Макрошлиф и микрошлиф: что это и чем они отличаются

Шлиф — специально подготовленный образец металла, на плоской поверхности которого изучают его строение. По масштабу исследования различают макрошлиф, который рассматривают невооружённым глазом или при малом увеличении, и микрошлиф, который изучают под микроскопом (ГОСТ Р ИСО 17639-2025, пп. 3.1–3.2). От этого зависит, как готовят поверхность, чем травят и что удаётся увидеть.

Макрошлиф и микрошлиф: в чём разница

Макрошлиф сварного соединения

Исследования макро- и микроструктуры сварного соединения проводят, как правило, на поперечных шлифах (ГОСТ Р ИСО 17639-2025, р. 5). Образец вырезают перпендикулярно оси шва так, чтобы в сечение попали наплавленный металл и зоны термического влияния с обеих сторон (р. 7). На макрошлифе выявляют (таблица 1):

• трещины — горячие, холодные, слоистое растрескивание;
• полости;
• включения;
• несплавления и непровары;
• геометрическую форму шва.

После травления на макрошлифе дополнительно видны зона термического влияния, валики и слои, структура кристаллизации металла шва.

При аттестации сварщиков по РД 03-495-02 анализ макрошлифов выполняют без полирования. Шлифы вырезают равномерно по длине шва; исследуют одну поверхность шлифа, вырезанного поперёк шва, и она должна включать сечение шва с зоной термического влияния и прилегающим основным металлом. Цель — выявить внутренние дефекты, установить их размеры и глубину проплавления (п. 1.13.13). Анализ макрошлифов предусмотрен для угловых соединений и наплавок, испытывают не менее двух макрошлифов (таблица 6, примечание 6). РД 03-495-02 отменяется с 1 марта 2027 года (постановление Правительства РФ от 30.12.2020 № 2355 в редакции постановления от 29.01.2026 № 66).

Макрошлиф металла: прокат и заготовки

Для кованой и катаной стали — прутков и заготовок толщиной от 40 до 250 мм — методы испытаний и оценки макроструктуры устанавливает ГОСТ 10243-75. Образцы здесь называют темплетами: поперечные вырезают перпендикулярно направлению прокатки или ковки, продольные — параллельно ему (п. 2.5.3). Рекомендуемая высота поперечного темплета — 15–40 мм, длина продольного — 100–150 мм (пп. 2.5.3–2.5.4). Протравленный темплет сравнивают с эталонными шкалами, каждая из пяти баллов (п. 4.2):

• центральная пористость;
• точечная неоднородность;
• пятнистая ликвация — общая и краевая;
• ликвационный квадрат и подусадочная ликвация;
• подкорковые пузыри;
• межкристаллитные трещины;
• послойная кристаллизация и светлая полоска (контур).

Кроме травления, макроструктуру контролируют по излому специально подготовленных образцов: так выявляют участки с пористостью, флокенами, перегревом (п. 1.1).

Как изготавливают макрошлиф

1. Вырезка. Темплет вырезают так, чтобы на контролируемое сечение не повлияли условия резки — нагрев, смятие от пресса или пилы (ГОСТ 10243-75, п. 2.5.1). Оборудование и круги — в разделе отрезки образцов.
2. Обработка поверхности. Холодная механическая обработка — торцевание, строгание, шлифование. Поверхность должна быть ровной и гладкой, без наклёпа и прижога; при арбитражных испытаниях шероховатость — не более 20 мкм (п. 2.6). Расходники — в разделе расходных материалов для металлографии.
3. Травление. Для большинства марок стали ГОСТ 10243-75 рекомендует 50-процентный водный раствор соляной кислоты, для коррозионностойких, жаропрочных и других сталей аустенитного класса — смеси соляной и азотной кислот (приложение 1); образцы перед травлением рекомендуется подогревать до 60–80 °С, то есть до температуры раствора (п. 3.2). Для уточнения ликвации дополнительно травят отполированные образцы реактивами Обергоффера и Хайна (приложение 3). Реактивы для сварных швов по видам металла — в ISO/TR 16060 (ГОСТ Р ИСО 17639-2025, п. 8.5).
4. Промывка и хранение. После травления образцы промывают в проточной воде и просушивают; для хранения промывают спиртом и покрывают бесцветным лаком (ГОСТ 10243-75, п. 3.7).

Как изготавливают микрошлиф

Для исследований под микроскопом шлиф — образец металла со шлифованной и полированной гладкой плоской поверхностью, отражающей световой луч (ГОСТ 1778-2022, п. 3.1). ГОСТ Р ИСО 17639-2025 перечисляет этапы подготовки образца: вырезка, установка, шлифовка, полировка и травление — по мере необходимости; исследуемая поверхность не должна пострадать от этих операций (п. 8.2).

1. Вырезка. Образец вырезают способом, не изменяющим структуру металла, и с припуском, чтобы убрать с плоскости шлифа неровности резки и окисленный слой (ГОСТ 1778-2022, п. 5.9). Площадь шлифа для определения величины зерна — не менее 1 см²; для металлопродукции толщиной менее 8 мм допускается меньше (ГОСТ 5639-82, п. 1.2).
2. Установка. Небольшие образцы при необходимости устанавливают — например, запрессовывают; смолы, порошки и формы для запрессовки — в разделе «Смолы и аксессуары».
3. Шлифование и полирование. Поверхность доводят до шлифованной и полированной, отражающей свет, без царапин и посторонних загрязнений (ГОСТ 1778-2022, пп. 3.1, 5.8).
4. Травление. Зависит от задачи. Неметаллические включения оценивают на нетравленых шлифах (ГОСТ 1778-2022, п. 6.1.1). Для выявления границ зерна ГОСТ 5639-82 рекомендует, в частности, раствор 1–5 см³ азотной кислоты до 100 см³ этилового спирта или 2–5 г пикриновой кислоты в 100 см³ этилового спирта для углеродистых сталей, 10–15 см³ азотной кислоты до 100 см³ спирта — для высоколегированных, мартенситных и быстрорежущих сталей (приложение 1).

Какую зернистость брать на каждом шаге шлифования и чем полировать — в статье «Подготовка металлографического шлифа». Исследование микроструктуры, балл зерна и неметаллические включения лаборатория выполняет в разделе «Металлографический анализ (микроструктура)».

Где сделать макрошлиф

Испытательная лаборатория SPECTR-LAB выполняет металлографические исследования макрошлифов: изготовление макрошлифа сварного соединения, оценку строения сварного соединения и оценку макроструктуры металла. Стоимость — от 2 890 ₽, срок — 1–3 рабочих дня, результат — протокол с фотографией макрошлифа и заключением. Лаборатория в Москве, образцы из регионов принимаются транспортной компанией. Полный комплекс испытаний шва — растяжение, изгиб, ударная вязкость — в разделе «Механические испытания сварных соединений».

Оборудование в каталоге: металлографический микроскоп.

Читайте также: Макроструктура стали по ГОСТ 10243-75: дефекты, шкалы и оценка в баллах, Подготовка металлографического шлифа: от резки до финиша и Испытания сварных соединений по ГОСТ 6996-66: виды, образцы, обозначения.

Нормативные документы

• ГОСТ Р ИСО 17639-2025 «Испытания разрушающие сварных швов металлических материалов. Исследования макроструктуры и микроструктуры сварных швов»
• ГОСТ 10243-75 «Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры»
• ГОСТ 5639-82 «Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна»
• ГОСТ 1778-2022 «Металлопродукция из сталей и сплавов. Металлографические методы определения неметаллических включений»
• РД 03-495-02 «Технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства» — действует до 1 марта 2027 года