книги / Основы технологии машиностроения

кварцевой призмы с исследуемой поверхностью . Накладывая прибор на образец чистоты поверхности, а затем на контролируемую деталь, мож но производить оценку

для получения профилограммы исследуем ая деталь или образец подвергается р аз­ руш ению .

в 900 — 3600, а по горизонтали в 30 раз (за счет увеличения при фотографировании).

1 М етод косых срезов предлож ен д-ром техн . наук проф. П . Е . Д ьяченко в 1939 г.

ности снимается слепок, который в дальнейш ем подвергается профилографированию тем или иным способом . П омимо лабораторны х исследований, метод слепцов может быть с успехом применен для профилографирований очень крупны х деталей в сл у ­ чаях, когда по тем или иным причинам не представляется возможным определить чистоту поверхности приборами непосредственно на детали, а такж е для определения

увеличении или оценивать высоту микронеровностей одним из рассмотренных выше методов; м огут быть применены профили графы, но с малым давлением иглы, во избе­ ж ание образования царапин на слепке. Н еобходим о иметь в виду, что слепок предстарляет собой обратный профиль поверхности, т. е. выступы профилограммы соот­ ветствуют впадинам поверхности, и наоборот.

Для характеристики качества поверхностей существенное зна­

Для определения глубины и общей характеристики поверхно­ стного слоя черных заготовок и при грубых методах механической обработки можно пользоваться обычным методом исследования мик­ рошлифов. На фиг. 86 показан микрошлиф поверхностного слоя стальной отливки, полученной по выплавляемой модели. Поверх­ ностный слой обезуглерожен почти до чистого феррита на глубину 0,15 мм. На этом же шлифе видны поверхностные микронеровности порядка 20—25 мк. На фиг. 87 показан микрошлиф поверхностного слоя стальной горячештампованном зэготоеки; на нем достаточно отчетливо виден обезуглероженный слой глубиной до 200 JW/си поверх­ ностные неровности высотой до 80 мк. На фиг. 88 показан микро­ шлиф поверхностного слоя холоднотянутой калиброванной стали, на котором виден частично обезуглероженный слой глубиной до 70 мк и поверхностные микронеровности порядка 40—50 мк.

На фиг. 89 показан микрошлиф поверхностного слоя горяче­ штампованной заготовки из стали марки 20X3. Поверхностный слой значительно обезуглерожен — на глубину до 225.м/с. Для отчет­ ливого представления о характере обезуглероженности на фиг. 90 дан микрошлиф сердцевины этой заготовки.

При исследовании микрошлифов можно наблюдать и поверх­

ностные слои, деформированные после обработки снятием стружки. На фиг. 91 показан микрошиф поверхностного слоя той же заго­

структурных составляющих; глубина деформированного слоя дости­ гает 80—90 мк. Другой пример приведен на фиг. 92, на которой показан микрошлиф поверхностного слоя заготовки из стали марки

Ю К о в а н S72

денной на фиг. 85. Применением косого среза получают, как изве­ стно, картину поверхностного слоя в увеличенном масштабе, по­ этому прямой срез (перпендикулярно поверхности) применяют преи­ мущественно при большой глубине наклепанного слоя.

Для исследования поверхностного слоя применяют также при­ боры для испытания металлов на микротвердость методом вдавли­

Пользуясь этими приборами, можно определять глубину и сте­ пень наклепа путем измерения микротвердости на срезах. При изго­ товлении микрошлифов прямых и косых срезов нельзя покрывать исследуемую поверхность хромом, так как хром диффундирует в верхний слой металла, повышает его твердость и искажает дей­ ствительную микротвердость. При косом срезе нельзя сошлифовывать удаляемую часть образца, так как высокая температура, воз­ никающая при шлифовании, изменяет свойства металла. Эта опера­ ция производится полированием в специальном приспособлении, обеспечивающем срез под заданным углом. Полирование производят пастой ГОИ, сначала грубой, а затем средней и тонкой, последо­ вательно на трех притирочных плитах: чугунной и двух стеклянных. Путем измерения микротвердости на скошенной части образца от поверхности до исходного металла определяют глубину и степень наклепа; при этом наклеп кончается там, где показания микротвер­ дости получаются одинаковыми.

Для исследования поверхностного слоя применяют также р е н т ­ г е н о с т р у к т у р н ы й а н а л и з . В этом случае для опреде­ ления внутренних напряжений в поверхностном слое металла страв­ ливают с поверхности образца слои толщиной 5—10 мк и после каж

.дого стравливания снимают рентгенограмму.

Этот метод требует сложной аппаратуры и большой затраты времени, так как на снятие и обработку каждой рентгенограммы требуется около 10 часов

Изменения в слоях металла толщиной менее 3—10 мк не улавли­ ваются рентгеноанализом. В этих случаях исследование поверх­ ностного слоя может быть произведено методом с т р у к т у р н о й э л е к т р о н о г р а ф и и , основанном на диффракнии электро­ нов *, позволяющей исследовать строение тончайшего поверхностного слоя различных материалов.

1 Диффракция электронов — явление рассеяния потока электронов атомами, молекулами, аморфными'или кристаллическими телами с образованием при некото­ рых условиях нескольких резко отграниченных пучков.

На фиг. 93 показаны поверхностные слои, исследованные мето^ дом структурной электронографии после обработки топким шлифо­ ванием, притиркой и отделочным шлифованием. Поверхностные слои, как показало исследование, состоят из трех зон [54].

Первая зона, толщиной от 2 до 3 А*, состоит из адсорбированной сгущенной пленки газа, которую можно удалить лишь нагревом поверхности в вакууме. Однако при соприкосновении поверхности с воздухом эта пленка незамед­ лительно образуется снова.

Вторая зона получается раз­ личной в зависимости от ме­ тода обработки. После тонкого

шлифования она достигает 80 А и состоит из сравнительно слабо соединенных между собой ча­ стиц окислов нитридов, и ме­ талла, обезуглероженного дей­ ствием высоких температур, раз­ вивающихся при шлифовании. После притирки вторая зона

15 000 А и состоит из деформированных зерен металла. Далее третья зона постепенно переходит, образуя переходную зону влияния деформации, в нетронутый обработкой кристаллический металл.

Для исследования поверхностного слоя металла применяются также в лабораторных условиях метод стравливания слоев с опре­ делением микротвердости после каждого стравливания и метод опре­

* А — ангстрем (метрическая мера длины); 1 ангстрем равен одной десятимил­ лионной миллиметра