Структура стали: макроанализ нарушения сплошности

Для выявления дефектов, нарушающих сплошность металла, флокенов, строения литой и катаной структуры подготавливают поперечные макрошлифы – темплеты. Эти темплеты подвергают глубокому и поверхностному травлению.

Поверхность образца шлифуют и подвергают травлению специальными реактивами.

Глубокое травление

Операцию травления выполняют в вытяжном шкафу. Макрошлифы вынимают из реактива щипцами или рукой в резиновой перчатке.

Для глубокого травления углеродистой, марганцовистой, хромистой, хромомолибденовой и хромованадиевой сталей применяют 50 %-ный раствор соляной кислоты при температуре 60-70 ºС в течение 15-25 минут. Для других легированных конструкционных и инструментальных сталей длительность траления увеличивают до 25-35 минут.

Травление ферритных и аустенитных сталей, устойчивых к коррозии, применяют раствор, состоящий из 1000 мл соляной кислоты, 100 мл азотной кислоты, 200 мл двухромокислого калия на 1000 мл воды. Травление проводят при температуре 60-70 ºС  в течение 30-40 минут.

После травления макрошлиф приобретает рельефную поверхность с отчетливо видимыми осями дендритов (литая сталь), ликвационной зоной и трещинами.

Поверхностное травление

Для поверхностного травления обычно применяют реактив Гейна, содержащий на 1000 мл воды 53 г хлористого аммония NH₄Cl и 85 г хлористой меди CuCl₂.

При погружении макрошлифа на 30-60 секунд в реактив происходит обменная реакция. В результате этой реакции железо вытесняет медь из водного раствора, и она оседает на поверхности шлифа. На участках, недостаточно защищенных медью из-за пор, трещин и неметаллических включений, происходит травление. Затем макрошлиф вынимают из раствора, слой осевшей меди снимают тампоном ваты под струей воды и протирают макрошлиф досуха, чтобы предотвратить его быстрое окисление на воздухе.

Этот реактив хорошо выявляет характер ликвации и полосчатость деформированной стали, хуже – структуру литого металла и трещины, особенно вызванные флокенами. Их выявляют при глубоком травлении.

Источник: Металловедение и термическая обработка стали