Макроструктурный анализ показывает строение металла и сварного соединения при небольшом увеличении: границы шва и зоны термического влияния, глубину проплавления, непровары, поры, шлаковые включения, трещины и ликвационную неоднородность. Это основной метод оценки качества сварки, когда нужен наглядный и документально подтверждённый результат.
Оценка макроструктуры металла с классификацией дефектов: ликвационные зоны, рыхлость, расслоения.
Как проходит работа
Из вашей заготовки вырезаем темплет поперёк шва — резка ведётся с охлаждением, чтобы не изменить структуру металла.
Поверхность шлифуют, полируют и травят реактивом, выявляющим строение соединения.
Шлиф изучают, фиксируют геометрию шва, зону термического влияния и обнаруженные дефекты.
Что устанавливают ГОСТ 10243-75 и РД 03-495-02 для макрошлифов
ГОСТ 10243-75 распространяется на кованые и катаные углеродистые, легированные и высоколегированные стали и устанавливает методы испытаний и эталонные шкалы для оценки макроструктуры, а также классификацию дефектов макроструктуры и изломов прутков и заготовок диаметром или толщиной от 40 мм (наименьшая сторона) до 250 мм (наибольшая сторона). Необходимость контроля, количество и место отбора проб, нормы допускаемых дефектов определяют стандарты на конкретную металлопродукцию. Макрошлифы контрольных сварных соединений описывает РД 03-495-02 (раздел ниже).
ГОСТ 10243-75: макроструктура стали
Макроструктуру контролируют протравливанием специально подготовленных образцов в растворах кислот — метод основан на различии в травимости бездефектного металла и участков с порами, ликвацией, неоднородностью структуры и другими дефектами — и изломом образцов (п. 1.1). Углеродистую конструкционную сталь с содержанием углерода до 0,3 % по излому не контролируют (п. 1.2).
Темплеты и изломы оценивают осмотром невооружённым глазом; для уточнения классификации дефектов допускается двух-, четырёхкратное увеличение (п. 1.3).
Прутки и заготовки размером до 140 мм контролируют в полном поперечном сечении (п. 2.1.1); размером свыше 140 мм — на перекованных или перекатанных пробах, если стандарты или технические условия не требуют контроля в полном сечении (п. 2.1.2).
Темплеты вырезают перпендикулярно направлению прокатки или ковки через всё сечение, при контроле на продольных образцах — параллельно (п. 2.5.3). Длина продольных темплетов — 100–150 мм (п. 2.5.3), рекомендуемая высота поперечных — 15–40 мм (п. 2.5.4).
Перед травлением поверхность темплета подвергают холодной механической обработке — торцеванию, строганию или шлифованию; она должна быть ровной и гладкой, без поверхностного наклёпа и прижога, а при арбитражных испытаниях шероховатость — не более 20 мкм по ГОСТ 2789-73 (п. 2.6).
Темплеты очищают от грязи и при необходимости обезжиривают; образцы рекомендуется подогревать до 60–80 °C, то есть до температуры раствора (п. 3.2). Рекомендуемые реактивы и режимы травления даны в приложении 1 (п. 3.3): для всех марок стали, кроме приведённых отдельно, — реактив 1, соляная кислота по ГОСТ 3118-77, 50%-ный водный раствор, 60–80 °C, 5–45 мин.
Если металл сильно растравился, испытание повторяют на тех же образцах после снятия поверхностного слоя не менее 2 мм (п. 3.6).
Вид и степень развития дефектов определяют сравнением свежепротравленных образцов с эталонными шкалами (приложение 2) или фотоснимками (приложение 4) (п. 4.1). Каждая шкала состоит из пяти баллов; шкалы 1 и 1а — центральная пористость, 2 и 2а — точечная неоднородность, 3, 3а и 3б — общая пятнистая ликвация, 4 и 4а — краевая пятнистая ликвация, 5 и 5а — ликвационный квадрат, 6 и 6а — подусадочная ликвация, 7 — подкорковые пузыри, 8 — межкристаллитные трещины, 9 — послойная кристаллизация, 10а — светлая полоска (п. 4.2).
Допускается оценка половиной балла (0,5; 1,5 и т. д.); при отсутствии дефектов проставляют балл 0, при грубом развитии — более 5 (п. 4.4).
В протокол вносят марку стали, номер плавки, обозначение стандарта на поставку, сечение и размер заготовки, номер и индекс заготовки и баллы по дефектам (п. 5.1).
РД 03-495-02 — технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства; анализ макрошлифов в нём — один из методов контроля контрольных сварных соединений.
Шлифы вырезают из контрольного соединения равномерно по длине (периметру) шва; для соединений в положениях В1 и В2 — так, чтобы были представлены участки шва, сваренные в нижнем, вертикальном и потолочном положениях (п. 1.13.13).
Цель контроля — выявить внутренние дефекты (трещины, непровары, поры, шлаковые и неметаллические включения и др.), установить размеры дефектов и глубину проплавления шва. Анализируют одну сторону шлифа, вырезанного поперёк шва; поверхность включает сечение шва с зоной термического влияния и прилегающим участком основного металла (п. 1.13.13).
К разрушающим методам контроля, в том числе металлографическим исследованиям, приступают при удовлетворительных результатах визуального и измерительного контроля (п. 1.13.8). Качество считают неудовлетворительным, если выявлены недопустимые внутренние или наружные дефекты (п. 1.14.3).
Стоимость — от 2 890 ₽, расчёт бесплатный. Срок — 1–3 рабочих дня. Результат — протокол установленной формы с описанием структуры и заключением о соответствии требованиям.
Лаборатория в Москве, образцы из регионов принимаем транспортной компанией: +7 (499) 490-66-00, контакты.
Чем макрошлиф отличается от микроструктурного анализа?
Макрошлиф изучают при малом увеличении — он показывает строение шва и крупные дефекты. Микроструктурный анализ ведётся при больших увеличениях и оценивает зерно, включения и фазовый состав.
Какой образец прислать?
Достаточно фрагмента изделия со сварным швом — темплет нужного размера вырежем сами.
Требования к образцам
Стандарт
Форма образца
Размеры, мм
Требования к поверхности
ГОСТ 10243-75
Темплет — поперечный или продольный
Прутки и заготовки диаметром или толщиной от 40 мм (наименьшая сторона) до 250 мм (наибольшая сторона); высота поперечных темплетов 15-40 мм, длина продольных 100-150 мм
Поверхность ровная и гладкая, без поверхностного наклёпа и прижога металла; при арбитражных испытаниях шероховатость не более 20 мкм
Требования приведены по текстам стандартов: ГОСТ 10243-75. Если у вас заготовка, из которой образец ещё надо вырезать, — напишите нам, подскажем по подготовке.
Заявка на испытание: Металлографические исследования макрошлифов
Нужно испытание из этого раздела? Оставьте телефон, а в комментарии опишите задачу — материал, число образцов, стандарт — и мы рассчитаем срок и стоимость.