Макроскопический анализ стали

Распределение серы определяют методом серного отпечатка по ГОСТ 10 243—75. Отпечатки снимают на бромсеребряную фотобумагу, которая предварительно выдерживается 5—8 мин на свету в 2—5%-ном водном растворе серной кислоты. После легкой просушки фильтровальной бумагой листы фотобумаги плотно прижимают эмульсионной стороной к поверхности макрошлифа и выдерживают 3—15 мин. Сернистые включения в стали (FeS, MnS) реагируют с оставшейся на фотобумаге серной кислотой: MnS(FeS) + H₂SO₄ →H₂S + MnSO₄(FeSO₄). Сероводород, в свою очередь, воздействует на бромистое серебро фотоэмульсии: H₂S + 2AgBr →Ag₂S + 2HBr. На фотобумаге участки Ag₂S имеют темно-коричневый цвет, что позволяет выявить характер распределения и форму сульфидов. Допустимое количество и характер распределения сернистых включений в стали регламентируются технической документацией.

Макроструктуру металлов изучают также по виду их излома. В этом случае исследуется строение поверхности разрушения, образовавшейся вследствие поломки детали или излома специально изготовленных образцов. Проба на излом позволяет определить некоторые металлургические дефекты, встречающиеся в листовой судокорпусной стали и возникающие в процессе выплавки или горячей обработки давлением: шиферность, расслоение, рыхлость и флокены.

Шиферный излом характерен резко выраженным слоистым строением, напоминающим излом сухого дерева. Причины его появления — дендритная ликвация или повышенная загрязненность металла неметаллическими включениями.

Расслоение и рыхлость могут образоваться вследствие повышенных усадочной или общей пористости исходного слитка. Иногда расслоение листа может быть вызвано крупными скоплениями неметаллических включений.

Шиферность, расслоение и рыхлость вызывают снижение механических свойств металла, особенно пластичности и ударной вязкости.

Флокены — небольшие внутренние трещины, имеющие в продольном изломе вид серебристых овальных пятен. Их появление связано с выделением из раствора водорода при быстром охлаждении стали при температурах 200—20 °С. Переходя из атомарной формы в молекулярную, водород создает в металле большие внутренние напряжения, приводящие к трещинам. Флокены встречаются в основном в легированных сталях.

Перечисленные дефекты вскрываются только на волокнистых изломах. Поэтому при проведении пробы на излом сталь для повышения пластичности обязательно подвергают термической обработке (например, термическому улучшению).

Для оценки качества листовой судокорпусной стали по пробе на излом определяют его вид после разрушения при комнатной температуре надрезанных образцов толщиной, равной толщине листа. Остальные размеры образцов приведены ниже:

Толщина листа, мм	От 10 до 14	От 14 до 32	От 32 до 60
Длина образца, мм	250±20	300±20	350±20
Ширина образца, мм	60±5	90±5	120±5
Глубина надреза , мм	20±5	30±5	50±5

Разрушение образца производится нагрузкой, которую прилагают со стороны, противоположной надрезу. После разрушения образцов оценивают долю волокна в изломе, которая для сталей повышенной прочности не должна быть ниже 50— 65 % В.