Металлографический анализ

Оптический метод, с помощью которого определяют качество металла под микроскопом – это металлография. Считается прикладным разделом металловедения, где занимаются исследованиями структур и составов металла, сплавов.

Ученые занимаются изучением состава, формы, пространственного расположения, взаимосвязи и количественных, качественных характеристик микро-, макроэлементов физической структуры металла.  

Распространенный метод металлографии – визуальный, при которой изучают отшлифованные образцы материала с увеличением.

Металлографический анализ универсальный, поэтому используется для изучения структуры металла. Его применяют при исследованиях других материалов неметаллов.

Суть металлографического анализа

Исследования определяют не только физические, химические свойства образца, но и описывают характеристики к эксплуатации материала – твердости, пластичности, прочностных параметров, а также коррозийной стойкости.

При неразрушающем контроле применяется портативное оптическое оборудование. А при разрушающем, анализирующий участок материала обрезается под образец, из которого изготовят металлографический шлиф – тонкую пластину с отполированной поверхностью.

Металлография применяется при исследованиях чугунных образцов. Это связывают с особенностями структуры материала по физическим, а также металлургическим характеристикам.

Также, используют при изучении титановых, танталовых, циркониевых сплавов. При экспертизе трубопроводов, металлоконструкций, которые получили повреждения после аварий, катастроф.

Этапы анализа

Изучается физический состав и структура металла в лабораторных условиях. При наличии разнообразия методик, которые предназначаются для металлов, сплавов, все они придерживаются одних этапов:

1. Подготавливают металлографические шлифы – тонкие полированные металлические пластинки.
2. Изучают структуру образца под микроскопом.
3. Анализируют полученные изображения, описание результатов.

Выбирают метод анализа в зависимости от физических, химических свойств исследуемого металла. Самые значимые из них – размер и контрастность зерен.

4. Подготавливают образцы.

Применяется лабораторное оборудование, которое разрабатывалось для шлифовки, полировки, а также травления. Это станки с круглым вращающимся столом, к которому крепят абразивную бумагу или нетканый материал, пропитывающийся шлифовальной суспензией.

Шлифы крепят к оснастке с помощью термоактивных полимеров или эпоксидной смолы. Контроль точности прижима к кругу шлифовки обеспечивает электронная система управления. Такая обработка отдельных структурных элементов образцов видна сразу, другая же видна при помощи оптического микроскопа.

Кристаллическая структура металла не просит дополнительной химической обработки, потому что проявится при поляризованном свете. Другие материалы подвергают химическому или электролитическому травлению, которое сделает структуру шлифа отчетливой.

Приборы

Размеры зерна металлов бывают 1-1000 мкм. Из-за этого применяется оборудование, которое обладает разрешающими способностями:

- световой оптический микроскоп с подсветкой;

- просвечивающий электронный микроскоп;

- сканирующий электронный микроскоп;

- установка рентгеновской дифракции.

Разрешающая способность – не более 0,2 мкм, а изучают образцы при увеличении в 50/1000х.

Применяется оборудование с меньшим увеличением, это позволяет включить в обзор укрупненные образования кристаллов. Чтобы повышать контрастность изображения, микроскопы оснащают оптическим устройством, с помощью которого объект изучается в отраженном свете с подсветкой из поляризованных лучей.

Если невозможно получить нужные результаты с оптическим оборудованием, применяются электронные микроскопы. Их реже применяют, потому что такой анализ дороже и дольше. Также, у электронных микроскопов есть ряд ограничений с технической стороны. Если происходит увеличение менее, чем на 500х, то четкость изображений ниже. Рентгеновская дифракция также реже появляется в исследованиях и предназначена для определения доли фракции кристаллических структур.

Количественные показатели

С помощью металлографии также оценивают геометрические параметры и пространственное расположение кристаллических элементов, примесей при использовании математического моделирования.

Применяют методы на основе измерения толщины слоя и размеров частиц, построения стереометрической модели. Они позволяют получить количественную информацию в трехмерном формате после обработки информации, которую получили после двухмерных срезов.

Где применяют

Металлографический анализ обязателен для оборудования, где применяют воздействие высоких температур, критического давления и агрессивной среды. Применяют в нефтегазовой отрасли, химической, атомной промышленности.

Десятки ГОСТ, которые устанавливают нормативные характеристики и применение анализа.  Также существуют отраслевые инструкции, методики, регламенты.

Металлографию применяют для оценки зернистости паропроводов под высоким давлением на электростанции. При аварийном выходе из строя по нормативу нужно проводить металлографический контроль.

Обращайтесь в лабораторию «СКБ-Инжиниринг» - наши сотрудники проведут необходимые испытания в Москве качественно и оперативно со специальным оборудованием. Стоимость услуг прозрачна и выгодна. Вам нужно лишь оформить заказ - с решением всех остальных задач на «отлично» справится команда «СКБ-Инжиниринг».