Что такое металлография, этапы и методы исследований

Оптический метод определения качеств металла называется металлографией. Для этого используется микроскоп, который оснащен функцией значительного увеличения. В настоящее время металлография занимается изучением расположения, состава, формы, характеристик металла. Также предметом изучения выступают микрокомпоненты и макрокомпоненты, которые составляют его структуру. В металлографии часто применяется изучение образцов исследуемого материала визуальным способом. Но необходимым условием является микроскоп с увеличением.

Особенности металлографического анализа

С помощью металлографического анализа можно выяснить все свойства металла. Также он позволяет дать описание его характеристик: твердости, прочности, пластичности, устойчивости к коррозии и других. Сегодня металлография может предоставить все вышеперечисленные параметры благодаря изучению образцов металла после их полировки. Такие исследования проводятся прямо на детали при неразрушающем контроле. Для этого применяется оптическое оборудование портативного типа. Во время выполнения разрушающего контроля из части детали или заготовки получают образцы путем вырезания. Из них делают шлифы. Они представляют собой тонкие пластинки, которые качественно отполированы.

Обычно металлографию используют, когда необходимо провести исследование стальных или чугунных образцов. Это объясняется особенностями структуры данных материалов. Также металлография широко применяется еще в одной области. Речь идет об анализе сплавов из разнообразных цветных металлов. Без металлографического исследования невозможно обойтись при проведении экспертизы трубопроводов, на которых выявлены повреждения после катастроф или аварийных ситуаций. Также оно требуется для изучения металлоконструкций.

Поэтапное проведение анализа

Изучение структуры и состава металла в комплексе выполняется в особых лабораториях. Существует огромное разнообразие методик, с помощью которых изучаются различные металлы, а также их сплавы. Несмотря на это, все металлографические исследования проводятся поэтапно:

1. Вначале подготавливаются тонкие полированные пластики металла - металлографические шлифы.
2. Затем изучаются разновидности их обработки.
3. Под микроскопом изучается структура образца.
4. Анализируются изображения и подготавливается описание итогов анализа.

Вид анализа в металлографии подбирается в зависимости от физических и химических характеристик материала. Наиболее важными из них являются степень контрастности зерен металла и их размеры.

Как подготавливаются образцы для анализа?

Образцы для исследования подготавливаются на лабораторном оборудовании. Оно создается для шлифовки образцов, их полировки, а также последующего травления. Станки для обработки образцов оснащаются круглым столом, который вращается. На нем закрепляется бумага с абразивным слоем. Вместо бумаги может использоваться нетканый материал, который предварительно пропитывают шлифовальной суспензией.

Для крепления шлифов применяются термореактивные полимеры. Также может использоваться эпоксидная смола. Электроника осуществляет контроль точности их прижима к шлифовальному кругу. Благодаря такой обработке структуру образца можно увидеть даже без микроскопа. Под оптическим микроскопом ее можно хорошо рассмотреть.

Какие устройства применяются для исследования?

Для исследований в металлографии применяется различное оборудование. Это световые оптические микроскопы, которые оснащены подсветкой, электронные микроскопы для сканирования и просто электронные микроскопы.

Как устанавливаются количественные показатели?

Оценка геометрических параметров, а также расположения кристаллических элементов и примесей в пространстве производится с помощью количественной металлографии. Для этого используются методы математического моделирования, например, интерполяции или построение стереометрических моделей. Стереологические методы позволяют получать количественные сведения о трехмерном объекте. Они выполняют обработку данных после получения геометрических характеристик срезов.

Где применяется методика?

В обязательном порядке металлографический контроль проводится для оборудования, в котором металл испытывает воздействие больших температур, высокого давления и агрессивных сред. Это трубопроводы, различные емкости, аппараты, которые применяются в химической, атомной, нефтяной, газовой промышленности, энергетике.