21.10.2019
Производство изделий из листового металла в Донецке, как и в других городах, пользуется большой популярностью. Это обусловлено...


21.10.2019
В онлайн-игры ежедневно играют сотни тысяч посетителей. Это развлечение уже очень давно для многих превратилось и в место отдыха...


19.10.2019
Строительный лак в ремонтных работах довольно часто применяется при внешних или внутренних отделочных работах. Это обусловлено...


17.10.2019
Перед любым начинающим бизнесменом появляется проблема поиска надежного поставщика, который не подведет. Ошибка в этом деле может...


17.10.2019
Древесина больше других материалов нуждается в профессиональной огнезащитной обработке, поскольку легко воспламеняется и быстро...


17.10.2019
Сегодня практически на всех строительных площадках уже невозможно увидеть старые строительные бытовки. Такие сооружения помимо...


Металлографический контроль качества твердого сплава

23.07.2019

Контроль микроструктуры твердого сплава


Металлографический анализ твердого сплава проводят для всех выпускаемых партий сплава, для этой цели от каждой партии сплава отбирают не менее 10 образцов. Только металлографический анализ позволяет определить нарушения качества твердого сплава из-за науглероживания или обезуглероживания, а также неравномерность распределения фаз.

В соответствии с ГОСТ 9391—67 предусмотрены следующие методы металлографического контроля качества твердого сплава:

а) степень пористости;

б) включение свободного углерода (графита);

в) характер распределения Со-фазы;

г) присутствие и характер включения n-фазы;

д) величина зерна WC-фазы;

е) величина зерна (TiCW-фазы).

Определение степени пористости


Для определения степени пористости нетравленый шлиф просматривают под микроскопом при увеличении в 100 раз. Порами считаются видимые участки округлой или неправильной формы.

В зависимости от величины поры подразделяют на две группы:

а) до 50 мкм;

б) свыше 50 мкм.

Пористость первой группы определяют, сравнивая просматриваемый шлиф со шкалой пористости, помещенной в ГОСТе. Для оценки пористости второй группы подсчитывают суммарную протяженность пор на всей поверхности шлифа. При определении величины поры ее измеряют по наибольшей ее протяженности.

Определение включений свободного углерода (графита)


Чтобы определить включения свободного углерода (С-фазы), которые наблюдаются на нетравленом шлифе в виде гнездообразных скоплений или отдельных мелких участков, просматривают всю площадь шлифа под микроскопом при увеличении в 100 раз.

Содержание включений свободного углерода характеризуется суммарной площадью включений графита, выраженной в процентах к выбранному полю зрения.

Для оценки содержания графита сравнивают выбранное поле зрения с максимальным содержанием включений свободного углерода с микрофотографиями шкалы включений графита, которые приложены к ГОСТ 9391—67.

Определение характера распределения Со-фазы


Характер распределения Со-фазы виден при просмотре нетравленого шлифа под микроскопом с увеличением в 1350—1500 раз. Просматривают 10 полей зрения в разных местах шлифа и в паспорте металлографического контроля отмечают данные о распределении Со-фазы, которое может быть равномерным или неравномерным. При равномерном распределени Со-фазы определяют толщину кобальтовых прослоек с помощью окуляр-микрометра. При неравномерном распределении дополнительно подсчитывают количество скоплений Со-фазы в 10 полях зрения и указывают максимальный размер скопления.

Определение присутствия и характера включений n-фазы в микроструктуре сплавов вольфрамовой группы


Присутствие n-фазы определяют на травленом шлифе, который травят по режиму 1 (табл. 20). После травления шлиф просматривают под микроскопом при увеличении в 1350—1500 раз. Отсутствие или присутствие n-фазы отмечают в паспорте металлографического контроля. Там же фиксируют характер ее распределения и форму включений: по периферии, в центре, по всей площади шлифа; в форме «озерков», «кружев», мелких включений,

В зависимости от интенсивности травления цвет включений n-фазы под микроскопом меняется от красновато-оранжевого до бурого.

Определение величины зерна WC-фазы сплавов вольфрамовой группы


В сплавах этой группы имеются следующие основные фазы: WC-фаза — карбид вольфрама, Со-фаза — твердый раствор карбида вольфрама в кобальте. Могут дополнительно присутствовать n-фаза — двойной карбид вольфрама и кобальта, С-фаза — свободный углерод (графит).

Величину зерна WC-фазы определяют на травленом шлифе, причем травление проводят по режиму 2 (табл. 20), затем после промывки шлифа — по режиму 3. Микроструктуру сплава определяют по двум образцам с максимальной и минимальной величинами значения коэрцитивной силы.


После травления шлиф просматривают под микроскопом, при этом измеряют 100 зерен для мелкозернистых и 200 зерен для крупнозернистых сплавов точечным методом в различных участках шлифа при увеличении в 1350—1500 раз. Для этой цели в окуляр вставляют сетку (1:100), измеряют зерна, попадающие в узлы пересечений окулярной сетки, посдчитывают процент зерен по классам зернистости. Величину зерен определяют по наибольшему размеру зерна.

При наличии участков скопления крупных зерен WC-фазы подсчитывают число таких участков в 10 полях зрения.

Определение величины зерна (TiCW) С-фазы в сплавах титановольфрамовой группы


В сплавах титановольфрамовой группы имеются следующие основные фазы: (TiW)C-твердый раствор карбида вольфрама в карбиде титана, WC-фаза — карбид вольфрама, Со-фаза — твердый раствор карбида вольфрама и карбида титана в кобальте. Возможно также присутствие С-фазы (графит).

Величину зерна TiCWC-фазы определяют с помощью травленого шлифа, причем травят половину площади шлифа по режиму 3. После травления шлифа по методике определения величины зерна WC-фазы определяют величину зерна TiCWC в различных участках шлифа, подсчитывают процент их по классам зернистости и полученные данные вносят в паспорт металлографического контроля. «Кольцевую структуру» зерен TiCWC-фазы отмечают в графе «примечание» паспорта.

Для определения величины зерна WC-фазы в сплавах титановольфрамовой группы используют шлиф, примененный для определения величины зерна (TiCW) С-фазы. Шлиф обрабатывают по режиму 4. На половине шлифа, которую подвергли травлению по режиму 4, подсчитывают процент зерен WC-фазы по классам зернистости.

Приготовление шлифов


Шлифы изготавливают по излому образца в наименьшем сечении площадью не более 2,5 см2. Для получения ровной гладкой поверхности проводят шлифование кругами из зеленого карбида кремния марки K360M3.

После шлифовки на шлифе не должно быть трещин. Затем шлифы подвергают дальнейшей обработке на чугунных дисках карбидом бора, зернистостью 80—90 мкм и алмазной пудрой. При шлифовании карбид бора смачивают керосином или водой. После шлифования карбидом бора образец тщательно промывают водой или бензином и насухо вытирают. Для последующего шлифования применяют алмазную пудру с размером зерен 3—15 мкм. Пудру в виде суспензии с этиловым спиртом наносят на диск стеклянной палочкой и тщательно растирают по диску, который при работе смачивают этиловым спиртом. Каждую операцию шлифования проводят до исчезновения на поверхности шлифа следов предыдущей операции.

После шлифования шлиф промывают водой или бензином и насухо вытирают. Окончательно шлифы, предварительно нанесенные на деревянные (буковые) диски, полируют алмазной пудрой с размером зерен 1—2 мкм в водной суспензии с трансформаторным маслом. Кроме того, для полирования может быть применена суспензия из окиси алюминия и щелочного раствора железосинеродистого калия; для приготовления 1000 мл суспензии необходимо 5—10 мл травителя (режим 1) и 40 мл водной суспензии окиси алюминия (500 г окиси алюминия на 1000 мл воды) с размером зерна до 1 мкм.

Качество полирования шлифа проверяют под микроскопом при увеличении в 100 раз. Поверхность шлифа должна быть зеркальной, без рисок и царапин, поры и включения графита должны быть отчетливо видны.

Для обработки шлифов применяют различное оборудование. Поверхность образцов выравнивают кругами из зеленого карбида кремния, установленными на заточных станках различной конструкции.

Последующее шлифование и полирование проводят на специальных плоскошлифовальных станках, при этом образцы монтируют с помощью расплавленной серы или легкоплавких сплавов таким образом, чтобы дальнейшему воздействию абразива подвергалась только поверхность образца твердого сплава. При шлифовании и полировании алмазной пудрой ее наносят в виде суспензии с этиловым спиртом на горизонтальные диски из серого чугуна. Суспензия при непрерывном перемешивании воздухом поступает каплями на вращающийся диск, обтянутый грубошерстным сукном или фетром.

Шлифы можно обрабатывать также безалмазным методом. Для этой цели используют станки анодно-механической заточки. В этом случае металлический катод станка заменяют электропроводным абразивным кругом формы ПВ, состоящим из электрокорунда, графита и бакелита, анодом служит обрабатываемый шлиф, электролитом 1%-ный водный раствор буры. При постепенном изменении режима обработки, заключающемся в изменении силы тока, получают зеркальную поверхность шлифа без рисок и царапин.

Контроль макроструктуры


Для предварительной быстрой оценки качества спекания существует контроль макроструктуры. Он позволяет обнаружить лишь грубые нарушения нормального процесса спекания и не заменяет металлографического контроля.

Для контроля макроструктуры спеченные образцы с внешними дефектами (поломки, трещины и т.д.) разбивают молотком. Излом образцов рассматривают в бинокулярную или простую лупу или в микроскоп при увеличении в 20—40 раз.

Отличительные признаки макроструктуры следующие. Сплавы с нормальной структурой имеют ровный излом серого цвета без каких-либо включений.

При сильном обезуглероживании среднезернистого сплава на изломе на фоне однородного серого сплава видны отдельные блестящие точки («блестки»), представляющие собой кристаллы n-фазы. Для мелкозернистых сплавов типа ВК6М труднее обнаружить обезуглероживание вследствие большой дисперсности n-фазы. Для данных сплавов необходимо исследование микроструктуры.

При чрезмерном науглероживании сплава при спекании излом приобретает характерный вид: на изломе заметны тонкие пятна в виде «гнезд» различной величины в зависимости от степени науглероживания. Пятна иногда имеют радиальные отростки, в других случаях мелкие пятна представляются темными точками. Крупные пятна делают поверхность более шероховатой по сравнению с участками нормально спеченного сплава.

Включения графита видны на изломе только в случае чрезвычайно сильного науглероживания.

Требования к микроструктуре твердых сплавов различных марок представлены в табл. 21.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна