Metody badań tworzyw metalicznych Bobolice

Metody badania tworzyw metalicznych SPIS TREŚCI Przedmowa ....................................................................................................................... 7 Wstęp ............................................................................................................................... 9 Rozdział 1. METODY RENTGENOGRAFICZNE ................................................................... 11 1.1. Metoda Lauego .......................................................................................................... 12 1.2. Metoda obracanego kryształu .................................................................................... 14 1.3. Metoda Debye’a-Scherrera ....................................................................................... 15 1.3.1. Wyznaczanie parametru komórki elementarnej .............................................. 15 1.3.2. Dyfraktometr rentgenowski ............................................................................. 18 1.3.3. Badanie tekstury .............................................................................................. 20 1.3.4. Pomiar makroskopowych naprężeń własnych ................................................. 21 1.4. Mikroradiografia ....................................................................................................... 23 1.4.1. Mikroradiografia stykowa ............................................................................... 23 1.4.2. Przygotowanie próbek ..................................................................................... 25 1.4.3. Mikroradiografia ilościowa ............................................................................. 26 1.4.4. Stereomikroradiografia stykowa ...................................................................... 27 1.4.5. Mikroradiografia projekcyjna .......................................................................... 28 Rozdział 2. BADANIA METALOGRAFICZNE I MIKROANALITYCZNE ................................... 29 2.1. Badania makroskopowe ............................................................................................ 29 2.1.1. Badanie przełomów ......................................................................................... 29 2.1.2. Badanie wyszlifowanych powierzchni ............................................................ 30 2.1.3. Metoda subtelnego trawienia ........................................................................... 33 2.1.4. Próba Baumanna .............................................................................................. 34 2.1.5. Próba toczenia lub strugania schodkowego ..................................................... 35 2.2. Mikroskop świetlny ................................................................................................... 36 2.2.1. Przygotowanie próbek ..................................................................................... 36 2.2.2. Budowa i zastosowanie mikroskopu ............................................................... 41 2.3. Mikroskop elektronowy transmisyjny ....................................................................... 46 2.3.1. Budowa mikroskopu ........................................................................................ 46 2.3.2. Techniki badawcze .......................................................................................... 47 2.4. Ilościowa ocena mikrostruktury ................................................................................ 55 2.4.1. Określenie udziału objętościowego ................................................................. 55 2.4.2. Określenie wielkości ziarna ............................................................................. 57 2.4.3. Zasady automatyzacji metalografii ilościowej ................................................ 59 2.5. Elektronowy mikroskop analizujący (skaningowy) .................................................. 60 2.5.1. Budowa i zasada działania ............................................................................... 60 2.5.2. Rentgenowski spektrometr energetyczny Kevex ............................................. 64 2.5.3. Ilościowa ocena mikrostruktury w SEM ......................................................... 65 2.6. Mikrosonda elektronowa (MAR) .............................................................................. 66 2.6.1. Budowa mikrosondy elektronowej (MAR) ..................................................... 66 2.6.2. Zasada działania mikrosondy elektronowej (MAR) ........................................ 68 2.6.3. Zasady korekcji w MAR .................................................................................. 70 2.6.4. Zastosowanie mikrosondy elektronowej (MAR) ............................................. 71 4 SPIS TREŚCI 2.7. Jonowy mikroskop polowy .................................................................................... 73 2.7.1. Budowa mikroskopu ..................................................................................... 73 2.7.2. Działanie mikroskopu ................................................................................... 74 2.8. Elektronowy mikroskop polowy ............................................................................ 75 Rozdział 3. BADANIA FIZYCZNE ..................................................................................... 77 3.1. Badania radioizotopowe ......................................................................................... 77 3.1.1. Technika atomów znaczonych ...................................................................... 77 3.1.2. Technika aktywacyjna .................................................................................. 78 3.1.3. Defektoskopia  ............................................................................................ 78 3.1.4. Technika autoradiografii ............................................................................... 79 3.2. Spektroskopia mechaniczna ................................................................................... 79 3.2.1. Tarcie wewnętrzne ........................................................................................ 79 3.2.2. Efekt Snoeka ................................................................................................. 79 3.2.3. Teoria Granato-Lücky'ego ............................................................................ 84 3.3. Metody analizy spektralnej .................................................................................... 84 3.3.1. Analiza spektralna – emisyjna ...................................................................... 85 3.3.2. Spektrometr masowy .................................................................................... 87 3.3.3. Spektroskopia elektronów Augera (SEA) ..................................................... 90 3.3.4. Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (RSF) .................................... 90 3.3.5. Rentgenowska analiza fluorescencyjna (RAF) ............................................. 90 3.3.6. Spektroskopia charakterystycznych strat energii (SChSE) ........................... 91 3.3.7. Spektroskopia fotoelektronów wzbudzanych promieniowaniem rentgenowskim (XPS) .................................................................................. 92 3.3.8. Spektrometria mas jonów wtórnych (SIMS) ................................................ 92 Rozdział 4. BADANIA WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH ................................................... 94 4.1. Jednostki stosowane w badaniach mechanicznych ................................................ 94 4.2. Budowa i działanie uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej ............................. 95 4.2.1. Statyczna próba rozciągania ......................................................................... 96 4.2.2. Wyznaczanie granicy sprężystości i modułu sprężystości podłużnej ........... 100 4.2.3. Próba ścinania ............................................................................................... 101 4.2.4. Próba ściskania ............................................................................................. 102 4.3. Badanie twardości .................................................................................................. 102 4.3.1. Metoda Brinella ............................................................................................ 103 4.3.2. Metoda Rockwella ........................................................................................ 104 4.3.3. Metoda Vickersa ........................................................................................... 105 4.3.4. Metoda Poldi ................................................................................................ 107 4.3.5. Metoda Shorea ............................................................................................. 108 4.3.6. Pomiary mikrotwardości ............................................................................... 108 4.3.7. Nanotwardościomierze ................................................................................. 110 4.4. Ocena odporności materiału na pękanie ................................................................. 111 4.4.1. Teoria Griffitha ............................................................................................. 111 4.4.2. Badanie udarności ........................................................................................ 112 4.4.3. Metody określania pracy zarodkowania i wzrostu pęknięcia ....................... 115 4.4.4. Próba liniowo-sprężystej mechaniki pękania ............................................... 115 4.4.5. Metoda COD (krytycznego rozwarcia pęknięcia) ........................................ 116 SPIS TREŚCI 5 4.5. Badanie wytrzymałości zmęczeniowej ................................................................... 117 4.5.1. Krzywe Wőhlera ........................................................................................... 117 4.5.2. Przełom zmęczeniowy .................................................................................. 118 4.5.3. Zapobieganie pękaniu zmęczeniowemu ....................................................... 119 4.6. Badania metali przy podwyższonych temperaturach ............................................. 120 4.6.1. Badania metali przy dużych szybkościach odkształcenia ............................. 120 4.6.2. Badanie pełzania ........................................................................................... 120 4.6.3. Mechanizmy pełzania ................................................................................... 124 4.6.4. Zwiększenie odporności na pełzanie ............................................................ 126 4.7. Badania plastometryczne ........................................................................................ 126 4.7.1. Istota badań plastometrycznych .................................................................... 126 4.7.2. Plastomer krzywkowy .................................................................................. 127 4.7.3. Badania na plastomerze skrętnym ................................................................ 129 4.7.4. Plastometryczne krzywe umocnienia ........................................................... 130 4.8. Metody badań tribologicznych ............................................................................... 131 4.8.1. Istota tribologii ............................................................................................. 131 4.8.2. Maszyny tribologiczne ................................................................................. 131 4.9. Próba przyczepności ............................................................................................... 136 Rozdział 5. BADANIA CIEPLNE ....................................................................................... 137 5.1. Pomiary temperatury .............................................................................................. 137 5.1.1. Termoelementy ............................................................................................. 137 5.1.2. Skalowanie termoelementu ........................................................................... 139 5.1.3. Bezkontaktowe pomiary temperatury ........................................................... 141 5.2. Analizy cieplne ....................................................................................................... 143 5.2.1. Proste analizy cieplne ................................................................................... 143 5.2.2. Jednoczesne analizy termiczne ..................................................................... 146 5.3. Badania dylatometryczne ....................................................................................... 146 5.4. Badania magnetyczne przemian fazowych ............................................................ 149 Rozdział 6. BADANIA DEFEKTOSKOPOWE, NIENISZCZĄCE ........................................... 154 6.1. Metody radiologiczne ............................................................................................. 154 6.2. Metody ultradźwiękowe ......................................................................................... 156 6.3. Metody magnetyczne ............................................................................................. 158 Rozdział 7. PRÓBY TECHNOLOGICZNE .......................................................................... 160 7.1. Próby stosowane do badania blach, płaskowników, taśm i kształtowników .......... 160 7.1.1. Próba tłoczności blachy ................................................................................ 160 7.1.2. Próba zginania technologicznego ................................................................. 161 7.1.3. Próba spłaszczania ........................................................................................ 161 7.1.4. Próba spęczania ............................................................................................ 162 7.2. Próby stosowane do badania jakości rur ................................................................ 162 7.2.1. Próba roztłaczania rury ................................................................................. 162 7.2.2. Próba spłaszczania rur .................................................................................. 162 7.2.3. Próba wtłaczania rury ................................................................................... 163 7.2.4. Próba wywijania kołnierza ........................................................................... 163 7.2.5. Próba zginania rury ....................................................................................... 163 7.2.6. Próba technologiczna rozciągania pierścienia .............................................. 164 6 SPIS TREŚCI 7.3. Próby stosowane do badania jakości drutu ............................................................. 164 7.3.1. Próba przeginania drutu ................................................................................ 164 7.3.2. Próba jednokierunkowego skręcania drutu ................................................... 165 7.3.2. Próba nawijania drutu ................................................................................... 165 Rozdział 8. KOROZJA I BADANIA KOROZYJNE .............................................................. 166 8.1. Istota korozji ........................................................................................................... 166 8.2. Korozja chemiczna ................................................................................................. 166 8.3. Korozja elektrochemiczna ...................................................................................... 167 8.3.1. Ogólna charakterystyka ................................................................................ 167 8.3.2. Szereg napięciowy ........................................................................................ 168 8.3.3. Pasywacja metali .......................................................................................... 170 8.3.4. Krzywe polaryzacji ....................................................................................... 171 8.3.5. Korozja stężeniowa ...................................................................................... 171 8.4. Inne rodzaje korozji ................................................................................................ 173 8.4.1. Korozja wywołana prądami błądzącymi ....................................................... 173 8.4.2. Korozja ziemna (glebowa) ............................................................................ 173 8.4.3. Korozja mikrobiologiczna ............................................................................ 173 8.4.4. Korozja naprężeniowa i zmęczeniowa ......................................................... 174 8.4.5. Korozja w spalinach ..................................................................................... 174 8.4.6. Korozja międzykrystaliczna ......................................................................... 175 8.4.7. Korozja erozyjna .......................................................................................... 175 8.4.8. Korozja wżerowa .......................................................................................... 176 8.5. Ochrona przed korozją ........................................................................................... 176 8.6. Metody badania korozji .......................................................................................... 176 Rozdział 9. METROLOGIA ............................................................................................... 178 Literatura źródłowa i uzupełniająca .............................................................................. 179 Skorowidz ..................................................................................................................... 181