Смекни!
smekni.com

Металловедение твёрдых сплавов (стр. 28 из 33)

Пример расчёта гранулометрического состава шихты и оформления таблицы наблюдений

( измерения выполнены на фотоснимках, линейкой измерена максимальная хорда частиц

параллельная одной из сторон снимка)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 31

6.3. Наблюдение формы частиц.

6.3.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1. Микроскоп ..............................………………………………………………………....

2. Окуляр-микрометр .........................…………………………………………………….

3. Стеклянная плитка

4. Стеклянная палочка

5. Стеклянная пипетка

6. Предметное стекло

7. Покровное стекло

8. Шпатель

9. Фильтровальная бумага

10. Глицерин

11. Шихта (порошок),г. ........................ 10

6.3.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Из пробы порошка готовят препарат - монослой частиц на подложке, полученный диспергированием порошка в дисперсионной жидкости.

Для этого пробу порошка массой 2-7 г тщательно перемешивают шпателем на стеклянной плитке, рассыпают полосой длиной 80-100 мм и разделяют ее на 7 или 8 приблизительно равных частей. Четные части отбрасывают, а нечетные смешивают и повторно соокращают таким же образом.

Операцию повторяют до получения пробы массой 0,5-1 г. Затем переносят на кончике стеклянной палочки небольшое количество порошка на предметное стекло, добавляют 1-2 капли глицерина, равномерно распределяют смесь стеклянной палочкой по стеклу, накладывают покровное стекло и осторожно давят на него во избежание выхода больших частиц за пределы стекла. Избыток жидкости удаляют фильтровальной бумагой. Проверяют препарат. Препарат не должен содержать конгломератов и скоплений частиц. Распределение частиц должно быть равномерным по всему полю зрения. Количество частиц в поле зрения должно быть таким, чтобы по всей линейке шкалы окуляра находилось 10-20 зерен крупнее одного деления.

Если количество зерен превышает указанное количество, то следует приготовить новый препарат.

Объектом наблюдения являются проекции частиц, ограниченные кругом - только те из них, которые находятся внутри поля зрения.

Измеряют максимальный lmax и минимальный размер частиц lmin, а затем рассчитывают фактор формы равный отношению .

6.3.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать краткое описание физических и технологических характеристик порошковых материалов, порядок выполнения работы и протокол испытаний.

Объем отчета 2-4 стр.

Отчет подписывается студентом.

6.3.4. ЛИТЕРАТУРА.

1. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. Учебник. М., Металлургия, 1980, с 182.

2. Порошки металлические. Метод определения формы частиц. ГОСТ 25849.

6.3.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Каковы преимущества и недостатки микроскопического метода определения формы частиц ?

2. Какие свойства порошков определяет форма его частиц ?

3. Какие свойства спеченных изделий определяет исходная форма частиц порошка ?

6.3.6. ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ.

Условное обозначение или марка порошка .....................

Результаты расчетов факторов формы

№ измерения Размеры частиц, мкм Фактор формы
lmax lmin

Рис.110. Шапка таблицы наблюдений.

Словесное описание формы частиц составляют, пользуясь приложением.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 32

6.4. Наблюдение микроструктуры твердых сплавов разных марок.

Группа сплавов ВК. В структуре твердых сплавов группы ВК 80-90% занимают зерна карбида вольфрама - это характерные угловатые кристаллы, треугольной, квадратной и четырехугольной формы. Размеры зерен колеблются от 0,5 до 10 мкм, в отдельных специальных случаях - до 30 мкм в сплавах с увеличенным размером карбидных зерен.

При травлении щелочным раствором железосинеродистого калия (красная кровяная соль) зерна карбида вольфрама не окрашиваются и выглядят под микроскопом блестящими белыми частицами с голубоватым оттенком.

Типичные структуры твердых сплавов группы ВК с различным содержанием кобальта, величиной частиц и их формой показаны на рисунке 111.

Обычно зерна карбида вольфрама равномерно распределены по сечению материала. Однако встречается и карбидная неоднородность, при которой крупные зерна объединяются в скопления. Карбидная неоднородность ухудшает изнашиваемость твердых сплавов - вместо равномерного износа по всей контактирующей поверхности трущихся пар, наблюдается износ в виде вырыва блоков, что приводит к неравномерному и ускоренному изнашиванию. Этот вид искажения микроструктуры крайне нежелателен для прецизионного и особенно - мелкоразмерного инструмента.

Группа сплавов ТК. Почти весь объем структуры титановольфрамкобальтовых твердых сплавов занимает карбидная фаза, которая у большинства марок состоит из зерен карбида вольфрама и сложного карбида титана. Содержание сложного карбида, зерна которого на снимках вы-

глядят более темными, зависит от марки сплава. В сплаве Т5К10, например, на долю сложного карбида титана приходится 15-20%, в сплавах Т15К6 и Т15К8 - 4-50% и в сплаве Т30К4 - 90-

Рис.111. Структура сплавов ВК. Слева направо: ВК8ВК, ВК8, ВК10М.

95% вссего объема структуры. Остальная часть карбидной фазы этих сплавов - зерна карбида вольфрама.

Типичные структуры твердых сплавов группы ТК показаны на рисунке 112.

Рис.112. Структура сплавов ТК. Карбидная фаза. Слева направо: Т5К10, Т15К6, Т30К4.

Группа сплавов ТН и КХН. В безвольфрамовых и маловольфрамовых твердых сплавах этой группы используют карбид титана, карбид хрома, карбид ванадия, нитрид титана, карбонитрид титана, зерна которых в процессе спекания не претерпевают изменений ни по химическому составу, ни по величине или форме, поскольку процесс спекания маловольфрамовых и безвольфрамовых сплавов в корне отличается от спекания сплавов групп ВК и ТК.

При травлении зерна карбида титана окрашиваются в темный цвет, в то время как связка остается светлой.

6.4.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1. Металлографический микроскоп (увеличение 1000-1400)……………….............. ММУ3

2. Травленый микрошлиф различных марок твёрдых сплавов групп ВК, ТК, ТТК и др.

6.4.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

Студент получает подготовленный микрошлиф, устанавливает его на столик микроскопа и, наблюдая картинку через окуляр-микрометр, производит определение параметров структуры наблюдаемого образца. Микроструктура зарисовывается и описывается.

6.4.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

В отчете должны быть описаны виды структурных составляющих сплава и их значение при эксплуатации материала.

Отчет должен содержать зарисованную микроструктуру.

Отчет содержит 2-3 стр.

Отчет подписывается студентом.

6.4.4. ЛИТЕРАТУРА.

1. Сплавы твердые спеченные. Методы определения пористости и микроструктуры. ГОСТ 9391.

2. Методика структурного металлографического анализа твердых сплавов. М., Машгиз, 1962 г.

6.4.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Что позволяет определить наблюдение микроструктуры ?

2. Опишите методику наблюдения микроструктуры.

3. Какие технологические параметры могут оказать влияние на микроструктуру изделия ?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 33

6.5. Определение основных характеристик зёрен карбида вольфрама в спечённом твёрдом сплаве.

6.5.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1. Металлографический микроскоп ....……………………………………………….........

2. Окуляр-микрометр ......………………………………………………………….................

3. Специальный образец (травленый микрошлиф)

6.5.2. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ

Металлографическое исследование спеченных материалов заключается в идентификации и определении количества, формы и распределения твердых фаз и полостей (пор). Наблюдению пористости посвящена работа 26.