SM I - Microstructuri Fonte

Fonta maleabila cu grafit in cuiburi si masa metalica feritica

Fonta maleabila cu grafit in cuiburi si masa metalica feritica


Fonta cenusie cu grafit nodular si masa metalica ferito-perlitica


Fonta modificata cu grafit nodular si masa metalica feritica

Fonta modificata cu grafit nodular si masa metalica perlitica

Fonta cenusie cu grafit lamelar si masa metalica ferito-perlitica

Fonta cenusie cu grafit LAMELAR si masa metalica ferito-perlitica

Fonta cenusie cu grafit LAMELAR si masa metalica perlito-cementitica

Fonta cenusie cu grafit LAMELAR si masa metalica perlitica

Fonta alba (Ledeburita + Perlita + Cementita)

Fonta alba (Ledeburita + Perlita + Cementita II)

SM - Microstructuri Oteluri-Carbon

Otel hipereutectoid ( Perlita lamelara si Cementita II- culoare alba)

Otel hipereutectoid (microscop electronic- Perlita lamelara si Cementita II de culoare deschisa)

Otel hipereutectoid

Perlita lamelara ( otel cu 0,77 % C)

BDD- etapele finale ale proiectului

Etapa 6. Identificarea riscurilor pentru fiecare grup de stakeholderi

Astfel, etapele identificare în identificarea riscurilor pentru fiecare grup de stakeholderi sunt următoarele:
· Identificarea unei liste cu riscurile implementării CSR pentru fiecare categoriel de stakeholderi.
· Notarea impactului fiecărui risc de la 1 (scăzut) la 5 (ridicat).
· Notarea posibilităţii de producere a fiecărui risc de la 1 (scăzută) la 5 (ridicată).
· Multiplicarea scorul impact cu scorul probabilităţilor, obţinându-se lista de riscuri prioritare.

in urma realizari acestei etape se poate realiza o lista cu riscurile prioritare pentru luarea de masuri in prisma Dezvoltarii durabile.

Etapa 7. Complectarea chestionarului

Intrebarile chestionarului le puteti gasi pe adresa http://www.noroc-si-fericire.ro/cmupm/

tot acolo puteti afla si o serie de recomanari pentru firma , in functie de raspunsurile intrebarilor, recomandari pe care le puteti utiliza in proiect.

Etapa 8. Identificati pe baza rasounsurilor chestionarului punctele tari si slabe ale firmei din prisma dezvoltarii durabile, pe urmatoarele capitole :

management, strategii, personal, furnizori, materie prima, clienti, societate, mediu.

Etapa 9. In functie de Diagrama de importanţă a aşteptărilor stakeholderilor, a riscurilor determinate si a punctelor slabe identificate in urma complectarii cgestionarului, intocmiti o lista de recomandari cu imbunatatiri pentru politica de dezvoltare durabila a firmei.

recomandari posibile: implementarea standardului ISO de medu, de managementul calitatii, implementarea de coduri etice, etichete ecologice, masuri de protejare a mediului, de cresterea a implicarii sociale, etc...

SPOR LA TREABA !

Strategii manageriale- Factorii de succes ( proiect strategii)

SM I - Constructia diagramelor binare de echilibru

CONSTRUCŢIA DIAGRAMELOR BINARE DE ECHILIBRU


6.1. SCOPUL LUCRĂRII

Lucrarea urmăreşte înţelegerea fenomenelor care stau la baza transformărilor pe care le suferă sistemele de aliaje în condiţiile variaţiei temperaturii, stabilirea temperaturii de turnare şi a posibilităţilor de tratament termic.

6.2. CONSIDERAŢII TEORETICE

Aliajele sunt materiale complexe, obţinute prin difuziunea a două sau mai multe elemente, din care cel puţin unul, şi anume cel de bază, este metal. Elementele care formează aliajul poartă numele de componenţi. Totalitatea aliajelor care se pot obţine din aceiaşi componenţi, dar în proporţii diferite, poartă numele de sistem de aliaje.
Pentru că majoritatea proceselor metalurgice au loc la presiunea atmosferică, care se poate considera constantă, variaţia stării unui sistem de aliaje în funcţie de temperatură şi concentraţie se poate urmării cu ajutorul unor diagrame de echilibru. Diagramele de echilibru reprezintă imagini clare, de ansamblu, ale proceselor care se petrec în timpul cristalizării aliajelor, în condiţiile unei răciri foarte lente. Ele arată temperaturile sau intervalele de topire, respectiv de solidificare, ale aliajelor, precum şi toate transformările care vor avea loc în stare solidă.
Deoarece proprietăţile tehnologice şi mecanice ale aliajelor sunt determinate în mare măsură de microstructura lor, cunoaşterea diagramelor de echilibru este foarte importantă din punct de vedere ştinţific şi practic, ele indicând dacă proprietăţile unui aliaj mai pot fi îmbunătăţite sau nu prin aplicarea unor tratamente termice.
Diagramele de echilibru se construiesc în coordonate temperatură-concentraţie. Pe ordonată se trec temperaturile, iar pe abscisă concentraţia de la 0 la 100%. Astfel, o orizontală trasată în câmpul diagramei de echilibru va reprezenta o temperatură constantă, adică o izotermă, o verticală va reprezenta un aliaj de o anumită concentraţie, iar un punct va reprezenta un aliaj la o anumită temperatură. Domeniile diagramei corespund stărilor omogene ale sistemului, adică fazelor, liniile diagramei despărţind domeniile între ele.
Diagramele de echilibru se construiesc pe cale experimentală, prin diferite metode. Dintre metodele utilizate pentru trasarea diagramelor de echilibru (metoda magnetică, electrică, dilatometrică, etc.), cea mai simplă şi în acelaşi timp suficient de precisă este metoda analizei termice. Metoda analizei termice permite determinarea punctelor de transformare din stare lichidă în stare solidă, ca şi a punctelor de transformare în stare solidă, prin trasarea curbelor de răcire, pe care vor apare inflexiuni sau paliere. Pentru aceasta, cele două metale pure şi câteva aliaje ale sistemului, se încălzesc până la topirea completă, după care se lasă să se răcească. În timpul răcirii se măsoară temperatura lor şi după datele obţinute se construiesc curbele de variaţie a temperaturii în funcţie de timp (curbele de răcire). Apoi punctele critice de pe curbele de răcire se transportă pe diagrama de echilibru construită în coordonate temperatură-concentraţie. Prin unirea punctelor respective se obţin liniile diagramei.
Topirea metalelor şi aliajelor se realizează în cuptoare electrice cu creuzet, iar temperatura se măsoară cu ajutorul pirometrului termoelectric.
Cuptoarele electrice cu creuzet folosite în acest caz sunt cuptoare cu rezistenţă electrică (fig.6.1), la care încălzirea se face cu o spirală crom-nichel 1, montată în jurul creuzetului cu şamotă 3. La trecerea curentului electric, rezistenţa se încălzeşte şi degajă o cantitate de căldură ce se poate determina cu relaţia :

În care Q este cantitatea de căldură (J);
R - rezistenţa electrică ();
I - intensitatea curentului (A);
t - timpul (s).
Căldura produsă încălzeşte creuzetul 3 în care se topeşte materialul metalic 4. Pentru a se păstra căldura, creuzetul se montează într-o manta metalică 5 căptuşită cu material calorifug 2, de exemplu cu vată de azbest.

Pirometrul termoelectric (fig.6.2) se compune din termocuplul T şi milivoltmetrul sau galvanometrul G. Termocuplul este construit din două sârme de metal sau aliaje diferite ce au capetele sudate în punctul a. Celelalte două capete b şi c sunt legate cu ajutorul conductorilor de legătură la galvanometru.

Dacă se încălzeşte sudura termocuplului, în circuit ia naştere un curent termoelectric a cărui mărime este înregistrată de milivoltmetru. Milivoltmetrul este alcătuit dintr-un magnet fix cu polii N şi S, dintr-o bobină mobilă B şi un cilindru C, construit din fier moale, instalat în interiorul bobinei. Cele două capete ale axului se sprijină pe reazeme care dau posibilitatea bobinei să se rotească în jurul axei sale. Rama bobinei are un ac indicator, care se mişcă pe o scară cu diviziuni. Curentul electric ce se dezvoltă în termocuplu, trecând prin bobină formează în jurul ei un câmp magnetic. Din interacţiunea acestui câmp magnetic cu cel al magnetului permanent rezultă un moment mecanic care roteşte bobina împreună cu acul indicator. Cu cât temperatura va fi mai mare cu atât forţa electromotoare va fi mai mare şi acul indicator se va deplasa mai mult. În cazul în care galvanometrul nu este etalonat direct în grade, atunci el trebuie să aibă o curbă sau un tabel de creştere a temperaturii în raport cu tensiunea. Dintre diferitele termocupluri cele mai întrebuinţate sunt:
- cupru-constantan, pentru temperaturi cuprinse între (200...400)C;
- fier-constantan, pentru temperaturi până la 600C;
- crom-nichel-constantan, pentru temperaturi până la 800 C;
- cromel-alumel, pentru temperaturi până la 950C;
- platină-platinrhodiu, pentru temperaturi până la 1200C şi pentru scurtă durată chiar până la 1600C.

6.3. MODUL DE LUCRU

Cu ajutorul instalaţiei din laborator se poate trasa, prin metoda analizei termice, diagrama de echilibru a sistemului Pb-Sb. Instalaţia este compusă din 4 cuptoare electrice cu creuzet în care se găsesc: plumb pur, un aliaj de plumb cu 10% stibiu, un aliaj de plumb cu 13% stibiu şi un aliaj de plumb cu 20% stibiu. Pentru urmărirea modului în care variază temperatura se folosesc 4 termocuple de tip cromel-alumel, legate la bornele a 4 milivoltmetre ce au scala indicatoare etalonată direct în grade Celsius. Măsurarea timpului în care se răcesc aliajele se face cu ajutorul a 4 cronometre.
Pentru executarea lucrării:
-se identifică instalaţia de încălzire, creuzetele şi aparatele indicatoare corespunzătoare;
-se conectează instalaţia de încălzire la reţea şi se cuplează fiecare creuzet în parte, prin apăsarea pe butoanele verzi ;
-se urmăreşte ca prin încălzire să nu se depăşească temperatura de 400C;
-la atingerea temperaturii de 400C se decuplează individual fiecare creuzet prin apăsare pe butonul roşu ;
-se măsoară din 30 în 30 de secunde temperatura din interiorul fiecărui creuzet până la atingerea temperaturii de 200C.
Datele obţinute se trec în tabelul 6.1.

Pe baza datelor din tabel se construiesc curbele de răcire pentru fiecare din cele 4 aliaje.
Se transpun punctele critice, determinate cu ajutorul curbelor de răcire, în câmpul diagramei de echilibru a sistemului. Se unesc între ele punctele critice de aceiaşi semnificaţie.
Observaţie: pentru a se evita erorile de paralaxă, în timpul citirii valorilor temperaturii, se va privi perpendicular pe cadranul aparatului indicator.

6.4. REZULTATE

Trasarea diagramei de echilibru şi a curbelor de răcire se va face pe hârtie milimetrică. Se vor nota punctele diagramei şi se vor stabili semnificaţiile liniilor. Se vor completa domeniile diagramei. Se va compara diagrama obţinută experimental cu cea teoretică.

nu se tin ore in saptamana 10.11.2008 - 15.11.2008

In saptamana 10.11.2008 - 15.11.2008 nu se tin laboratoarele la SM I, si seminariile la Marketing si Strategii manageriale.

SM I - Defectoscopia cu ultrasunete

DEFECTOSCOPIA CU ULTRASUNETE


1. Scopul lucrării

Defectoscopia ultrasonică se ulilizează la controlul pieselor metalice obţinute prin turnare, deformare plastică, sudare precum şi la controlul unor piese nemetalice.
Permiţând atât identificarea cât şi localizarea defectelor, defectoscopia ultrasonică prezintă o importanţă deosebită, motiv pentru care lucrarea de faţă0 îşi propune însuşirea de către studenţi a cunoştinţelor necesare lucrului cu această metodă.

2. Consideraţii generale
Defectoscopia ultrasonică este procedeul de încercare nedistructivă a metalelor şi materialelor, la care se folosesc ultrasunete cu anumite caracteristici optime pentru punerea în evidenţă a defectelor.
2.1. Ultrasunetele sunt vibraţii ale mediilor elastice de frecvenţă superioară celei care produce senzaţie auditivă ( 20*103Hz) şi inferioară frecvenţei hipersunetelor ( 1010 Hz). Ultrasunetele se propagă sub formă de undă elastică. În scopul defectoscopiei se folosesc două tipuri de unde ultrasonice:
- unde longitudinale – unde la care direcţia oscilaţiei particulelor şi direcţia propagării sunt paralele (fig.9.1.a).
- unde transversale – unde la care direcţia oscilaţiei particulelor şi direcţia propagării sunt perpendiculare (fig.9.1.b).

Undele longitudinale se pot forma atât în solide cât şi în fluide, iar undele transversale numai în solide.
În funcţie de mediul în care se formează se obţin diferite proprietăţi ale ultrasunetelor:
- viteza de propagare în solide este diferită în funcţie de tipul undei şi de calitatea materialului. Factorii care influenţează viteza de propagare a undei ultrasonice în solide sunt frecvenţa ( c~f) şi temperatura ( c~1/t).
- intensitatea ultrasunetului este cantitatea de energie acustică care trece în unitatea de timp prin unitatea de suprafaţă. Este proporţională cu densitatea mediului “ρ”, cu viteza de propagare “c“, cu amplitudinea “a”, cu pulsatia “ω” şi se exprimă în w/m2.
- reflexia şi refracţia ultrasunetului se produce datorită faptului că are lungimea de undă mică şi se propagă în linie dreaptă. O discontinuitate în mediu produce reflaxiasau refracţia undelor ultrasonice.
- atenuarea undelor ultrasonice apare în toate mediile reale de propagare. Ea este provocată de absorbţie şi difuzie. Prin absorbţie acustică se înţelege transformarea energiei acustice în energie termică prin diferite procese, iar prin difuzie o împrăştiere a energiei în mediul în care se propagă unda. Atenuarea undelor ultrasonice este diferită la acelaşi tip de metal în funcţie de starea de prelucrare a acestuia ( turnat, forjat, deformatla rece, tratat termic), care determină o anumită structură internă.
2.2. Producerea ultrasunetelor. Ultrasunetele folosite în defectoscopia metalelor sunt generate cu oscilatoare piezoelectrice.
Fenomenul piezoelectric constă în faptul că unele cristale supuse unor eforturi dezvoltă pe feţele lor sarcini electrice. Semnul sarciniidepinde de tipul deformaţiei ( intindere sau compresiune). Efectul piezoelectric este reversibil, ceea ce înseamnă că aplicarea unei tensiuni pe feţele cristalului se va dezvolta în cristal o forţă care va duce la deformarea suprafeţelor. Dacă tensiunea este alternativă, se vor produce vibraţii cu o frecvenţă egală cu cea a tensiunii aplicate. Proprietăţile piesoelectrice se manifestă mai puternic la următoarele cristale folosite în practică: cuarţ (SiO2) titanat de bariu (BaTiO3), tartrat dublu de sodiu şi potasiu, etc.
Plăcuţele piezoelectrice sunt montate într-un ansamblu numit palpator. După destinaţie palpatoarele pot fi normale şi înclinate (fig.9.2.).

Elementele componente sunt: oscilatorul piezoelectric 1, electrodul 2, plăcuţă protectoare 3, legătură electrică 4, corp de amortizare 5, corpul papatorului 6, fişă pentru cuplaj 7, pană de refracţie (plexiglas) 8.
2.3. Aparatele folosite în vederea determinării defectelor cu ultrasunete se numesc defectoscoape ultrasonice.Un defectoscop ultrasonic (fig.9.3.) funcţionează astfel:

Generatorul de înaltă frecvenţă 2 produce un impuls de scurtă durată, care transformat în palpatorul 6 produce unda ultrasonică în piesa 7. Unda reflactată este recepţionată de palpator şi transformată într-un impuls electric, amplificat în amplificatorul 4 şi aplicat plăcilor orizontale de reflecţie ale tubului catodic 5. Generatorul de impulsuri 1 asigură deplasarea sincronă, odată cu emisia impulsului, a unui baleiaj prin blocul de baleiaj 3, care aplicat între plăcile verticale de deflecţie ale tubului catodic 5 formează baza de timp.
Modul de prezentare pe ecranul tubului catodic este de obicei de două feluri:
-prezentarea A – având pe abscisă timpul de parcurs al impulsului şi pe ordonată intensitatea ultrasonică fig.9.4.a.
-prezentarea B – având pe abscisă drumul efectuat de palpator şi pe ordonată timpul de parcurs al ultrasunetului fig.9.4.b.

2.4. În practică se folosesc frecvent următoarele metode de defectoscopie:
- metoda ecoului, foloseşte trenuri foarte scurte de unde, alcătuite din oscilaţii puternic amortizate şi integrate (fig.5.a.), care se succed cu o frecvenţă suficient de mare, pentru a putea forma pe ecranul unui tub catodic cu remanenţă o imagine permanentă. Se folosesc palpatoare de emisie-recepţie (ER) cu frecvenţe mari (f>1MHz). Tehnica de examinare şi apariţia impulsurilor este prezentată pentru un palpator normal în fig.9.5.b., iar pentru un palpator înclinat în fig.9.5.c. Cu 1 s-a notat impulsul iniţial, cu 2 impulsul recepţionat în urma reflexiei la baza piesei, iar cu 3 impulsul reflectat datorită unui defect.

- metoda umbrei foloseşte pentru cercetarea pieselor tot impulsuri întrebuinţând însă un palpator de emisie E şi unul de recepţie R. Tehnica de examinare prin această metodă cu palpatoare normale este prezentată în fig. 9.6.a., iar cu palpatoare înclinate în fig.9.6.b. Existenţa unui defect se observă prin apariţia cu o înălţime mai mică a impulsului recepţionat, deoarece palpatorul R nu mai recepţionează întreaga intensitate a undei emise. Sensibilitatea acestei metode este mai mică faţă de metoda ecoului.
- metoda rezonanţei foloseşte unde ultrasonice a căror frecfenţă este reglabilă. Practic se măsoară frecvenţa la care apare rezonanţă în zonele examinate, în care caz se formează unde staţionare. Metoda se aplică în următoarele scopuri: controlul grosimii pieselor, controlul gradului de coroziune a unor piese metalice, determinarea defectelor la piese subţiri accesibile dintr-o singură parte.

3. Utilaj aparatură şi materiale folosite
3.1. Defectoscopul din dotare este de tip DI-4T. Poate lucra cu metoda impuls ecou şi cu metoda umbrei. Alimentarea se face de la o sursă de 12V c.c. fiind dotat cu alimentator dar putând funcţiona şi cu baterii.
Domeniul maxim de control în oţel este de 10m cu metoda impuls ecou şi 20m cu metoda umbrei, iar zona moartă este sub 5 mm. Defectoscopul are amplificare calibrată până la 79 dB, iar frecvenţa de lucru poate varia în limitele 0,8-12 MHz. Se poate utiliza la piese metalice, ceramice şi mase plastice.
Tabloul de comandă al aparatului este prezentat în fig.9.7.

După pornirea aparatului cu butonul 9 se reglează domeniul de adâncime, care dorim să apară pe ecranul tubului catodic prin butoanele 12. ( 1; 2.5; 5 cm cu posibilităţi de multiplicare cu 10 sau 100). Reglarea intensităţii se face prin butoanele 2 şi 3 care schimbă intensitatea în trepte de 10 db respectiv 1 dB. Pentru a aduce impulsul iniţial la zero pe scara gradată a ecranului folosim butonul de defazaj 7, iar pentru a aduce ecoul la capătul scalei manevrăm cu butonul 13. Pentru a obţine o imagine clară trebuie eliminaţi paraziţii ecoului cu filtrul 6 sau cu butonul 14. Dacă apar pe ecran ecouri care se întorc prea târziu de la palpator aşa numitele “ecouri fantomă”, care pot induce în eroare operatorul, se apasă butonul 11 şi aceste ecouri dispar. Apăsând butoanele 10 (1, 2) se lucrează cu amplitudini maximale deci cu sensibilitate mărită. Cu butonul 8a şi 8b se poate rgla o diafragmă de lăţime dorită pe scala aparatului, corespunzătoare zonei pe care dorim să o controlăm. Dacă apare un semnal în intriorul diafragmei aparatul emite un semnal sonor de atenţionare.
3.2. Palpatoarele care intră în dotarea aparatului sunt normale şi înclinate cu unghi fix şi variabil. Pe corpul palpatoarelor sunt marcate simboluri care ne dau indicaţiile necesare la alegerea lor pentru control. Astfel apare o cifră care indică frecvenţa în MHz urmată de o literă care arată felul undelor produse ( L-longitudinale, T-transversale). Urmează un alt grup de cifre care arată unghiul de refracţie a undelor, încă un grup de cifre care arată diametrul oscilatorului piezoelectric şi în sfârşit o literă care arată natura oscilatorului ( K-cuart, C-ceramic).
Exemplu de simbolizare: 2 LOo 20 C
2- frecvenţa de lucru 2 MHz
L- unde longitudinale
00- unghiul de refracţie în oţel
20- diametrul oscilatorului 20 mm
C- oscilator ceramic

Transmiterea ultrasunetelor de la palpator în piesă este îngreunată de stratul de aer intercalat, care produce la o grosime de numai 1μm o reflectare totală a undei. Acest strat de aer se elimină folosind un mediu cuplant care poate fi ulei, apă, vazelină etc.
Aparatul mai are în dotare un alimentator, husă de transport, cabluri de legătură, blocuri de calibrare.

4. Modul de lucru
4.1. Tehnica de lucru. Tehnica de determinare a defectelor cu ultrasunete cuprinde mai multe faze care vor fi prezentate în cele ce urmează.
4.1.1. Reglarea şi verificarea defectoscopului. Aceasta constă în reglarea optimă a parametrilor defectoscopului cu ajutorul blocurilor de calibrare A1, A2, A3, A4, A5 STAS 7802-79. Cel mai frecvent utilizat bloc de calibrare este blocul A1 conf. STAS 7802-79 (fig.9.8.)
Reglarea şi verificarea defectoscopului cu blocul A1 se excută conf. tabelului 9.1.

4.1.2. Controlul palaptoarelor se excută conf. tabelului 9.2.

4.1.3. Defectoscopia ultrasonică a metalelor, adică încercarea propriu-zisă de defectoscopie, urmăreşte a determina următorii parametrii ai defectului: poziţia, mărimea şi natura acestuia. Poziţia defectului se determină de obicei prin metoda geometrică, faţă de un reper fix (suprafata de incercat). Determinarea mărimii şi naturii defectului se face greoi, intervenind mulţi factori care pot duce la nesiguranţă şi o interpretare eronată.
Condiţiile tehnice, procedeele de examinare şi apreciere a defectelor la controlul ultrasonic manual sunt stabilite în:
- STAS 8866-82 pentru laminate din oţel
- STAS 9552-74 pentru îmbinările sudate cap la cap prin topire
- STAS 10836-77 pentru îmbinările sudate în colţ prin topire
4.2. Desfăşurarerea lucrării. După însuşirea de către studenţi a noţiunilor teoretice şi a tehnicii de lucru se va trece în laborator la:
4.2.1. familiarizarea cu aparatura din laborator şi cunoaşterea comenzilor de pe tabloul de comandă al acestuia.
4.2.2. reglarea şi verificarea defectoscopului cu blocul de calibrare A1 conf. tabelului 9.1.
4.2.3. controlul palpatoarelor folosite în laborator conf. tabelului 9.2.
4.2.4. controlul defectoscopic a unor laminate conf. STAS 8866-82 prin procedeul de examinare cu ecouri repetate adică:se utilizează palpator normal de unde longitudinale

- suprafaţa de examinare se curăţă de oxizi, praf, vopsea sau alte corpuri străine.
- Se calibrează baza de timp, reglând aparatul în aşa fel ca pe ecran să apară trei ecouri de fund echidistante, astfel încât distanţa dintre ecoul de emisie şi primul ecou de fund să fie suficientă pentru a permite decalarea netă între ecou de fund şi ecou de defect (fig.9.9.)
- se reglează energia impulsului pentru o
zonă din laminat fără defecte astfel: pentru gosimi sub 60 mm înălţimea celui al doilea ecou de fund se aduce la 100% din înălţimea ecranului, iar pentru grosimi peste 60 mm înălţimea primului ecou de fund se aduce la 100% din înălţimea ecranului
- se consideră defect toatesemnalele pentru care K>0,5 ( K – raportul dintre înălţimea ecoului de defect şi înălţimea ecoului de fund corespunzător aceleaşi reflexii)se mai apreciază: suprafaţa defectelor defectate, numărul de defecte pe unitatea de suprafaţă sau lungime şi numărul de defecte pe suprafaţa totală controlată

SM I - imagini pt L 2

Masina de dibitat cu disc abraziv

Masini de debitat

Taiere cu disc abraziv

Strunjire frontala cu cutit de stung

Taierea cu cleste a unei table din aluminiu

Taierea cu flacara

Nivelare prin pilire

Nivelare prin pilire (debavurare)

Slefuire mecanica la masina cu ax vertical

Lustruirea unei bare




Exemple piese metalice lustruite

SM I - Pregatirea probelor metalografice - L2

LUCRAREA NR. 2

PREGĂTIREA PROBELOR METALOGRAFICE


2.1. SCOPUL LUCRĂRII

Lucrarea urmăreşte însuşirea de către studenţi a cunoştinţelor teoretice privitoare la pregătirea probelor metalografice, în acelaşi timp cu deprinderea practică a modului de lucru legat de prelevarea, pregătirea suprafeţei şi atacul metalografic al probelor. Aceste deprinderi şi cunoştinţe vor fi folosite de-a lungul întregii activităţi din laboratorul de studiul materialelor, pregătirea probelor fiind o etapă obligatorie înainte de cercetarea la microscopul metalografic.

2.2. CONSIDERAŢII TEORETICE

Examinarea structurii materialelor metalice se face în lumină reflectată. Suprafaţa cercetată va fi special pregătită pentru realizarea condiţiilor optime de observare a structurii respective.
Pregătirea probelor metalografice se desfăşoară în trei etape:

1 - prelevarea (extragerea) probelor.
2 - pregătirea suprafeţei de examinat prin:
-nivelare ;
-şlefuire ;
-lustruire.
3 - atacul metalografic.

2.2.1. Prelevarea probelor
Locul prelevării probei trebuie să fie ales astfel încât eşantionul să fie reprezentativ pentru materialul studiat. Neexistând o regulă generală pentru alegerea acestui loc, el se va stabili în funcţie de natura, forma şi mărimea piesei, de tratamentele mecanice sau termice la care a fost supus materialul. Indicaţii privind modul de prelevare a probelor metalografice sunt date în STAS 4203-74 "Luarea şi pregătirea probelor metalografice".
De la piesele care au cedat în serviciu se iau probe din zona de rupere, iar pentru comparare se vor preleva probe şi din zonele învecinate, sănătoase. Eşantioanele prelevate din piese turnate trebuie să fie luate din zonele caracteristice de cristalizare şi din zonele cu diferite segregaţii. Pentru piesele tratate superficial (termic, termochimic sau mecanic) secţiunea pregătită a probei va trebui să conţină atât stratul superficial, cât şi straturile inferioare, pentru a putea fi comparate între ele.
Modul prin care se extrage proba din piesă are o mare importanţă. Tăierea se va face cu respectarea următoarelor condiţii:
-să nu producă transformări ale structurii;
-să realizeze o suprafaţă plană;
-să asigure păstrarea cantitativă şi calitativă a constituenţilor structurali.
Se vor evita deci, procedeele mecanice care produc deformări puternice ale materialului (tăierea cu dalta sau cu foarfeca) şi procedeele de tăiere cu flacără (care, prin încălzirea puternică a materialului, duc la modificări structurale). Dacă totuşi se utilizează aceste moduri de extragere a probelor, zona afectată de schimbări va fi îndepărtată prin aşchiere (strunjire, frezare, rabotare, cu răcire abundentă). Tăierea corectă se realizează cu fierăstrăul mecanic sau prin aşchiere, răcind energic zonele tăiate (cu apă, emulsie de săpun, ulei, aer comprimat,etc.). Materialele foarte dure se taie cu discuri abrazive sau prin procedee neconvenţionale (electroeroziune). Probele din materiale fragile şi casante se pot lua prin lovire cu ciocanul.

Forma probelor poate fi cubică, prismatică, cilindrică, iar dimensiunile ei vor fi mici (fig.2.1), de 10...15mm pentru latură sau diametru.
Pentru ca la operaţiile de prelucrare ulterioară suprafaţa ce va fi obţinută să fie plană, se recomandă ca înălţimea probei să fie mai mică decât dimensiunile celelalte.

Fig.2.1. Dimensiuni recomandate pentru probele metalografice

Fig.2.2. Fixarea probelor metalografice de dimensiuni mici:
a-cu cleme; b-în rame; c,d-prin înglobare în răşini sintetice sau aliaje uşor fuzibile.

Dacă marginile probei nu se studiază, vor fi rotunjite sau teşite uşor prin polizare sau pilire, pentru a se evita deteriorarea hârtiei abrazive sau a discului de lustruit. Probele de dimensiuni mici se prind în cleme metalice, în rame, sau vor fi fixate în răşini sintetice sau aliaje uşor fuzibile (fig.2.2).

2.2.2. Pregătirea suprafeţei ce va fi examinată
Suprafaţa pregătită a probelor trebuie să fie plană, să nu prezinte urme de lovituri şi zgârieturi, sau corpuri străine introduse în timpul operaţiei de pregătire. Cele trei etape de pregătire a suprafeţei sunt:

A - NIVELAREA.

B - ŞLEFUIREA.

C - LUSTRUIREA.

A. Nivelarea se execută prin pilire sau polizare. Dacă proba a fost tăiată cu ajutorul maşinilor-unelte sau cu fierăstrăul de mână, această etapă nu mai este necesară. Se va lucra cu grijă pentru a se evita încălzirea şi deformarea suprafeţei.
B. Şlefuirea se execută cu materiale abrazive (hârtii abrazive) având fineţea granulelor abrazive din ce în ce mai mare. Şlefuirea probelor se poate executa manual sau mecanic. La şlefuirea manuală, hârtiile abrazive de diferite granulaţii, din ce în ce mai fine, vor fi aşezate pe o placă plană, iar probei i se va imprima o mişcare de translaţie şi va fi frecată de hârtie numai într-o singură direcţie, apăsarea fiind uşoară. În cazul şlefuirii mecanice, hârtiile abrazive se vor aşeza pe discuri ce se rotesc cu viteze periferice de până la 10m/s, pentru materiale dure şi până la 5m/s, pentru materiale moi.
În general şlefuirea se execută în 5-6 etape. Se începe cu hârtii de granulaţie 16 sau 12, se continuă cu cele de granulaţii mai fine, ajungându-se până la hârtii extrafine M28, M20. În timpul şlefuirii proba se ţine cu mâna, excluzându-se astfel posibilitatea încălzirii peste 60C a probei, şi se apasă uşor. Şlefuirea pe fiecare hârtie se execută numai într-o singură direcţie şi se continuă până la eliminarea rizurilor produse de şlefuirea anterioară. Când acest obiectiv e atins, hârtia abrazivă se schimbă cu una mai fină, piesa se roteşte cu 90 faţă de direcţia de şlefuire pe hârtia anterioară şi procesul continuă. La schimbarea hârtiilor abrazive proba trebuie curăţată cu atenţie (prin spălări şi uscare prin tamponare) pentru a se evita ca particule din hârtia folosită anterior să rămână pe suprafaţa ce se şlefuieşte şi să continue procesul de abraziune.
C. Lustruirea are drept scop îndepărtarea ultimelor zgârieturi, foarte fine, şi formarea unui luciu perfect al suprafeţei pregătite. Operaţia se poate executa pe maşini de şlefuit mecanice sau prin procedeul electrolitic.
Lustruirea mecanică se face pe un disc rotitor a cărui turaţie este de 1000rot/min pentru materialele dure şi 400rot/min pentru materialele moi. Suprafaţa discului se acoperă cu postav, iar acesta va fi umezit continuu, prin picurare sau pulverizare, cu un abraziv foarte fin în suspensie în apă. Ca abraziv se utilizează granule de alumină (Al2O3), oxid de crom, oxid de magneziu, praf de diamant (pentru materiale foarte dure). În cursul lustruirii proba trebuie apăsată uşor şi rotită încet sau deplasată contra sensului de rotaţie a discului, pentru a se evita smulgerea incluziunilor şi zgârierea probei. După 3...5 minute lustruirea poate fi terminată, la microscop verificându-se dacă a fost obţinută o suprafaţă perfect lucioasă şi lipsită de zgârieturi. Dacă lustruirea e terminată, proba se curăţă atent prin spălare în apă şi apoi în alcool etilic, se usucă prin tamponare cu vată, hârtie de filtru sau în curent de aer cald. Pe o probă astfel pregătită, fără a mai fi necesar un atac metalografic, se pot studia incluziunile nemetalice (oxizi, sulfuri, nitruri, grafitul din fonte), porozităţile, microfisurile.
Lustruirea electrolitică se bazează pe dizolvarea selectivă a asperităţilor prin pierderea de metal ce are loc într-un circuit electric de electroliză, în care proba este legată la anod (fig.2.3). Acest procedeu modern prezintă o serie de avantaje:
- necesită o şlefuire anterioară mai puţin pretenţioasă;
- se face în timp scurt (0,5...2minute);
- proba nu se încălzeşte;
- suprafaţa e ferită de impurităţi

Fig.2.3. Schema lustruirii electrolitice

Fig.2.4 prezintă schema instalaţiei pentru lustruirea electolitică. Eşantionul este legat ca anod într-o celulă de electroliză. Peste microridicăturile suprafeţei densitatea de curent este mare şi se produce nivelarea suprefeţei prin dizolvare anodică. În unele cazuri proba lustruită electrolitic se poate obţine gata atacată şi poate fi studiată la microscop.

2.2.3. Atacul metalografic
Structura metalografică a probei lustruite se pune în evidenţă în urma atacului cu reactivi metalografici. În funcţie de materialul probei, se utilizează o mare varietate de reactivi metalografici (vezi tabelul 2.1). Aceştia, în contact cu suprafaţa lustruită a probei, dizolvă sau colorează diferit constituenţii structurali, developând astfel structura. Atacul se poate face prin imersarea piesei în reactiv sau prin tamponare cu vată îmbibată în reactiv. În mod normal, proba se consideră atacată când şi-a pierdut luciul metalic. După punerea în evidenţă a structurii prin atac cu reactivi, probele se spală cu apă, apoi cu alcool etilic şi se uscă prin tamponare uşoară pe hârtie de filtru sau în curent de aer cald.
Eşantionul lustruit şi neatacat, sau insuficient atacat, apare la microscop sub forma unui câmp luminos. În cazul atacului insuficient (fig.2.5) stratul ecruisat ca urmare a lustruirii nu este înlăturat şi suprafaţa probei se prezintă ca un câmp integral luminos. În urma atacului uşor al unei probe cu o structură monofazică (fig.2.5.b) limitele dintre grăunţii cristalini, dispunând de o energie liberă mai mare şi de un potenţial de electrod mai negativ decât restul grăuntelui, se atacă mai puternic. Aceste adâncituri dispersează lumina şi zonele respective vor apare mai închise la culoare. Dacă atacul se prelungeşte, din cauza anizotropiei, unii grăunţi cristalini se vor ataca mai puternic (fig.2.5.c) şi vor apare în nuanţă mai închisă. În cazul în care structura e formată din mai mulţi constituenţi, aceştia vor fi atacaţi diferit de către reactivi. La microscop vor apare în culori şi nuanţe diferite.
Pentru obţinerea unor contraste puternice se vor utiliza reactivi mai diluaţi şi un timp de atac mai îndelungat. Pentru măriri mari atacul va fi slab, pentru că puterea separatoare verticală a microscopului scade cu creştera măririi, neputându-se pune în evidenţă detalii aflate în plane orizontale prea îndepărtate unul de altul. La măriri mici însă, atacul se efectuează energic.

Tabelul 2.2

Fig.2.5. Reflexia razelor de lumină şi imaginea suprafeţei unei probe monofazice
a - insuficient atacată; b - atacată uşor; c - puternic atacată.

2.3. MODUL DE LUCRU

Se vor recunoaşte principalele părţi componente ale maşinii pentru debitat probe metalografice şi fiecare student va realiza o operaţie de debitare.
Se va studia modul de prindere, cu ajutorul răşinilor sintetice, a probelor de dimensiuni mici.
Fiecare student va realiza şlefuirea unei probe. După fiecare etapă a şlefuirii, după lustruirea finală şi după atacul metalografic în referat se vor schiţa imaginile observate la microscop.
Se va efectua atacul metalografic al probelor lustruite, folosindu-se diferiţi timpi de atac şi se vor schiţa imaginile obţinute la microscop.

2.4. REZULTATE
Referatul lucrării va conţine:
-partea teoretică: principiii teoretice referitoare la prelevarea, pregătirea suprafeţei şi atacul metalografic al probei;
-partea practică: -schiţa maşinii pentru debitat probe metalografice;
-schiţa aparatului pentru şlefuirea mecanică;
-schiţe ale modului de fixare a probelor de dimensiuni mici;
-rezultatele observaţiilor făcute la microscop după fiecare etapă a şlefuirii, lustruirii şi atacului metalografic.

adresa site Revista de Inginerie Economica

Despre Revista de Management si Inginerie Inginerie Economica aflati detalii la : http://www.amier.org/ .

SM I - imagini rupturi

fisura in metal

rupere la oboseala


rupere tenace


rupere fragila

rupere fragila- detaliu

schematizarea aparitiei fisurilor la ruperea la oboseala

rupere fragila

fisuri in metal

arc rupt la oboseala