Способ изготовления образца для металлографических исследований Советский патент 1983 года по МПК G01N1/44 G01N1/32 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА

ДЛЯ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к металлографии и может быть использовано для изготовления микрошлифов при определении тошцины упрочняющих и защитных покрытий на материалах, а также контроля качества химико-термической обработки, нанесения покрытий и излучения процессо протекающих в поверхностном слое метал лических изделий.. Известен способ изготовления образцов для металлографических исследований включакяшй вырезку (или отрезку) куска металла, имеющего площадь основания около 12; 12 мм или диаметр 12 мм и высокую мм, щлифовку с полировкой на пшифовально-полировальном металлографическомстанке к травление 1. . При таком способе изготовления у офазиа края сощлифовываются в большей степени, чем середина, в результате чего край образца,, где как раз находится упрочненный или защитный слой, под микроскопом выявляется нечетко, граница между упрочненным слоем и основным металлом размгизывается, микротвердость на таком наклонном участке невозможно измерить с требуемой точностью. При толщине упрочненных слоев в нес-, колько микрон и даже долей миллиметра на изготовленном таким способом образце практически невозможно изучить строение noBepxHocTiHoro слоя вследствие неизбежного заваливания краев. Это заваливание является результатом того, что согласно известному способу изготовления образец шлифуется и полируется на специальном станке путем прижатия его к а изиву вручную. Кроме того, заваливание является результатом биения диска шлифовального круга, а также отсутствия плотного прилегания шлифовальной бумаги к диску шлифовального круга.. Наиболее близким к предлагаемому является способ, изготовления образца.для металлографических исследований, включающий нанесение упрочненного слоя на исследуемую поверхность с последуюшим шлифованием, полированием и травлением исследуемой поверхности. При изготовлении образца таким способом края его заваливаются в меньшей степени, что несколько облегчает изучение строения поверх1юстного слоя и определе ние его микротвердости или упрочненног слоя (покрытия) t. 1 Однако состояние и сопротивление ис тиранию наждачной бумагой материалов и пластин зажима различные. При шлифовке образец и пластины зажима истираются неравномерно и,-как правило, происходит некоторый завал крае пластин, зажима, а вместе с ними и крае образца. Невыгодно применение зажимов, так как они быстро уменьшаются в размерах при заточке и шлифовке вместе с образцом, что приводит к значительному расходу стали и затрат труда на их изготовление. Наконец, в щели между образцом и.пластинами зажима заби вается абразив или грязь от шлифовальных и полировальных кругов, что замедляет процесс изготовления и затрудняет получ ние качественной полированной поверхности образна. При травлении растворами кислот последняя попадает в щели между образцом и пластинами зажима, а затем долгое время вьщеляется, что приводит к порче образца. Извлечение же образца из зажима не допускается в связи с необходимостью многократных переполировок образца после очередного травления для более качественного выявления границы упрочненного слоя и строения как слоя, так и переходной зоны. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления образца с одновре менным повьшеннем эффективности исследования. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления образца для металлографических-исследова ний, включающему нанесение упрочненного слоя на исследуемую поверхность с последующим шлифованием, полированием и травлением исследуемой поверхности, перед нанесением упрочненного слоя на исследуемую поверхность наносят риску глубиной, превышающей толщину упрочHeiffloro слоя. Риску (канавку) желательно выполнять г;1убипой на 3-5 мм больше предполагаемой толиттшы упрочне1шого слоя или покрытия. При меньшей глубине рис ка может быть удалена при снятии упроч ненного слоя и зачистке образца при вы равнивании поверхности под микрошяиф. Глубина риски вьш1е предлагаемой нецелесообразна в связи с увеличением трудоемкости ее изготовления. Ширина риски может быть примерно 1-2 мм. При ширине ее менее 1 мм затрудняется изготовление и очистка от забивающейся в нее при шлифовке-полировке грязи. При ширине риски более 2-3 .мм начинает проявляться явление заваливания краев. Способ осуществляют следующим 96- разом. Отрезают заготовку, выполняют риску на исследуемой поверхности, термо- обрабатывают заготовку, шлифуют, полируют, а затем травят, П р и м е р. Из стали У8 отрезают заготовку размером 12-12 мм, высотой ilS мм. На торце заготовки, где предполагается делать микрошлиф, прорезают наждачным кругом толщиной 2 мм риску глубиной 3 М.М, Полученный образец загружают в контейнер с деталями и карбидом бора. Контейнер герметизируют, загружают в печь, нагревают до 950-980 С, выдерживают 6 ч, вьшлючают печь и выгружают контейнер из печи. После охлаждения образец извлекают из контейнера. Со сторонь канавки с образца снимают слой металла толщиной 1 мм, затем это место отшлн- фовьюают и отполировывают для получения микрошлифа. Благодаря риске поверхность микрошлифа такого образца имеет края в центральной части, которые при шлифовке не заваливаются. При вьшолнении в образце риски на шлифуемой поверхности получается микрошлиф с высококачественным ровным краем в своем центре, что позволяет весьма точно, качественно и надежно определить толщину, измерить микротвердость упрочненного слоя, а также без затруднений исследовать микроструктуру упрочненного слоя и переходной зоны. Способ изготовления образца позволяет повысить качество микрошлифа и благодаря этому - точность определения толщины упрочненного слоя, микротвераости и микроструктуры его, Предлагаемый способ снижает трудое.мкость изготовления микрошлифов благодаря устранению необходимости многократных перешлифовок и переполировок для устранения заваливания краев и исключения необходимости изготовления зажимов. Кроме того, исключается необходимость механической обработки боковой поверхности образцов, так как область металлографического исследования переносится в расположение посередине образца края риски, где отсутствуют обезуглероживание и другие поверхностные дефекты. В результате применения способа изготовления .образцов для металлографичес ких исследований снижаются расходы полосовой стали на зажимы и шлифовальнополировальных материалов.. Предлагаемый способ изготовления образцов прост в осуществлении, обеспечивает высокое качество металлографиче ких, дюрометрических и метрологических исследований и контроля упрочненного слоя (покрытия). Формула изобретения Способ изготовления образца для металлографических исследований, включающий нанесение упрочненного слоя на исследуемую поверхность с последующими шлифованием, полированием и травлением исследуемой поверхности, от л и - чающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления образца с одновременным повышением эффективности исследования, перед нанесением упрочненного слоя на исследуемую поверхность наносят риску глубиной, превышающей толщину упрочненного слоя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Болховетинов Н. Ф. и др. Атлас микро- и макроструктур металлов и сплавов, М., Машгиз, 1959, с. 4. 2.Самохоцкий А. И. и др. Лабораторные работы по металловедению. М., , 1959, с. 23.