое показание, после чего перекрестие шкалы подводят впритирку к левому углу отпечатка (рис. 32, в) и записывают 2-ое показание. Для определения длины диагонали в делениях окуляр микрометра из первого показания вычитают 2-ое. Стоимость деления лимба барабана ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ равна 0,3 мкм. Потому для определения длины диагонали полученную разность множат на 0,3.

Рис. 32. Измерение отпечатка микротвердости.

Измерение микротвердости - очень тонкое определение и производится с большой тщательностью. Колебание прибора, толчки, резкое нагружение, некорректная подготовка и установка эталона, недостающая наводка на резкость, трещинкы либо сколы алмазной пирамиды приводят к искажению конторы ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ отпечатка и, как следует, результатов тесты. Потому до тесты инспектируют корректность установки прибора и его тарировку. Для этого наносят контрольные отпечатки на железные образцы, прилагаемые к прибору. Твердость

образца выгравирована на его боковой грани. Если прибор даст некорректные показания, его тарируют, изменяя винтом 4 (см. рис. 31) величину нагружения. При всем этом же ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ инспектируют центровку прибора. Для этого штришок шкалы устанавливают на деление 4, что соответствует расположению перекрестия в центре поля зрения, и делают 1-ый пробный отпечаток (рис.33, а). Если верхушка отпечатка не совпадает с перекрестием нитей, то ее совмещают поворотом центровочных винтов 16 (см. рис. 81) и ставят контрольный отпечаток (рис. 33,6). После ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ чего прибор готов к испытаниям.

Для определения микротвердости радиоактивных материалов пользуются дистанционным микротвердомером ПМТ-4. В этом приборе предусмотрена надежная защита исследователя от радиоактивного излучения.

Рис. 33. Центрировка отпечатка

Электрическая МИКРОСКОПИЯ

Схема устройства электрического микроскопа.Чтоб глубоко и тщательно изучить строение мелкодисперсных структур, используют способ электрической микроскопии.

В электрическом микроскопе изображение формируется при помощи пучка электронов ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ. Движение электронов похоже на распространение световых волн, и его можно изображать в виде лучей. Скорость электронов, а как следует, и длина их волны зависят от приложенного напряжения: при U=50 кВ л=5,36 пм, при U= 1000кВ л=0,87пм.

В отличие от светового излучения электрическое излучение ведет взаимодействие с электронными и ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ магнитными полями. Потому для фокусирования электрического излучения используют электрические линзы. Эти линзы состоят из обмотки, помещенной в железный корпус, и магнитных наконечников. Меж обмоткой и корпусом имеется немагнитный зазор. Фокусное расстояние и повышение этих линз устанавливают конфигурацией силы тока в обмотке.

Не считая того, электроны очень рассеиваются при прохождении ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ через вещество (слой воздуха шириной 20 см стопроцентно поглощает электрический пучок при ускоряющем напряжении 50 кВ),

Способ электрической микроскопии позволяет получить разрешающую способность в 105 раз выше, чем разрешающая способность световой оптики.

Из разных видов электрических микроскопов в практике более обширно используются просвечивающие электрические микроскопы с разрешающей способностью 10- 60 А и ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ повышением от 600 до 15000х. Это УЭМБ-100, УЭМВ-100, ЭМВ-100 ЛМ.

Ход лучей в электрическом микроскопе таковой же, как и в световом (рис. 34). Источником электронов является катод 1 из вольфрамовой проволоки, находящейся в электрической пушке. При прохождении электронного тока катод греется до высочайшей температуры (2200°С) и испускает электроны, которые потом получают гигантскую скорость под ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ воздействием поля (напряжением до 100 кВ) электрической пушки. Конденсорная линза 2 сузивает и фокусирует члектронный пучок на исследуемом объекте 3. Пройдя через объект, электрический пучок попадает в беспристрастную линзу 4, Эта линза дает увеличенное изображение объекта 5, передающееся дальше проекционной линзой 6 (похожей по устройству на беспристрастную) на флюоресцирующий экран 7, который сияет под ударом ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ электронов, где и формируется конечное изображение. Под экраном имеется камера для фиксирования изображения на фотопластинку либо пленку.

Рис. 34. Схема просвечивающего электрического микроскопа.

Вся система - источник электронов, линзы, исследуемый объект - находится в особом корпусе, колонне. При исследовании для предотвращения рассеивания электронов в колонне микроскопа при помощи системы откачивающих насосов поддерживается ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ вакуум не выше 1,33Ч10-3 Па (10-5 мм рт. ст.). Для резвой смены образцов на устройствах имеются вакуумные шлюзы. Для предотвращения нагревания линз их охлаждают водой, проходящей в охлаждающей системе.

Способы и объекты исследования. Исследование железных образцов при помощи электрического микроскопа проводят косвенным, полупрямым и прямым способами.

Косвенное исследование структуры проводят на ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ репликах - тонких пленках из специального вещества, которые повторяют структуру исследуемого железного эталона. Зависимо от способа получения высказывания бывают одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатая реплика (рис. 35, г) является «негативным» изображением поверхности, ее сформировывают конкретно на исследуемой поверхности эталона. Двухступенчатая реплика - «реплика с реплики» дает «позитивное» изображение исследуемой поверхности ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ (рис. 35, е).

Зависимо от материала различают высказывания пластмассовые, кварцевые, углеродные, железные и оксидные. Высказывания обязаны иметь достаточную толщину и крепкость, чтоб не разрушаться под воздействием электронов и в процессе исследования, давать контрастное и правильное изображение исследуемой поверхности.

Рис. 35. Схема образования одноступенчатой и двухступенчатой реплик:

а – приготовленный шлиф, б – шлиф ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ после травления, в – шлиф с нанесенной репликой, г – одноступенчатая реплика, д – нанесение 2-ой высказывания, е – двухступенчатая реплика.

Для получения высококачественной высказывания шлиф кропотливо подготавливают. Общая схема подготовки шлифа для исследования в электрическом микроскопе такая же, как и для исследования в световом, только обращают большее внимание на снятие наклепанного слоя ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ. Для этого неоднократно перемешивают механическое полирование и травление, также используют электролитическое полирование. При травлении должны выявиться все особенности структуры и ее рельеф. Для удаления товаров травления шлиф кропотливо промывают спиртом. Готовность шлифа инспектируют на оптическом микроскопе.

При подготовке шлифа и его травлении учитываются особенности разных видов реплик. Высказывания готовят очень кропотливо ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ, потому что даже малозначительное изменение их геометрической формы приводит к неверному представлению о структуре металла. При получении пластмассовых реплик шлиф травят так, чтоб глуби-па травления соответствовала хорошей толщине высказывания; при слабеньком травлении изображение не будет довольно контрастным. При получении оксидных реплик в процессе оксидирования фазовый состав сплава ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ отлично выявляет ся и потому шлиф можно не травить.

Для получения пластмассовой высказывания на Приготовленную поверхность шлифа наносят раствор коллодия в летучем растворителе. После испарения растворителя на поверхности эталона остается узкая пластичная пленка - реплика.

Такая реплика представляет собой нехороший отпечаток поверхности: там, где на шлифе были выступы (к примеру, карбидные частички ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ), на реплике будут впадины, и напротив (рис. 35, г).

Высказывания можно отделять от эталона механическим, хим и электролитическим методами.

Контрастность изображения пластмассовой высказывания можно усилить оттенением. Для этого в специальной установке на реплику напыляют очень узкий слой металла (платины, золота, хрома, меди). Металл осаждается в главном на ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ выступающих участках, что делает рельеф более точным.

Углеродные высказывания - более совершенные. Их можно использовать для исследования всех металлов и сплавов. Получают углеродные высказывания напылением углерода па поверхность протравленного шлифа. Эту операцию проводят в вакуумной напылительной установке, имеющей два угольных электрода (один с тупым концом, другой - с острым). Электроды соприкасаются, вместе. При ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ прохождении тока в точке контакта электродов происходит очень сильное нагревание. Углерод испаряется и оседает на железном образчике. За 3-4 с работы установки появляется пленка шириной ~200 А.

Углеродные высказывания имеют схожую толщину по всему рельефу эталона, потому их контрастность недостаточна. Чтоб ее усилить, на эталон дополнительно напыляют углерод либо тяжкий ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ металл. Наибольшее напыление осаждаемого вещества происходит вокруг частиц, выступающих на поверхность шлифа. Разрешение углеродных реплик выше, чем пластмассовых, и составляет ~20 А.

Оксидные высказывания получают окислением полированной поверхности шлифа при особом травлении либо нагреве. Потому что различные структурные составляющие имеют различную способность к окислению, то на поверхности шлифа появляется пленка различной ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ толщины и состава, что делает неплохой контраст изображения. Оксидная реплика отделяется от железного эталона так же, как и углеродная.

Кварцевые высказывания (из моноокиси кремния) дают разрешение лучше, чем из оксида алюминия. Они более крепкие и стойкие по отношению к бомбардировке электронами в микроскопе.

При полупрямом способе электронно-микроскопического исследования ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ шлиф подвергают электролитическому травлению так, чтоб база сплава растворилась, а связь частиц лишней фазы с основой уменьшилась (рис. 36, а, б). Нанесенная кварцевая, углеродная либо оксидная реплика (рис. 36, в) после отделения от эталона содержит включения 2-ой фазы, которые размещены и нацелены так же, как и на шлифе (рис. 36, г). Изображение выходит ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ контрастное, и эту же реплику можно изучить другими способами, позволяющими определять хим состав и кристаллическую структуру частиц,

При прямом способе электронно-микроскопическое исследование проводят на тонких фольгах. Для установления связи меж качествами металла и его структурой используют фольги, сделанные из мощных образцов.

От образцов, подлежащих исследованию ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ, узким алмазным диском либо другим особым методом отрезают пластинку шириной ~1000А. Дальше эту пластинку совсем утоняют разными способами (обычно электрополированием).

Рис. 36. Схема получения реплик с частичками для полупрямого способа исследования:

а – приготовленный шлиф, б – шлиф после травления, в – шлиф с нанесенной репликой, г- реплика с частичками.


opredelenie-normi-vremeni-vipolneniya-operacij.html
opredelenie-ob-otkaze-v-prinyatii-k-rassmotreniyu-obrasheniya-grazhdanina-kodzaeva-kazbeka-beksoltanovicha.html
opredelenie-obema-proizvodstva-i-ceni-v-dolgosrochnom-periode.html