Герасимова Л. П., Гук Ю. П.
Описаны методы исследования качества металлов и сплавов: оптическая металлография; фрактография; температурная металлография. Приведены систематизированные сведения для различных металлов и сплавов, их сварных и паяных соединений о способах изготовления шлифов, о методах выявления структуры (даны таблицы реактивов и режимов травления химическими, электрохимическими и другими способами), показаны характерные микроструктуры основных конструкционных материалов. Рассмотрены стандартные и нестандартные металлографические методы исследования структуры металлов. Для инженерно-технических работников заводских лабораторий, технологов и работников ОТК металлургических и машиностроительных отраслей промышленности, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.
Предисловие 3
Глава 1. Изготовление шлифов 5
1.1. Подготовка образцов для шлифов 5
1.2. Шлифование 6
1.3. Полирование 8
1.4. Практические рекомендации по изготовлению шлифов из конструкционных материалов 12
1.5. Практические рекомендации по изготовлению специальных шлифов 17
Глава 2. Выявление структуры металлов и сплавов 31
2.1. Задачи металлографических исследований 31
2.2. Методы выявления структуры 32
2.3. Методы микроскопического исследования 45
2.4. Методы электронно-микроскопических исследования 47
2.5. Характерные микроструктуры основных конструкционных металлов 51
2.6. Методы количественной оценки структуры 66
Глава 3. Наиболее употребляемые реактивы для выявления структуры черных металлов и сплавов химическим и электрохимическим травлением 73
3.1. Химическое травление 73
3.2. Электролитическое травление 127
Глава 4. Наиболее употребляемые реактивы для выявления структуры цветных металлов и сплавов химическим и электрохимическим травлением 129
ХИМИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ
4.1. Легкие цветные металлы 129
4.2. Тяжелые цветные металлы 140
4.3. Малые цветные металлы 158
4.4. Благородные цветные металлы 168
4.5. Редкие цветные металлы 172
4.6. Радиоактивные металлы 174
4.7. Сварные и паяные соединения цветных металлов 174
4.8. Твердые и спеченные сплавы 176
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ
4.9. Цветные сплавы 177
Глава 5. Стандартные металлографические методы контроля 181
5.1. Метод определения микроструктуры стали 181
5.2. Методы определения неметаллических включений в стали 183
5.3. Методы определения величины зерна в сталях и сплавах 185
5.4. Метод оценки микроструктуры листов и лент из сталей 187
5.5. Методы определения структуры отливок из чугуна 188
5.6. Методы определения ферритной фазы в прутках из аустенитной стали 189
5.7. Методы оценки макроструктуры проката из сталей 190
5.8. Методы оценки макроструктуры жаропрочных сплавов 192
5.9. Методы определения глубины обезуглероженного слоя в сталях 193
5.10. Метод определения коррозионных поражений металлических материалов 196
5.11. Метод определения газовой пористости в литейных алюминиевых сплавах 199
5.12. Метод определения эрозии паяемого материала 199
5.13. Метод выявления и определения толщины прослойки химических соединений в паяных соединениях 199
Глава 6. Фрактографические методы исследований 202
6.1. Методы исследования изломов 203
6.1.1. Очистка поверхности изломов и их консервация 203
6.1.2. Фотографирование изломов 205
6.1.3. Оптические методы исследования строения изломов 211
6.1.4. Изучение микроскопического строения изломов 212
6.1.5. Специальные оптические методы исследования строения изломов 215
Глава 7. Метод температурной металлографии 219
7.1. Возможности и преимущества метода 219
7.2. Методики проведения исследований металлических материалов при термодеформационном воздействии 221
7.2.1. Аппаратура 221
7.2.2. Образцы для исследования 224
7.2.3. Методы измерения локальной деформации 226
7.2.4. Способы нагрева образцов 228
7.3. Методические особенности исследования процессов деформирования и разрушения образцов 231
7.3.1. Процессы деформирования и разрушения с различными скоростями растяжения в условиях нагрева и охлаждения на установках температурной микроскопии 231
7.3.2. Процессы деформирования и разрушения в условиях знакопеременного изгиба при комнатной и повышенных температурах 236
7.3.3. Измерение микротвердости при нагреве и одновременном действии растягивающих напряжений на плоских образцах в условиях нормальной и повышенных температур 238
7.3.4. Особенности фиксации процессов пластической деформации и зарождения трещин с помощью киносъемки 238
7.3.5. Исследование макроструктуры в условиях термодеформационных испытаний 242
7.4. Особенности пластической деформации и разрушения сварных соединений 242
7.5. Сочетание метода температурной металлографии с другими методами исследования структуры металлов 247
Глава 8. Основные физические методы исследования металлов 249
8.1. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) 250
8.2. Оже-электронная спектроскопия (ОЭС) 252
8.3. Электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА) 253
8.4. Масс-спектрометрия вторичных ионов (МСВИ) 253
8.5. Оптический эмиссионный спектральный микроанализ (ОСЭМА) 254
8.6. Ядерный гамма-резонанс (ЯГР) 256
8.7. Другие физические методы 257
8.7.1. Методы определения плотности 257
8.7.2. Рентгеноструктурный анализ 258
8.7.3. Дилатометрический анализ 259
8.8. Методы исследования металлических наноматериалов 259
Приложение 1. Методы исследования неметаллических включений в стали 263
Приложение 2. Примеры стандартных технологических задач, решаемых методами металлографии и фрактографии (с применением дополнительных
современных методов исследований) 289
Приложение 3. Госты и ИСО, позволяющие дополнительно оценивать качество металла и металлопродукции 299
Библиографический список 308