Металл емес қосылыстардың түрлері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

______________МП және ТСМ___________ кафедрасы

1 КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы:_______Металлографиялық талдау әдісі__________

Оқытушы
ғылыми дәрежесі
Мамырбаева Г.К.
аты жөні
Студент Аубакиров
Е.К.
аты жөні
240440
мамандығы
МЦИ-02-1к
Тобы

Алматы 2005 ж

МАЗМҰНЫ
І. Кіріспе
ІІ. Металл емес қосылыстарды анықтау әдістері
1. Металл емес қосылыстардың жалпы сипаттамалары
және оларды анықтау әдістері.
2. Металл емес қосылыстардың түрлері
3. Қоспаларды зерттеудің металлографиялық әдістері
4. Металлографиялық әдіспен қоспа құрылымы мен
құрамын анықтау
5. Қоспалардың мөлшерін санау арқылы анықтау
ІІІ. Қорытынды
Әдебиеттер тізімі

МЕТАЛЛ ЕМЕС ҚОСЫЛЫСТАРДЫ АНЫҚТАУ ӘДІСТЕРІ.

Металл емес қосылыстардың жалпы сипаттамалары және оларды анықтау
әдістері.
Барлық болатта, шойында, темір және басқа металдар негізіндегі
балқымаларда әрқашан металл емес бөлшектер ( тотықтар, сульфидтер,
нитридтер және т.б) болады. Бұл бөлшектердің үлесі қатта металда үлкен емес
және ол металл массасының жүздік, мындық бөлігін құрайды. Осы аз мөлшеріне
қарамастан металл емес қоспалар металдың сапаснына кері әсерін тигізнді.
Қоспалардың әсер ету дәрежесі олардың сапалық және сандық сипаттамаларына
тәуелді және оларды зерттеу металлургияның маңызды есептерінің бірі болып
табылады.
Металл емес қоспалар балқыған, тотықсызданған, қатайған және қатты
металды өңдеу және өндіру кезінде болатын физика-химиялық құбылыстардан
пайда болады. Бұл металл емес қоспалар табиғи және эндогенді деп аталады.
Табиғи қосындыларданбасқа металда шлактың отқа төзімді материалдың құймалық
қалып, материалы, яғни металл олармен өндіру кезінде тікелей жасалатын және
әсерлесетін заттардың бөлшектері болады. Осындай қосылыстар (металл емес)
кездейсоқ немесе эндогенді деп аталады.
Қоспалардың пайда болуы аралас та болуы мүмкін. Сұйық металда болатын
эндогенді қоспалар бетіне ол қатқан кезде эндогенді қоспалардың бөлініп
шығуы мүмкін. Явойский эндогенді тотықтық қосылыстардың, яғни құю және
пратика кезінде пайда болуына қарай классификациялауды ұсынды. Тотықты
қосындылар біріншілік ((раскисление) тотықсыздану температурасында пайда
болады), екіншілік (ликвидус температурасына дейін сұйық металдың суды
кезінде пайда болады), үшіншілік (ликвидус температурасынан салидус
температурасына дейін металл суылғанда пайда болады)және төртіншілік
(салидус температурасынан төмен температурасында пайда болатын) болып
бөлінеді. Осы қосындылардың бәрі (раскисление) тотықсыздану реакциясының
өнімі болып табылады және бұл түрі, металл емес қосылыстар, болатта ең көп
тарған түрі. Басқа эндогенді металл емес қосындылар (сульфидтер, нитридтер
және кейбір жағдайда фосфидтер) суу кезінде ерігіштіктің төмендеуі
нәтижесінде және сұйық металл қатқанда түзіледі. Осы қосындылар іс жүзінде
балқымадан алынбайды және қатты металда қатып қалады.
Болаттағы металл емес қосындылардың химиялық құрамы әр түрлі: жай
қосылыстармен қатар (тотықтар, сүльфидтер, нитридтер), құрамы күрделі,
құрылысы комплексті болыпта кездеседі.

Болаттағы қосындыларды химиялық құрамы боыйнша мынадай кластарға
бөлуге болады:
1) жай тотықтар
2) күрделі тотықтар
3) силикаттар
4) сульфидтер
5) нитридтер
6) фосфидтер

Жай тотықтар мен силикаттар көбінде тотықсыздану өнімі болып табылады.
Тотықсызданбаған балқымадағы тотықтар FеО болып келеді. Сұйық металға,
қүрамында кремний бар фирробалқымаларды қосқанда құрамы әр түрлі біріншілік
силикаттар түзіледі. Олардың құрамы мен құрылысы металда еріген оттегінің
үлесіне, тотықсыздандырғыш мөлшері мен құрамына, болаттың суу жылдамдығына
тәуелді. Болатта Аℓ - дің артығымен тотықсыздандырғанда глиноземнің майда
қатты түйіршіктері пайда болады. болатқа отқа төзімді материалдың металмен
эрозиясы нәтижесінде түсетін бөтен қосындылар кварцтың бөлшектері, кварцты
шыны, шынымен корунд, муллит және т. б. болуы мүмкін. Осындай қосылыстар
қатты металдарда тотықсыздану өнімдерімен, қалыптарының дұрыс болмауымен,
үлкен өлшемдерімен және ретсіз орналасуымен ерекшеленеді. Шлактардың
қосылыстары болатта кездесуі өте сирек кездеседі және олар күрделі тотықтар
(оливии, кнебеллит және т.б.) болып табылады.
Сульфидтердің құрамы мен кристалдық құрылымы оны байланыстырғыш болатын
болаттағы күкірт пен металдық қоспаларға байланысты.
Көміртекті болаттарда әдетте, MnS – көп болатын айнымалы концентрациялы
Mn, темір сульфидтерінің қатты ерітінділері кездеседі.
Қайнап жатқан болатта құрамы мен құрылысы әр түрлі Fe және Mn – тің
оксисульфидті қосылыстары кездеседі.
Легірленген болатта құрамы күрделі қатты ерітінділер түзетін Mn және Fe
сульфидтерімен қатар миерлейтін элементтің сульфидттері кездеседі.
Легірлейтін элементтің қосындылардағы үлесі элементтің күкіртке химиялық
жақындастығғына және Mn, S – пен легирлейтін қоспаның концентрациясына
тәуілде болады.
Фосфидтер, ереже бойынша болатта кездеспейді. Фосфордың оттекті
қосылыстары (FеО∙Р2О5 қатты ерітіндісі) және (Fе2Р) темір фосфиді фосфордың
үлесі жоғары болатын, көміртегісі төмен болатта болуы мүмкін.
Нитридтер құрамында Ti, Zn, V, яғни азотпен тұрақты нитридтер түзетін
болаттарда кездесуі мүмкін.
Метал емес қосындыларды зерттегенде олардың физкалық, химиялық,
фазалық, минирологиялық құрамы мен құрылысын анықтау мақсат етіліп және
олардың негізінде қосындылардың пайда болу көзін және табиғатын білу есебі
қойылады. Сонымен бірге құймаларда, жартыфабрикатта және дайын бұйымда
қосындылардың мөлшері мен таралу заңдылығы анықтау мақсат етіледі.

Металл емес қосындыларды анықтау үшін екі негізгі әдістер тобы:
1) металлографиялық, микрорентген құрылымдық,
электронмикроскопиялық (үлгі ретінде – үлгі беті);
2) электрохимиялық әдістер, химиялық бөлу және әрі қарай металдан
оқшауланған қосындыларды зерттеу.

Қоспаларды зерттеудің металлографиялық әдістері
Қоспалар бөлшектердіңөлшеміне қарай макро (1 мм) және микро
( 1 мм) болып екіге бөлінеді. Осы өлшемдерге қарай ластану дәрежесіне
анықтау үшін макро және микроәдістер қолданылады.
Макроәдістер. Бұл әдістерде зерттеу объектісі болып беті тегіс, кескіш
немесе шлифтегіш таспен өңделген үлгілер табылады. Сонымен қатар сынықтар
мен кесінділер беттері де зерттелуі мүмкін. Үлгіні металдың бүкіл көлемін
туралы мәлімет беретіндей етіп есеппен алу керек. Олар құйма, өнім немесе
дайын бұйымның кесіндісінің үлкен бөлігін немесе толық бөлігі болуы керек.

Зерттеуді алдымен үлгілерді көзбен немесе лупамен қараудан бастау
керек. Одан кейін үлгілерді терең немесе өте терең зарардау (улау) керек.
Болатты CuCℓ2 және Mu4Cℓ - тің 10% - ік су ерітіндісімен тереңдетпей
өңдегенде (травлини) байқалады.
Тереңдетіп үлаү (травлини) металдың біркелкісіздігін анықтау үшін –
фосфор мен күкірттің жергілікті жиналуын, ірі металл емес қоспаларды,
жарықтарды табу үшін қолданылады.
Болатты тереңдетіп улау үшін көбінде 50%. HCℓ ерітіндісін қайнағанға
дейін қыздырғанға дейін қыздырылған түрі қолданады. Улап болғаннан кейін
үлгілі жақсылап сілті ерітіндісімен, содан соң сумен жуып кептіреді.
Сульфидті және фосфорлы қоспалардың таралуын күкірттің және фосфордың
ізін түсіру арқылы білуге болады.
Кейбір жағдайларда құрамында ірі қоспалары бар, деформацияланған
металда түрі созылған жіптер сияқты және олар шаштар деп аталатын болаттың
ластануын бақылау керектігі туады. Осындай бақылау кезінде ұзындығы 2 мм
және одан да жоғары болатын шаштар есептеледі.
Металдың шаштармен ластануын бағалау дайын бұйым бетінде немесе арнайы
дайындалған үлгілер де (мүмкіндігінше беті дайын бетіне ұқсас бөлу керек).
Алдымен үлгілерді жайлап үландырады (яғни шлифтелген немесе тегістелген
(полированный) беттен жылтыр қабаттарды алып тастау керек).
Үлгілерді көзбен немесе 5-10 есе үлкейтетін микроскоппен қарау қажет.
Зерттеуді жеңілдету үшін, металдың шаштармен ластануын дәл білу үшін
магнитті дефектоскоп пайдалануыда мүмкін. Осы кезде магниттелген үлгіге
жабысқан магнитті ұнтақ боынша беттегі таралған шаштармен бірге
тереңдігі, түптердегі шаштарды керуге де болады. металдың шаштармен
ластануының жіберілетін шектері техникалық жағдайлармен алды алынады.
Металдың сапасы , әдетте, шаштар ұзындығы, саны және үлгі ауданында жалпы
шаштардың алып жатқан ұзындығымен бағаланады.

Микроәдістер (а,б)
Эталондар бойынша болаттың ластануын бағалау микроәдістері.
Бұл әдіс бойынша болаттың ластануын ұқсас қоспалардың құрамы, өлшемі,
т.б. микроскоппен бақыланған эталондық микросуреттер мен суреттермен
салыстыру арқылы анықтайды. Микрофотографиялар мен суреттер жиыны эталондық
шкаланы құрайды. Қоспалармен ластану 1 – эталондық құрылымнан соңғысына
дейін жоғарылап, сонымен бірге бағалауға да жоғарылайды.
СССР бойынша МЕСТ 1778-70 (Болат металл емес қосындыларды анықтаудың
металлографиялық әдістері) қолданылған.
Стандартты шкалада қоспалардың 9 – түрі бар:
• Жолдық тотықтар (бөлек – бөлек майда бөлшектерден тұратын қоспалар

жолдары) (ХІХ. 4,а)

• Нүктелік тотықтар – ға жай және күрделі тотықтардың бүкіл жазықтық
бойынша бөлек бөлшектер және топтар жатады. (ХІХ. 4,б)

• Үгілгіш силикаттар – ға деформация нәтижесінде, созылған силикаттар
және силикатты шынылардың үгітінділері, кейбір

жағдайларда тотықтар қоспалары жатады. (ХІХ. 4,в)

• Созылмалы силикаттар – ға деформация бағыты бойынша созылған созылмалы
деформацияланған силикаттар және силикатты шынылар қоспалар жатады.
Сульфидтерге қарағанда күрең түспен және қараңғы өрісте мөлдірлігімен
ерекшеленеді. (ХІХ. 4,г)

• Деформацияланбайтын силикаттар (глобулярлы) – ға силикаттар мен шыны
силикаттары, ірі тотықтары қоспалардың жалғыз немесе глобулярлы
топтық, болмаса қалыбы дұрыс емес қоспалар жатады. (ХІХ. 4,д)

• Сульфидтер – ге әдетте қоссульфидтердің (Mn, Fe) деформация бағыты
бойынша созылған қараңғы өрісте мөлдір емес, созылмалы қоспалардың
жеке немесе топшалары жатады. (ХІХ. 4,е)

• Титан нитриді - не көбіне қалыбыдұрыс емес бүкілөріс бойынша таралған
титан нитриді мен карбонитридтердің жолақтарымен бөлшектері жатады.
(ХІХ. 4,ж)

• Алюминий нитриді – не күрең, қалыбы дұрыс емес AℓN – ң анизотропты
кристалдары жатады. (ХІХ. 4,и)
Шкала 5 балды, ең аз ластанғаны 1 балымен, ең көп ластанғаны 5
балмен бағаланады. Үлгілерді бағалауды үланбаған беттерді қарау арқылы
жүрігізеді. Бүтін және аралық балдармен бағалауға болады.
1,2; 2,5; 3,5; 4...,
Балқыманы бағалау мынадай көрсеткіштермен жүзеге асады:
1) Әр қоспа түрі бойынша әр үлгінің максимал балдарының
орташа арифметикалық балы, яғни орташа балмен
2) Балдары үлкен үлгілерді алып қана, орташа балын шығару
3) Балы максималды үлгілерді алып максималды балдың орташа
мәнін алып

Металдардың ластануын бағалау дәлдігі үлгілерді көп алған сайын
артады.
Шет елде Диргартен шкаласы көп қолданылады. Подишпииктерг
МЕСТ 801-60, яғни Диргартен шкаласы қолданылады, мұнда геометриялық
прогрессия бойынша қоспалардың алатын аудандарының көбеюімен бірге балдарды
көбейту ережесі негізге алынған.

Металлографиялық әдіспен қоспа құрылымы мен құрамын анықтау
Микроскопиялық зерттеу үлгісі болып шлифтің жақсы тегістелген беті
табылады. Шлифті металлографиялық микроскоппен қараумен қоспалардың
қасиеттерімен бірқатар белгілеріне сүйеніп қоспаның құрамы мен табиғаиы
анықталады.
Қисық жарықты түсіру (призмалық шлюминостар) арқылы металл емес
қоспалардың өте ұсақ бөлшектерін тауып және олардың толық рельефін
анықтауға болады.
Қараңғы өрісте үлгінің жарықта көрінбейтін ұсақ қоспалардың
бөлшектерін, олардың нағыз түстерін мөлдір ішкі құрылымымын, жартылай
мөлдір қоспаларды бақылауға болады.
Бұл әдіс тағы жай жарықта көрінбейтін болаттағы жай және күрделі
сульфидті, силикатты қоспаларды анықтау үшін қолданады

Қоспалардың мөлшерін санау арқылы анықтау
МЕСТ 1778-70 (Болат. Қоспаларды металлографиялық зерттеу әдістері)
қосындысы үлесін анықтау үшін есептеудің сызықты әдісі (Л әдісі),
қоспаларды санау әдісі (К әдісі) және қосынды көлемдік % - ін есептеу
әдісі (П әдісі) ұчынады.
Л әдісі боынша шлифте параллель сызықтар жүрігізіп, ұзындығы 3 см
кесінділерді белгілейді. Содан кейін оларды микроскопиялық столына қойып (2
перпендикуляр қиылысқан жіптері бар) окулярдан қарайды. 300, 500 есе
шлифті жүргізілген сызық бойында қозғайды. Шлифті жіптер қиылысында
қозғағанда осы сызық бойында жатқан қоспалар объективке түседі.
Қоспалардың максималды ұзындығын окуляр шкаласына өлшейді және кесте
бойынша бір белгіл топқа кіргізеді. Кесте бойынша 15 қоспа тобы бар,
олардың өлшемдері бір топтан екінші топқа өткенде 2 окуляр шкаласына
өседі.
Л әдісі құйылған металдың тотықтармен, сульфидтермен, нитридтермен
және т.б. ластануын бағалауға негізделген.
К әдісі бойынша қоспаларды санау анықталған өлшемдерден жоғары өлшемді
ан – ғы тотықты, сульфидті және нитридті қоспаларды бөлек – бөлек есептеу
жүреді. Бағалауды ауданы 4 см2 6 тікелей шлифте х 170-180 үлкейткенде
жүргізеді.

Метал емес қосылыстарды бөлу әдісі және оны әрі қарай зерттеу
Металлографиялық және т.б. әдістер бойынша кейбір жағдайларда
қоспалардың химиялық және минералогиялық құрамны және мөлшерін дәл
анықталмайды. Осындай жағдайда метал емес қосылыстарды механикалық,
химиялық немесе металды электролиттік еріту жолымен бөліп алу арқылы
зерттейді. Механикалық жолмен металл бетіндегі көрінген ірі отқа төзімді
материалдың, шлактың және т.б.. бөлшектерін бөліп алуға болады.
Әсіресе химиялық еріту және қоспаларды электролиттік бөлу әдістері өте
кең таралған. Осы әдістерді қолданған кезде мүмкіндігінше коспалар металда
қандай күйде болатын болса, сол күйінде бұзбай бөліп алу және басқа
қоспалардан таза, металды еріткенде жүретін екіншілік реакция өнімдері
құрамында болмауы керек.
Химиялық әдістер қышқылды, тұзды және галоидты болып бөлінеді. Қышқылды
әдісте азот, күкірт, тұз қышқылдарының (10%) сұйытылған ерітінділері
пайдаланылады. Бұл әдіс әр түрлі (сұй. Қышқыл, негіз, галоген және т.б.)
химиялық ортаға тұрақты қосылыстар үшін жаралды.
Тұрақты қоспаларға: Ti карбонитриді, кейбір сульфидтер және с.к.м. –
коксисульфидтары.
Тұрақсыз қоспалар: темір сульфидтері, Feo және MuО2, Aℓ4N3. .
Қоспалардың тұрақтылығына қышқыл ерітінділерін пайдаланғанда температура,
үлгілерді еріту ұзақтығы әсер етеді.
Қышқылдық әдіс бойынша тұрақсыз Feo және MnО қоспалары, хромдық және
басқа қосылыстарды бөліп алады. Еріткіш ретінде HNO3 концентрациясы. (HNO3
– 5 бөлік + көлем бойынша 1 бөлік H2O), 2 – 5 оС – қа дейін мұздатылған,
колдануы 1 – 2 г үлгі қабыршақтары 100 см3 – 10 -15 мин, ал ірілері 40 мин
– та үздіксіз магнитті қозғағышпен қозғағанда қоспаларды бөліп алуға
болады. Бөлініп алынған қоспаларды микро – және рентгенографиялық талдауға
болады.
Тұзды әдістер (орын басу әдістері) темірге қарағанда үлкен тотықтырғыш
потенциалы бар металл ерітінділерімен темірді ионды күйіне дейін
тотықтыруға негізделген. Ертінді ретінде CuCℓ2 және CuSo4, сулема
... ... ... ... ерітінділері қолданылады. Бұл әдіс қоспалар қалдықтарын
металдың Hg немесе Cu – мен ластайтын болғаннан, тұрақсыз қоспаларды бөліп
алу мүмкіндігіне қарамастан қазіріг кезде қолданылмайды.
Галлоидты әдісте қоспаларды Y2 , Br2 – ң сулы немесе спиртті
ерітіндісінде немесе таза Cℓ2 газ атмосферасында айдау жолымен бөлуге
негізделген. Осы аталған ерітінділерді қолданғанда тұрақты және азтұрақты
қоспаларды бөлуге болады. Бірақ сульфидті бөлшектер бөлігі бұзылады.
Әдіс кемшілігі еріту прцесінің ұзақтығы Иодты-метанол немесе Br – CH3OH
– нитридтерді бөліп алу үшін, электролиттік жолмен бөлінген тұнбаны өңдеу
үшін қолданылады. Хлорлы әдіс бойынша Fe+ ... (қабыршақ, жұқа класт.)300-
500oC → Fe Cℓ2↑ + ↓ қоспа.
Электролиттік әдіс электролитте металл үлігісін анодты ерітуге, металл
емес қалдықтарды сүзіп алып оны әрі қарай жан – жақты ерітуге негізделген.
Электролит негізінде (FeSo4∙ 7H2O)-3% ерітіндісі + 1% + 0,3 -0,5% сегментті
тұз (KNaC4H4O6) немесе лимон қышқылы, соңғы сегнет тұзы немесе лимон
қышқылы темірмен бүкіл комплекс түзіп металл емес қосылыстарды былғамайды.
Сонымен бірге ерітінді қышқылдығын тұрақты етіп ұстап тұрады. Электролитте
NaCℓ болуы үлгі бетінің пассивациялануына жол бермейді де, оның бір қалыпты
еруін қаматамасыз етеді. Болаттың бұл электролитте еруі FeО және т.б.
тұрақты, тұрақсыз қоспалардың сақталуына жол береді.

Электролиттің ерітіндісін ерітіндінің барлық компонентерін бірдей еріту
арқылы дайындайды. Ваннаға үлгілерді коллодийлі қаптарға, металл емес
қоспалар мен карбониттерді ұстап ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.