Очередная смена профессии или "Путешествие" в глубь металла

Однажды я уже рассказывала о том, как меняла профессию. Помните, примеряла на себя роль охранника? Но тут мне пришло в голову отправиться в центральную лабораторию нашего комбината и «поработать» лаборантом.

В школе мне нравилась химия: растворы, реакции, даже уравнения меня просто завораживали, поэтому, наверное, мне и захотелось пойти в лабораторию. Честно говоря, представляла, как буду смешивать растворы, моментально меняющие цвет, а все вокруг будет шипеть и искриться. Однако когда я позвонила начальнику лаборатории и напросилась «в ученики», он, недолго раздумывая, отправил меня в лабораторию металловедения. Мне предстояло познакомиться с профессией лаборанта-металлографа.



Прибыв в лабораторию, я несколько растерялась: дело в том, что воображение рисовало совершенно другие картины. Но, должна признаться: действительность оказалась намного интереснее, поскольку «примерка» другой профессии обернулась для меня настоящим путешествием, конечным пунктом которого был обозначен анализ микроструктуры специально подготовленных металлических образцов. Если говорить проще, мне предоставлялась счастливая возможность заглянуть в глубь металла. А отправной точки послужила подготовка шлифов к исследованию.

Подготовка шлифов
Что такое шлифы? – спросите вы. В данном случае – это тонкая пластинка металла, срез образца проволоки или другой металлопродукции.
Чтобы не запутаться в образцах, которые доставляют в лабораторию из цехов, их необходимо замаркировать. Для этого на поверхность специальным зубилом наносят римские цифры. За месяц через руки лаборантов проходит более трех тысяч образцов. Представляете, какой объем работы они выполняют?


На этапе подготовки образцы необходимо выпрямить, только после этого можно приступать к выполнению продольных или поперечных срезов. Лаборант-металлограф надевает очки, включает механические ножницы, подносит проволоку и мгновенно разрезает на две части. Для того чтобы выполнить продольный срез, она переходит к наждаку. Под шум работающих механизмов из-под рук лаборанта вылетает сноп искр, металлический лязг режет уши, но через несколько минут лаборант показывает образец проволоки, разрезанный вдоль.

На первый взгляд, кажется, что все легко и просто, но, присмотревшись, понимаешь: лаборант прикладывает немало физических усилий, чтобы выполнить эту работу. Кроме этого, здесь важна точность и аккуратность, а также внимательность, и неукоснительное соблюдение техники безопасности.

Прежде чем перейти к этапу шлифования, образцы нужно закрепить. Делается это двумя способами: подготовленные шлифы заливаются расплавленной серой, либо запрессовываются пластмассой. Серой пользуются в том случае, когда фиксируют шлифы из разных партий, поскольку после шлифования и полирования серную заготовку можно разбить и извлечь образцы. В пластмассе монтируют маленькие, трудно удерживаемые металлографические образцы, исследовать их придется вместе, значит, во избежание ошибок, они должны относиться к одному заказу.

Лаборант укладывает шлифы в круглую форму небольшого размера, ставит на электрическую плитку емкость с порошком серы. Через несколько минут по комнате плывет характерный серный запах. Тут же приходит на ум сравнение с алхимиками: пожалуй, подобные ароматы были непременными атрибутами во времена, когда люди любыми способами надеялись заполучить философский камень.
В отличие от старого, можно сказать, дедовского способа, монтирование в пластмассе происходит по-другому: тоненькие образцы проволоки укладываются в чашу автоматического гидропневматического пресса, засыпается в сухом виде порошок пластмассы, аппарат закрывается и включается. В условиях высокой температуры и давления происходит горячая запрессовка металлографических образцов.


Шлифование
После того, как образцы подготовлены, можно приступать к шлифованию, задачей которого является удаление материала, поврежденного во время отрезания, выравнивание поверхности для получения реальной структуры материала. Шлифуют образцы на шлифовальном станке, используя 4-5 номеров шлифовальной бумаги, последовательно уменьшая размер абразива.
Руки лаборанта крепко держат заготовку со шлифами, варьируя усилия, с которыми образцы прижимаются к вращающемуся абразивному кругу. Через несколько минут работы, удивившись, что шлифовальную бумагу все еще менять рано, интересуюсь, долго ли будет проходить данный этап.
- Минут 20-30, не меньше, - откликается лаборант, стараясь перекричать шум станка. – Но точное время указать сложно, поскольку необходимо контролировать процесс, как говорится, на глаз. Как только поверхность выровняется, можно приступать к полированию.

Полирование
Рассматривая образцы после окончания шлифования, нахожу их достаточно ровными, чуть ли не с идеальной поверхностью. Но на мое замечание лаборанты лишь улыбаются, говоря, что новичкам всегда так кажется, но стоит присмотреться, как увидишь все недоработки, неготовность к микроскопическому исследованию.

Мы переходим в другой кабинет – к полировальному станку. Внешне процесс схож со шлифованием, но он более мягок. На вращающийся круг натянут полировальный материал – сукно, на него нанесен абразивный материал в виде суспензии в воде – оксида хрома, жидкости зеленого цвета.

Полирование ведется до получения зеркальной поверхности шлифа, когда на поверхности не остается даже мельчайших рисок или царапин. Наконец, наши образцы готовы. Мы промываем шлифы в воде и сушим полированную поверхность фильтровальной бумагой.


Травление
Для выявления структуры металла поверхность образца подвергают травлению.
Под воздействием реактива происходит процесс окисления, в результате которого под микроскопом можно будет увидеть очертания зерен и их расположение. Важно подобрать оптимальное время травления, поскольку при недостаточном окислении поверхность шлифа при микроскопическом исследовании будет очень светлой, без четких контуров структуры, если же металл перетравить, то поверхность станет чрезмерно темной. Здесь нужна золотая середина.


Шлифы обрабатываются тампоном, смоченным в азотной кислоте. Проведя по образцу в очередной раз, лаборант внимательно рассматривает его и удовлетворенно кивает головой: «Можно переходить к микроскопу!»

Анализ микроструктуры
Перед тем как заглянуть в окуляры микроскопа, я волновалась: а ну, как ничего не увижу? Однако, переборов минутную слабость, взяла себя в руки.

Удивительно, но при микроскопическом исследовании кажется, что металл – это нечто живое. Ячейки различных форм и размеров, пятнашки, черточки наводят на воспоминание о курсе биологии в школе. Всматриваясь, пытаюсь распознать сорбит и перлит по словарным описаниям лаборантов. Сначала все кажется одинаковым, но потом нахожу угловатые участки, указывающие на перегрев металла, различаю в середине светлую ликвационную полосу. Мне разъясняют и показывают, что такое раковины и как можно измерить их глубину, как выявить обезуглероживание и многое другое. Время, проведенное за микроскопом, пролетело как один миг. А мое удивительное «путешествие» подошло к концу.

К сожалению, я постеснялась попросить сделать снимок металла под микроскопом (лаборанты и так были оторваны от работы в течение длительного времени), поэтому представляю вам фото из Интернета. Скажу сразу: то, что я видела под микроскопом, было несколько иным, но это – более подходящее фото из всех, что я видела на просторах "всемирной паутины".

Вот такое интересное у меня было «путешествие»!