Металлография

Принципы и порядок проведения металлографических исследований

Металлографические исследования используются в следующих областях:

• контроль стратегических наступательных вооружений,
• металлургия,
• аэрокосмическая промышленность,
• автомобилестроение,
• энергетика,
• атомная промышленность.

Металлографические исследования – это совокупность испытаний и аналитических мероприятий, которые направлены на изучение макроструктуры и микроструктуры металлов, а также исследований особенностей образования структуры и зависимостей воздействия структуры на различные свойства металла - механические, электрические, химические и другие

Любое металлографическое исследование состоит из четырех основных этапов:

1. Пробоотбор.
2. Пробоподготовка.
3. Металлографический анализ.
4. Статистическая обработка полученных результатов.

Погрешность результатов металлографического анализа является суммой допущенных погрешностей на каждом этапе. При осуществлении металлографического исследования необходимо стремиться к получению результатов с минимальной погрешностью. В некоторых случаях металлографическими лабораториями выполняются исследования механически свойств металлов и сплавов, в состав таких исследований входят следующие виды испытаний: определение микротвердости отдельных фаз, испытания на сжатие и растяжение, измерение твердости и ударные испытания. Комплекс оборудования, которое используется в процессе исследований, зависит от способа исследований, технического задания и необходимой точности конечных результатов. В общем виде для металлографического исследования применяются: печи, отрезные станки, твердомеры и микротвердомеры, прессы, микроскопы, сушильные шкафы, полировочные и шлифовальные станки, оборудование холодной заливки.

Первым и одним из самых важных этапов металлографии является подготовка образца/пробы. Качественное проведение данного этапа оказывает положительный эффект на конечный результат металлографии. От качества оборудования, которое используется на этапе пробоподготовки, зависят многие показатели, например, повторяемость измерений свойств металла от пробы к пробе.

Пробоподготовка представляет собой совокупность действий и операций, совершаемых над образцом, с целью перевода его в форму, наиболее подходящую для дальнейших исследований.

Основная задача данного этапа заключается в подготовке материалов, веществ и компонентов для определенного вида исследования. Пробоподготовка способствует увеличению точности конечных результатов, расширению исследуемого диапазона значений, повышению безопасности лабораторных исследований, ускорению тестов, улучшению воспроизводимости и снижению погрешности получаемых результатов. Сам этап подготовки образов состоит из следующих операций:

• вырезка образца,
• получение плоской поверхности,
• шлифование,
• полирование,
• изучение поверхности,
• травление.

Виды металлографии

Основные виды металлографии:

• количественная,
• качественная,
• стереометрическая,
• магнитная,
• рентгеновская.

Качественными понятиями в современной металлографии оценивается форма сечений микрочастиц. Например, форма микрочастиц такого вещества, как цементит в перлите определяется, как четкообразная, пластинчатая или зернистая. В некоторых случая используется полуколичественная оценка посредством условных баллов по шкале структур, которые представляют собой произвольный набор определений качественной металлографии, расположенных в определенном порядке.

Количественная металлография занимается исследованием и изучением количественных характеристик микроструктуры. Данный вид металлографии стал возможен сравнительно недавно, благодаря автоматическому анализатору изображений. Количественная металлография может состоять из следующих операций: измерение, подсчет и классификация различных микрочастиц, которые находятся в поле зрения. Результатами такого исследования могут быть объемные доли различны фаз в структуре сплава или количественные параметры зерна.

Стереометрическая металлография является комплексом методов количественной оценки пространственного микроскопического строения сплавов и металлов. В 1931 году Биттер, в 1934 году Акулов, независимо от Биттера, разработали методы порошковых фигур, которые позволяют наблюдать доменную структуру ферромагнетиков - магнитную металлографию. Рентгеновская металлография используется для определения содержания фаз в структуре сплавов. Например, для определения количества остаточного аустенита - просвечивающая электронная микроскопия и рентгеноструктурный анализ.