В каталоге 4065 приборов

Для инженеров:
— удобный поиск по параметрам
— постоянно обновляемый каталог
Для компаний КИПиА:
— возможность бесплатно получить клиентов
— удобный инструмент добавления приборов

Дефекты металла



 О чем эта статья

В этой статье вы узнаете какие бывают уровни дефектов и какие существуют исследования для обнаружения того или иного дефекта. Познакомитесь со список технических процессов, которые могут увеличивать плотность дефектов.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Идеальный и реальный кристалл. Дефекты кристаллического строения металлов» или «Виды, устройство и принцип действия расходомеров».

Новый уровень развития технического процесса требует внедрения новых материалов и технологий, обладающих сочетанием необходимых параметров. Основной исходный материал, который используется сегодня, это сталь. Концепции материаловедения и металловедения, позволили развить знания о металле и его строении, а также в разы повысить его физико-механические свойства.

На сегодняшний день известно более трех тысяч марок сталей, качество которых определяется различными методами. Наиболее важнейшей операцией по контролю качества является выявление дефектов металла. Детектирование и выявление дефектов происходит с помощью прибора, который носит название дефектоскоп. Наиболее совершенным приборов этого типа является ультразвуковой дефектоскоп, работающий по принципу неразрушающего контроля.

В зависимости от глубины и размеров дефектов выделяют следующие уровни исследования:

  • Исследование кристаллической структуры материала
  • Субмикроскопическое исследование
  • Микроанализ
  • Макроанализ

 

Исследование кристаллической структуры материала

Дефекты кристаллического строения металлов представляют собой отклонения структуры от структуры идеального кристалла (бездефектного кристалла). В зависимости от формы и размеров выделяют следующие типы дефектов кристаллической структуры:

  • Дислокации — отсутствие полуплоскости кристаллической решетки.
  • Вакансии — наличие пустот в узлах кристаллической решетки.
  • Атомы внедрения — наличие в решетке дополнительных атомов, располагающихся между узлами.
  • Атомы замещения — в узлах кристаллической решетки располагаются атомы другого элемента.

 

Субмикроскопическое исследование

Субмикроскопическое исследование проводится с целью выявления дефектов на границах кристаллов или зерен. Данный дефект представляет собой тонкие прослойки между блоками кристаллов, образованных из-за неравномерности кристаллизации или недостатка питания зародышей жидким раствором. Также причиной образования данного дефекта может стать выделение на поверхности кристаллов твердой фазы нерастворимых соединений и элементов. Известно, что фосфор и многие тугоплавкие металлы не образуют соединений с железом в сталях, поэтому выделяются на границах зерен. К субмикроскопическим дефектам относят сколы в стали 38Х2МЮА, легирование стали алюминием приводит к выделению по границам зерен локальных плоскостей, которые скалываются при дальнейшей прокатке.

Микроанализ

Микроанализ — выявление дефектов с использованием микроскопов при увеличении более 100 крат. Это основной метод исследования на выявление дефектов литейного происхождения. С помощью микроанализа определяют бал зерна, наличие и количество неметаллических включений, меди, серы и фосфора, структуры металла. В зависимости от содержания в стали углерода и легирующих элементов при кристаллизации возможно выделение различных твердых фаз, обладающих различными значениями прочности, твердости и пластичности. При разных температурных режимах охлаждения могут образовываться фазы аустенита, мартенсита или ледобурита в коррозиестойких марках стали.

Не менее важной характеристикой качества металла является балл зерна, с его уменьшением металл приобретает пластичность и понижает прочность, однако при легировании карбидообразователями или тугоплавкими материалами возможно упрочнение стали без потери пластичности.

Схематическое изображение структуры металла в зависимости от увеличения балла зерна
Рис. Схематическое изображение структуры металла в зависимости от увеличения балла зерна.

Важнейшим исследованием микроанализа является выявление процентного содержания вредных примесей и неметаллических включений. В большинстве случаев вредной примесью являются сера и фосфор, придающих стали красноломкость и хладноломкость соответственно. Для использования металла по назначению, содержание серы и фосфора должны соответствовать регламентированным диапазонам. Контроль неметаллических включений (НМВ) позволяет определить содержание в стали оксидов, сульфидов, нитридов и других соединений, которые могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие.

Макроанализ

Макроанализ — визуальный анализ качества поверхности или образцов при увеличении до 30 крат. Данный метод используется для выявления крупных дефектов поверхности или глубинных слоев металла. На каждом производственном этапе от выплавки и до хранения могут образовываться макроскопические дефекты. В большинстве случаев наличие макроскопических дефектов приводит к забраковке металла или возврату его на доработку.

Происхождение дефектов

На самом деле в любом металле есть дефекты. Невозможно создать абсолютно бездефектный образец. Однако после некоторых процессов количество и величина дефектов может существенно увеличиваться, вплоть до прихождения материала в негодность.

Можно выделить процессы при которых часто возникают дефекты:

  • Дефекты возникающие при деформации твердого тела. Процесс образования дефектов при деформации небольшой величины идет не интенсивно. После снятия напряжения вызывающего эту деформацию, тело может принять первоначальную форму. Однако, если уровень деформации превысить пороговое значение, то количество дефектов начнет расти очень быстро, что приведет к необратимому процессу пластической деформации материала. Вызвана пластическая деформация именно плотностью и величиной образовавшихся дефектов, которые не дадут образцу принять первоначальную форму.
  • Дефекты обработки поверхности. В процессе снятия стружки или шлифовки материала всегда возникают микротрещины на поверхности объекта.
  • Дефекты литейного происхождения. Дефектов этого типа существует очень много, приведем парочку примеров. Когда расплавленный сплав заливают в формы и он начинает остывать то из-за неравномерности остывания некоторые части слитка застывают раньше, а другие позже, это создает сдвиги слоев между собой. Кроме того, в сплав могут попасть мелкие пузыри воздуха отчего образуются поры.
  • Дефекты прокатного производства. Дефекты прокатного производства образуются при нарушении технологии прокатки и предварительного нагрева заготовки. Неправильный коэффициент обжатия или недостаточный нагрев заготовки перед прокаткой может привести к появлению на поверхности стали – усов, волосовин, флокенов, трещин, сколов, смятых концов и других дефектов.
  • Дефекты термообработки. Дефекты термообработки – образуются при неправильном выборе термического режима или его несоблюдении. Наиболее часто на этапе термообработки образуются следующие дефекты – перегрев (можно исправить повторным нагревом), пережог, термическое трещинообразование и другие. Дефекты, возникающие при хранении, транспортировке и складировании.
  • Дефекты хранения. В ходе перевозки или хранения металл может быть деформирован – погнут, замят. Также при длительном лежании металла происходит его старение, в результате чего он теряет прочностные и пластические свойства.
  • и др.

Приборы детектирующие дефекты

Существует класс приборов называемых дефектоскопы. Дефектоскопы способны обнаружить как дефекты на поверхности объектов, так и неравномерность структуры внутри материала, что делает их удобным инструментом нахождения бракованных изделий и потенциально слабых мест. На нашем сайте есть статья посвященная двум основным типам дефектоскопов ультразвуковой и вихретоковый дефектоскопы. В качестве примеров можно привести следюущие приборы, которые можно заказать через наш каталог: ИТИ-2 — индуктивный дефектоскоп, MFD800C — ультразвуковой дефектоскопы, МВН-3М — вихретоковый дефектоскоп.

Опубликована 26-04-12.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

 

Корзина

Сейчас корзина пуста.
Найти нужный прибор можно через поиск приборов или в каталоге.


Каталог


Случайные приборы





ТХА Метран-231-1-3 width="160px" height="105px"
Термопары




19C005PG5K width="160px" height="105px"
Резистивные датчики давления




CMFHC3A width="160px" height="105px"
Кариолисовые расходомеры