Наиболее простым методом анализа структуры является рассмотрение изломов металла с помощью луп.
Для исследования макроструктуры отливку следует подготовить: очистить, разрезать по контролируемому сечению, иногда механически обработать до требуемой чистоты и протравить для отчетливого выявления макрозерен.
Макроструктуры отливок лопаток автомобильного двигателя из железоникелевого сплава представлены на рис. 9.6. При литье по выплавляемым моделям величина зерна зависит от температуры металла и формы. Например, металл или форма при заливке лопатки, показанной на рис. 9.6, слева имела меньшую температуру, чем для лопатки, показанной справа.
Исследования микроструктуры проводят на полированных травленых шлифах, вырезанных из отливки. Структуры сплава исследуют с помощью оптических микроскопов МИМ-7, МИМ-8 и других при увеличении до 2000. На практикё чаще всего пользуются увеличением в 100—500 раз.
Электронные микроскопы, разрешающая способность которых в десятки раз выше, чем оптических, вследствие меньшей длины волны электронного излучения, позволяют исследовать микроструктуры с увеличением в 10—40 тыс. раз и более. Уже применяют микроскопы, на которых достигают увеличения в 500 тыс. раз. При этом можно вести исследования на уровне величин нескольких атомных радиусов (до 0,9 нм).
Рис. 9.6. Макроструктура литых рабочих_лопаток турбии из железохромиикелевого сплава.
.
На рис. 9.7 приведена для примера микроструктура рабочего колеса турбокомпрессора дизельного двигателя из никельхромового жаропрочного сплава типа Ineo 717С. При увеличении в ЮОЗраз (рис. 9.7, а) хорошо видны границы зерен сплава с цепочкой упроч-
Рис. 9.7. Микроструктура литого рабочего колеса турбокомпрессора дизельного двигателя из сплава Inco 717С: а — XI00; б — Х400
Рис. 9.8. Электронные микрофотографии шлифов, вырезанных из турбинных лопаток:.
а — сплав АНВ-300 (0,08 % С); б — сплав АНВ-300У (0,30 % С), Х5000.
.
няющих мелких карбидов хрома. При увеличении в 400 раз (рис. 9.7, б) выявлена основная упрочняющая интерметаллидная ^-фаза на основе соединения Ni
(Ti, А1) и карбидная сетка по границам зерен. По границам зерен также располагаются карбиды титана (светлые включения).
На рис. 9.8 приведены микроструктуры турбинных лопаток автомобильных двигателей из сплавов АНВ-300 и АНВ-300У, отличающихся различным содержанием углерода. Повышение содержания с 0,1 до 0,35 % С позволило повысить жаропрочность сплава на 30 % при совместном интерметаллидном и карбидном упрочнении. На электронной микрофотографии отчетливо видно благоприятное измельчение интерметаллидной фазы с повышением концентрации углерода в сплаве.
Для более точной расшифровки сплава по содержанию отдельных фаз, выявления их химического состава применяют рентгеноструктур* ный анализ. Он основан на свойстве строго определенных для данной фазы кристаллических решеток отражать под определенными углами, в зависимости от расположения кристаллических плоскостей, рентгеновские лучи. Результат рентгеноструктурного анализа — характер отражения рентгеновских лучей от кристаллических плоскостей — фиксируется на фотопленке в виде дебаеграммы, на которой получаются изображения, аналогичные поверхностям, проведенным через группы атомов определенной кристаллической решетки. С помощью имеющихся формул и таблиц специалист идентифицирует кристаллическую решетку соединения металлической или интерметаллидной фазы. ■.
Реактивы