metalografia

Czym jest metalografia?

Badanie struktury metali i stopów, ze szczególnym uwzględnieniem technik mikroskopowych (optycznych i elektronowych) oraz dyfrakcji rentgenowskiej. Powierzchnie metalowe i pęknięcia badane nieuzbrojonym okiem lub szkłem powiększającym, mikroskopem metalurgicznym lub obuocznym przy powiększeniach mniejszych niż 10 średnic mogą ujawnić cenne informacje dotyczące heterogeniczności krystalicznej, chemicznej i mechanicznej.

Heterogeniczność mechaniczna

Krystaliczna heterogeniczność jest znana metalograficznie jako ziarno. Heterogeniczność chemiczna wynika z zanieczyszczeń, segregacji pierwiastków chemicznych i wtrąceń niemetalicznych. Heterogeniczność mechaniczna obejmuje lokalne odkształcenia struktury, wydłużenie lub zniekształcenie wtrąceń niemetalicznych oraz obszary segregacji chemicznej, wynikające z procesów wytwarzania na zimno.

Metalografia, czyli badanie mikroskopowe wypolerowanych lub wytrawionych powierzchni przy powiększeniach w zakresie od około 100 do 1500 średnic może ujawnić takie informacje, jak wielkość i kształt ziaren, rozmieszczenie faz strukturalnych i wtrąceń niemetalicznych, mikrosegregacja i inne warunki strukturalne. Wytrawianie metalograficzne — to znaczy poddanie wypolerowanej powierzchni działaniu odczynnika korozyjnego — może ujawnić strukturę za pomocą selektywnego i kontrolowanego roztworu lub odbudować metal do wewnątrz z powierzchni.

To stopniowe niszczenie następuje z powodu różnych szybkości rozpuszczania składników strukturalnych pod wpływem środka trawiącego. Światło spolaryzowane jest przydatne do ujawniania struktury ziarna, wykrywania preferowanej orientacji, badania warstw tlenków na powierzchni i identyfikacji faz o różnym składzie.

Badanie pod mikroskopem

W mikroskopach elektronowych wiązka elektronów zamiast wiązki światła jest kierowana na preparat; ponieważ tylko wysokoenergetyczna wiązka elektronów przejdzie przez folie metalowe grubsze niż około 0,05 mikrona (1 mikron to 0,001 milimetra), zwykle wykonuje się mikroskopową replikę powierzchni. W tym celu na wytrawioną powierzchnię wylewa się plastikowy roztwór; utwardzony roztwór zawiera z jednej strony odcisk odwrotny konturów powierzchni próbki. Rozwój transmisyjnych mikroskopów elektronowych, w których elektrony są przyspieszane do 100 kiloelektronowoltów lub więcej, umożliwił badanie wewnętrznych szczegółów cienkich folii metalowych.