Определение характера обработки металла

Способ обработки сплава резко влияет на его структуру и свойства. С помощью микроанализа можно определять, каким образом изготовлен изучаемый сплав (или деталь), какой предварительной обработке он подвергается. В частности, микроанализ позволяет определить, находится ли сплав в литом состоянии или он подвергался обработке давлением, и какое влияние оказала пластическая деформация на его структуру.

На фотографии микроструктуры однофазной латуни в состоянии после литья и после обработки давлением и отжига (рис. 61) отчетливо видно дендритное строение твердого раствора в литом состоянии и полиэдрическое после дальнейшей обработки. Свойства латуни при этом также изменяются; пластичность латуни, показанной на рис. 61, а, выше, чем приведенной на рис. 61, б.

Во многих случаях микроанализ проводят параллельно с макроанализом. Последний характеризует строение металла на больших участках, а микроанализ — лишь на отдельных участках, выявляя при этом детали структуры.

Микроанализ позволяет определить распределение неметаллических включений в материале

Далее, микроанализ позволяет отчетливо определить, подвер­гался ли сплав холодной деформации и находится ли он в наклепан­ном (упрочненном) состоянии или он был подвергнут последующему отжигу (рекристаллизация) для снятия наклепа. На рис. 5 а пока­зана структура низкоуглеродистой стали после холодной деформации, а на рис. 5 б — после рекристаллизации. Можно отчетливо видеть изменение формы и размера зерна, вызванное рекристалли­зацией.

При помощи микроанализа можно установить, в равновесном или в неравновесном состоянии находится сплав, и во многих слу­чаях определить, какой термической обработке он подвергался. Для этого сравнивают

наблюдаемую структуру с той, которой дол­жен обладать сплав согласно диаграмме состояния, или подвергают сплав дополнительной термической обработке, переводящей его в состояние равновесия (т. е. отжигу), и сравнивают получившуюся структуру с исходной. Так, на рис. 4 приведена микроструктура стали после закалки; микроструктура была различной в зависимости от того, нагревалась ли сталь при закалке выше Ас₁,но ниже Ас₃ (неполная закалка) или выше Ас₃ (полная закалка).

Рис. 5. Микроструктура низкоуглеродистой стали, Х200:

а – после холодной деформации, б – после рекристаллизации

На рис. 6 показана микроструктура быстрорежущей стали, закаленной с разных температур; при значительном повышении температуры в сплаве происходит рост зерна, усиливающий хруп­кость стали. Сравнение микрофотографий показывает, что сталь, нагретая до более высокой температуры (рис. 6, б), из-за крупного зерна обладает меньшей пластичностью и прочностью.

Рост зерна стали, происходящий при высоком нагреве, вызывает также увеличение размеров кристаллов мартенсита, образующегося в процессе охлаждения, а, следова­тельно, и большую хрупкость.

Рис.6. Микроструктура бысторежущей стали после закалки с различных температур; а – 1250⁰С, б – 1290⁰С. Х 200

Микроанализ позволяет также судить о том, была ли достаточной скорость охлаждения при закалке сплава (рис.4, б и в).

В промышленности широко применяют процессы, изменяющие) состав поверхностного слоя стали путем насыщения его углеродом (цементация), азотом (азотирование) или металлами (диффузион­ная металлизация). В зависимости от глубины насыщенного слоя и концентрации соответствующих элементов в этом слое изменяются свойства стали. Микроанализ позволяет определить глубину такого ионного слоя и примерную концентрацию в нем насыщающего элемента. Содержание углерода, определяемое количеством темной составляющей — перлита, изменяется от поверхности к сердцевине. По количеству перлита можно приблизительно определить содержание углерода в отдельных участках слоя, а также толщину слоя, насыщенного углеродом.