Metale pod lupą, czyli czym są badania metalograficzne?
To kompleksowy zestaw technik laboratoryjnych mających na celu analizę mikrostruktury metali i stopów. Pozwala to na ocenę właściwości mechanicznych, fizycznych i chemicznych materiału, a także na identyfikację przyczyn ewentualnych uszkodzeń lub wad. Mówiąc prościej, badania te ujawniają nam, co kryje się wewnątrz metalowego przedmiotu.
Jak to działa? Czyli co zrobić żeby zajrzeć do wewnątrz detalu?
- Preparatyka zgładu metalograficznego:
- z metalowego detalu pobiera się mały kawałek, za pomocą precyzyjnej przecinarki metalograficznej,
- zatapianie próbki w żywicy (inkludowanie) – powstanie zgładu metalograficznego,
- zzlifowanie i polerowanie: powierzchnię tego kawałka szlifuje się i poleruje, aż stanie się idealnie gładka,
- trawienie – zanurzanie w specjalnym roztworze chemicznym (odczynniki trawiący). Roztwór ten w sposób nierównomierny reaguje z niektórymi elementami struktury metalu. Miejsca, które są bardziej aktywne chemicznie, reagują szybciej, w ten sposób powstaje kontrast.
- Obserwacja pod mikroskopem: przygotowaną próbkę umieszczamy pod mikroskopem świetlnym, który pozwala zobaczyć strukturę wewnętrzną metalu w dużym powiększeniu.
Ujawnienie mikrostruktury – co nam to daje?
- Wykrywanie defektów: identyfikacja różnego rodzaju defektów, takich jak pęknięcia, porowatość, wtrącenia niemetaliczne, segregacja składników, odwęglenie czy anormalny rozrost ziarna wywołany przegrzaniem obrabianego detalu.
Mikropęknięcia i segregacja
- Ocena wpływu obróbki: analiza zmian mikrostruktury wywołanych obróbką cieplną, cieplno-chemiczną, mechaniczną lub innymi procesami technologicznymi.
Poprawiony nawęglony wrąb koła zębatego
- Określenie składu fazowego: identyfikacja poszczególnych faz oraz pomiar ich udziału w mikrostrukturze (np. ferryt, austenit szczątkowy, perlit).
Ocena zawartości austenitu szczątkowego w warstwie nawęglonej. W tym przypadku aż 32,2%
- Analiza wielkości i kształtu ziaren: ocena średniej wielkości ziaren, ich orientacji i rozkładu.
- Pomiar grubości warstw
Pomiar grubości białej warstwy powstałej w wyniku procesu azotowania
- I wiele, wiele innych…
Pomiary twardości – nowoczesna aparatura, doświadczona kadra – gwarancja rzetelnych wyników
Czym są pomiary twardości?
To zespół metod badawczych, które pozwalają określić odporność materiału na trwałe odkształcenia plastyczne, wywołane wnikaniem w jego powierzchnię specjalnego wgłębnika.
Jak to się robi?
- Wciskanie: do przedmiotu wciska się bardzo twardy wgłębnik.
- Powstaje mały odcisk.
- Pomiar: mierzy się wielkość i kształt tego odcisku.
- Wynik: na podstawie tych pomiarów oblicza się twardość materiału.
Twardościomierz INNOWATEST Nemesis 9101 – najnowszy nabytek w SECO/LAB
Dlaczego mierzymy twardość?
Twardość jest jedną z najważniejszych właściwości metali i stopów, i ma bezpośredni wpływ na ich:
- odporność na zarysowania: twarde materiały są mniej podatne na uszkodzenia mechaniczne,
- związek z wytrzymałością: twardość często koreluje z wytrzymałością materiału na rozciąganie,
- odporność na wgniecenia: twardość wpływa na odporność materiału na deformacje plastyczne,
- odporność na ścieranie: im materiał twardszy, tym wolniej się ściera.
Jakie metody są dostępne w laboratorium metalograficznym SECO/LAB i do czego one służą?
- Metoda Brinella: metale miękkie i średnio twarde, odlewy, materiały niejednorodne.
- Metoda Vickersa: szeroki zakres materiałów, od bardzo miękkich do bardzo twardych, cienkie warstwy. Obróbka cieplno-chemiczna – pomiar grubości warstw nawęglonych oraz azotowanych.
- Metoda Rockwella: głównie stale po ulepszaniu i utwardzaniu cieplnym, czyli bardzo twarde.
- Metoda Knoopa: bardzo cienkie warstwy, małe próbki, materiały o niskiej twardości.
Widok interfejsu programu EcosWorkFlow, sterujący mikrotwardościomierzem Stuers DuraScan. Kamera makro oraz obiektywy umożliwiają bardzo precyzyjne pozycjonowanie ścieżek twardości oraz pojedynczych odcisków.
Podsumowując, nasze laboratorium oferuje precyzyjne pomiary twardości oraz szczegółową analizę mikrostruktury na mikroskopie świetlnym. Dzięki temu możesz zidentyfikować potencjalne wady, ocenić jakość materiału i podjąć świadome decyzje dotyczące produkcji.
