Metody badania tworzyw metalicznych

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