Войдя в лабораторию структурного анализа, невозможно пройти мимо этих необычных предметов, которые непосвященный может принять за сделанные на заказ сувениры.
Эти прозрачные шайбы с образцами металлических изделий внутри называют шлифами – они неотъемлемая часть исследований. Чуть позже мы к ним вернемся и узнаем, как изготавливают шлифы и для чего они нужны.

Когда на заводские склады поступает продукция из металла, она далеко не сразу попадает в цеха для переработки и изготовления деталей. Этому предшествует кропотливая исследовательская работа, чтобы на выходе получилось качественное изделие.

Работу специалисты лаборатории ведут по трём направлениям. Первое – входной контроль продукции, поступающей на склад. Затем следуют механические испытания так называемых «полуфабрикатов» – изделий на промежуточных этапах. И самое интересное из направлений – исследование изделий, разрушенных в процессе эксплуатации авиатехники. После него специалисты лаборатории смогут с точностью 99% назвать причину разрушения и виновника происшествия.

Параметров, которые необходимо проверить, множество: металлография, замеры толщин, твердость, относительное удлинение, относительное сужение, предел прочности и так далее. А проводят исследования на высокотехнологичном оборудовании, которое в лаборатории обновили всего пару лет назад.

К примеру, у этих лопаток проверяют качество пайки:

А на этой рентгеновской установке проверяют, соответствует ли химический состав образца техническим условиям.

– Если сталь высокоуглеродистая, и рентгена для исследований недостаточно, – мы проводим анализ на оптико-эмиссионном спектрометре, – поясняет Регина Останина, специалист отдела.

Все данные металловеды видят на экране компьютера. Малейшие отклонения подсветятся тревожным красным цветом.

Для исследования с помощью оборудования изделие должно быть определенного размера, которого добивается резчик лома и металла на линейно-отрезной машине. Чтобы металл при резке не перегрелся и получил дефектов, в работе используют воду с охлаждающей и антикоррозионной жидкостью.

Твердость металла измеряют с помощью дюрометрического анализа методами Роквелла, Виккерса и Бринелля. Принцип один – давление, но с разным усилием. Индентер – он же алмазный конус – давит на металл в течение конкретного отрезка времени. Нагрузка разная. Минимальное усилие – 5 грамм на машине Виккерса, а максимальное достигает трех тонн на машине Бринелля.

В результате давления на металлическом бруске образуются вот такие равномерные вмятины:

А вот этот небольшой пруток размером с коробок скрепок выдержал нагрузку в три тонны!

Еще одно любопытное исследование – это испытания на разрыв. Им подвергают металлические трубы и листы – разрывная машина захватывает детали с двух концов и начинает тянуть в противоположные стороны с усилием в несколько тонн до разрыва. Настоящее испытание на прочность! С какой силой происходит разрыв, сколько времени металл «сопротивлялся» – на эти вопросы ответит специалист, работающий на разрывной машине. Он же замерит относительное удлинение и относительное сужение – важнейшие показатели в процессе испытания на разрыв.

Если после проверок специалисты выявят несоответствия – последуют повторные испытания на удвоенном количестве образцов. А если и они не пройдут проверку – металловеды забракуют всю партию.

После всех испытаний лаборатория выдает заключение по каждому изделию. В месяц лаборанты выдают порядка 200 свидетельств и заключений.

И вот мы подошли к самому интересному – изготовлению шлифов. Их используют при исследованиях на металлографических микроскопах. Принцип работы прост: луч света должен отразиться от металлической поверхности, чтобы попасть в объектив камеры. Только так можно увидеть изображение.

Примечательно, что эта красивая прозрачная шайба с сюрпризом когда-то была порошком – акрилом. Затем его запрессовали под воздействием температуры и сильного давления. При застывании порошок приобрёл нужную форму (шлифа) и стал совершенно прозрачным.

Поверхность шлифа должна быть идеально гладкой, зеркальной. В противном случае, изображение потеряет в резкости. Для получения гладкости используют технологию шлифовки на шлифовально-полировальном станке с применением алмазных паст.

Финальный этап – полировка на полировальных сукнах.

Шлиф готов, можно исследовать под микроскопом. Так лаборанты смогут увидеть толщину слоев, структуру металла и дефекты – неметаллические включения.

Есть в лаборатории стереомикроскоп — на нем проводят фрактографические исследования – то есть анализ изломов.

Это уже работа настоящих детективов – на всём заводе только здесь могут ответить на вопрос, почему деталь разрушилась во время эксплуатации. Случилось ли это по вине эксплуатанта или внешних факторов, или же причиной послужил человеческий фактор, например, при сборке на заводе.

«Раскрываемость дел» у металловедов равна 99%.

– Каждый случай уникален, повторов не случается, говорит Вадим Имамутдинов, начальник лаборатории. – Поэтому опыт и техническая литература – нам в помощь. Нередко мы основываемся на исследованиях других лабораторий, перенимаем опыт коллег. Благодаря этому мы выявляем причину разрушения металла почти в ста процентах случаев.

А еще такой красоте есть непрофессиональное применение. Подарок сотрудника отдела главного механика – отличное тому доказательство.