C, hyđrụ thoỏt ra mạnh, gõy ra nứt Đốm trắng là phế phẩm khụng chữa được, nú
2.6.2 Thực hành thớ nghiệm
* Cỏch chuẩn bị mẫu để xem tổ chức tế vi của kim lọai:
Để quan sỏt được tổ chức của kim lọai, hợp kim ta phải mài mẫu, đỏnh búng mẫu. Dựa theo nguyờn tắc phản xạ ỏnh sỏng từ bề mặt nhẵn của mẫu qua hai hệ thống vật kớnh và thị kớnh của kớnh hiển vi quang học. Cỏc tia tới gặp mặt phẳng ngang sẽ phản xạ lại vuụng gúc với mặt mẫu qua vật kớnh, thị kớnh tới mắt nờn ta nhỡn thấy sỏng, cỏc tia tới gặp mặt nghiờng phản xạ lại sẽ khụng đi vào vật kớnh khụng tới được mắt nờn ta thấy tối. Nếu mẫu được mài nhẵn búng thỡ toàn bộ ỏnh sỏng được phản xạ lại và ta thấy toàn màu sỏng, trừ một số pha khụng phản xạ ỏnh sỏng như graphit trong gang. Nếu mẫu được tẩm thực thỡ vựng biờn giới và cỏc pha mềm bị ăn mũn nhanh sẽ lỏm xuống tạo ra mặt phẳng nghiờng, ỏnh sỏng khụng đi vào vật kớnh nờn cú màu tối. Trờn kớnh hiển vi ta sẽ nhỡn được tổ chức của pha sỏng, tối và cỏc đường biờn giới hạt màu tối. Chuẩn bị mẫu để xem tổ chức của kim lọai và hợp kim thực hiện theo cỏc bước sau:
- Chọn và cắt mẫu: Việc lấy mẫu phải phục vụ cho mục đớch nghiờn cứu. Vớ dụ: khi muốn quan sỏt sự thay đổi tổ chức từ bề mặt vào lừi, ta phải cắt theo tiết diện ngang, cũn muốn nghiờn cứu tổ chức dạng thớ, sợi, ta phải cắt theo dọc trục,…khi cắt mẫu, cú thể dựng mỏy cắt kim loại như mỏy tiện , phay,… cưa mỏy, cưa tay,… Cỏc mẫu quỏ cứng cú thể dựng đỏ mài để cắt, với thộp đó tụi, gang trắng, hợp kim cứng khi cắt bằng đỏ mài phải chỳ ý làm nguội trong quỏ trỡnh cắt (nhiệt độ khi cắt khụng quỏ 1000C) nếu khụng sẽ làm thay đổi tổ chức bờn trong của nú. Nếu mẫu cú kớch thước nhỏ, mừng, hoặc phải nghiờn cứu lớp bề mặt (thấm carbon, ăn mũn bề mặt,…) thỡ mẫu cần phải được kẹp vào cỏc giỏ hoặc đổ khuụn bao quanh. Chất đổ khuụn thường là cỏc hợp kim cú nhiệt độ chảy thấp như hợp kim: Bi = 50% Cd = 10% Pb = 27% Sn = 13% 0tnc = 700C, Bi = 56% Cd = 18% Pb = 14% Sn = 14% 0tnc= 560C. Hoặc cỏc chất nhựa dẻo, bakelit,...
- Mài mẫu: sau khi cắt xong được mài thụ trờn đỏ mài hoặc giấy nhỏm từ thụ đến mịn. Giấy nhỏm thường được đỏnh số từ nhỏ đến lớn. Số càng lớn thường độ hạt càng mịn. Để trỏnh rỏch giấy nhỏm khi mài, ta thường vạt mộp mẫu. Giấy nhỏm phải được đặt lờn bề mặt thật phẳng hoặc mặt tấm kớnh dầy. Bề mặt mẫu phải ỏp sỏt vào giấy. Khi mài tiến hành theo một chiều. Khi bề mặt mẫu tương đối phẳng, cỏc vết xước song song vào đều nhau. Sau đú, ta quay mẫu đi 900 và lại mài tiếp, cho đến khi tạo ra bề mặt phẳng mới, cỏc vết xước mới xúa đi cỏc vết xước cũ. Mỗi loại giấy nhỏm, ta mài như thế tới (3 ữ5) lần, và lặp lại với cỏc giấy nhỏm càng mịn hơn cho đến tờ giấy nhỏm mịn nhất .Mài thụ cũng cú thể tiến hành trờn mỏy. Mỏy mài đơn giản là một mụtơ trục đứng, trờn cú gắn một đĩa kim loại phẳng. Ta lần lượt dỏn cỏc giấy nhỏm từ thụ đến mịn lờn đĩa cho mụ tơ quay để mài. Chỳ ý khụng để nhiệt độ tăng quỏ nhiệt độ chuyển pha khi mài mẫu (cú thể mài trong nước).
- Đỏnh búng mẫu: Để đỏnh búng mẫu, ta tiến hành trờn mỏy đỏnh búng. Mỏy đỏnh búng mẫu cũng giống như mỏy mài mẫu, thay vỡ dỏn tờ giấy nhỏm
lờn đĩa, người ta gắn miếng nỉ lờn trờn, khi đỏnh búng ta phải cho dung dịch mài mẫu lờn trờn miếng nỉ trỏnh để miếng nỉ quỏ khụ làm mẫu bị chỏy; (dungdịch đỏnh búng mẫu thường dựng là Al2O3,Cr2O3, Parafin,...). Chỳ ý khi vật liệu cứng nờn dựng vải dầy, nếu vật liệu mềm nờn dựng nỉ mịn. Trong khi đỏnh búng mẫu nờn thường xuyờn quay mẫu 900 như khi mài mẫu và tốc độ quay chậm để mẫu búng đều. Đỏnh búng mẫu cho đến khi thấy khụng cũn vết xước trờn bề mặt mẫu, khụng nờn đỏnh mẫu quỏ lõu, nếu đỏnh mẫu quỏ lõu sẽ làm bong cỏc tổ chức mềm, hoặc hiện tượng nổi cỏc hạt cứng sẽ làm khú khăn khi quan sỏt và chụp ảnh. Với những kim loại rất mềm (chỡ, thiếc, kẽm,...) thường đỏnh cuối cựng bằng tay trờn vải nhung hoặc dựng mỏy đỏnh búng phải điều chỉnh tốc độ chậm. Để trỏnh bị oxyt húa mẫu, người ta pha vào dung dịch mài cỏc chất thụ động như NaNO2 ,KNO2.
Sau khi đỏnh búng mẫu ta phải rửa thật nhanh và sạch bột mài, rồi đem sấy thật khụ mẫu. Ngoài phương phỏp đỏnh búng mẫu thụng dụng, để đỏnh búng mẫu đạt chất lượng cao ta dựng phương phỏp đỏnh búng điện phõn, nguyờn tắc của đỏnh búng điện phõn là hũa tan anod trong dung dịch điện phõn dưới tỏc dụng của dũng điện một chiều. Đỏnh búng điện phõn cũn cú ưu điểm là rất búng, trỏnh được hiện tượng biến dạng dẻo bề mặt và thời gian nhanh hơn.
- Tẩm thực mẫu: Mẫu sau khi đỏnh búng đem rửa sạch, thấm và sấy khụ rồi quan trờn kớnh hiển vi. Ta sẽ thấy được cỏc vết xước khi mài và đỏnh búng chưa đạt, cỏc vết nứt tế vi, rỗ khớ, xỉ, tạp chất, một số tổ chức như carbit, graphit, chỡ,…tẩm thực là quỏ trỡnh làm hiện tổ chức mẫu, bằng cỏch dựng húa chất bụi lờn mặt mẫu làm cho bề mặt mẫu bị ăn mũn, tựy theo vật liệu của mẫu quan sỏt hoặc yờu cầu tổ chức nghiờn cứu ta sẽ dựng húa chất thớch hợp. Khi tẩm thực biờn giới cỏc pha, cỏc thành phần tổ chức khỏc nhau thậm chớ cựng thành phần tổ chức pha nhưng định hướng tinh thể khỏc nhau cũng sẽ bị ăn mũn khỏc nhau.Vớ dụ muốn xem tinh giới hạt ta dựng phương phỏp tẩm thực tinh giới (bằng cỏch dựng húa chất thớch hợp) chủ yếu chỉ ăn mũn biờn giới hạt, trong khi bản thõn hạt ăn mũn khụng đỏng kể. Khi tẩm thực vựng biờn giới hạt sẽ bị lừm sõu hơn ở bản thõn hạt, vỡ ở vựng biờn giới hạt bị xụ lệch và thường tập trung nhiều tạp chất . Tẩm thực bề mặt hạt là loại tẩm thực mà bản thõn từng hạt ăn mũn khỏc nhau. Màu sắc hạt sau khi tẩm thực phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Những chất cú tớnh ụ xy húa mạnh như HNO3, tạo trờn bề mặt tinh thể lớp ụ xy húa dầy, mỏng, lớp ụ xy càng dầy thỡ màu càng đậm. Sau khi tẩm thực bề mặt mẫu sẽ lồi lừm và màu sỏng tối, đậm nhạt khỏc nhau tương ứng với cỏc pha và tổ chức. Do đú, cú thể nhận biết được hỡnh dỏng, kớch thước và sự phõn bố cỏc pha. Khi tẩm thực cú thể nhỳng bề mặt mẫu vào dunh dịch tẩm thực, hoặc dựng đũa thủy tinh cú quấn bụng tẩm dung dịch rồi thoa đều lờn mặt mẫu. Thời gian tẩm thực tựy theo tổ chức và tớnh chất của từng vật liệu, cú thể vài giõy, vài phỳt thậm chớ vài giờ. Cú thể dựa vào kinh nghiệm khi quan sỏt bề mặt mẫu từ màu sỏng sang màu tối thỡ ta cú thể kết thỳc tẩm thực. Nếu để lõu quỏ mẫu sẽ cú màu tối đen khụng quan sỏt
được. Tẩm thực xong ta phải dựng bụng rửa thật sạch bề mặt mẫu dưới vũi nước chảy, sau đú cú thể rửa lại bằng cồn và thấm khụ trờn giấy lọc hoặc cồn và thấm khụ trờn giấy lọc hoặc sấy khụ bằng mỏy sấy. Nếu sau khi tẩm thực, quan sỏt thấy cỏc đường biờn giới hạt đứt đọan là thời gian tẩm tẩm thực chưa đủ phải tẩm thực lại. Ngược lại đường biờn giới quỏ to đậm, đường tương phản sỏng tối khụng rừ nột là do thời gian tẩm thực quỏ lõu hoặc nồng độ dung dịch tẩm thực cao, ta phải đỏnh búng mẫu và tẩm thực lại.
Cõu hỏi Cõu 1) Trỡnh bày giản đồ sắt - cỏc bon? Cõu 2) Nờu đặc điểm của sắt và thộp? Cõu 3) Nờu một số loại gang điển hỡnh? Cõu 4) Nờu cỏc loại thộp kết cấu? Cõu 5) Nờu cỏc loại thộp hợp kim?