Metalografski potrošni materijal su abrazivi, smjese za poliranje, materijali za montiranje i pribor za jetkanje koji se koriste za pripremu uzoraka metala (i drugog materijala) za mikroskopsko ispitivanje. Metalografija — proučavanje unutarnje strukture materijala na mikroskopskoj razini — u potpunosti ovisi o tome koliko je dobro pripremljena površina uzorka, budući da ogrebotine, deformacije ili kontaminacija unesena tijekom pripreme mogu zamagliti ili potpuno maskirati stvarnu mikrostrukturu koja se proučava.
Ovi su potrošni materijali "potrošni" u doslovnom smislu - brusni papiri se troše, krpe za poliranje degradiraju tijekom uporabe, a sredstva za nagrizanje su kemijska rješenja za jednokratnu upotrebu ili s ograničenim vijekom trajanja - što ih čini redovnom kupnjom za bilo koji laboratorij za ispitivanje materijala, odjel za kontrolu kvalitete ili istraživačku ustanovu koja radi s metalima.
Što je metalografska priprema uzoraka?
Metalografska priprema uzorka je proces pretvaranja grubo izrezanog komada materijala u ravnu površinu bez ogrebotina, uglačanu u ogledalu, prikladnu za mikroskopsko ispitivanje. Cilj je otkriti pravu mikrostrukturu — granice zrna, raspodjelu faza, inkluzije, poroznost ili nedostatke — bez unošenja artefakata iz samog procesa pripreme, kao što su razmazani metal, ugrađene abrazivne čestice ili strukturne promjene izazvane toplinom.
Zašto je to važno: Loše pripremljen uzorak može sakriti stvarne nedostatke ili stvoriti lažne — kvaliteta pripreme uzorka izravno određuje je li naknadna mikroskopska analiza pouzdana.
Proces pripreme metalografskog uzorka: korak po korak
Sekcioniranje — uzorak se izrezuje iz osnovnog materijala pomoću abrazivne pile za rezanje, obično s rashladnom tekućinom kako bi se spriječilo oštećenje toplinom koje bi moglo promijeniti mikrostrukturu u blizini površine reza.
Montaža — mali uzorci ili uzorci nepravilnog oblika ugrađuju se u smolu (epoksidnu, akrilnu ili fenolnu) kako bi se stvorio standardizirani uzorak kojim se lako rukuje za brušenje i poliranje.
Brušenje — montirani uzorak se brusi kroz niz progresivno finijih brusnih papira (obično počevši od granulacije 120-240 i napredujući do granulacije 800-1200 ili finije) kako bi se uklonila oštećenja od rezanja i izravnala površina.
Poliranje — brušena površina se polira u fazama korištenjem progresivno finijih suspenzija dijamanata ili glinice (obično od 6 mikrona do 0,05 mikrona ili finijih) na platnenim kotačima kako bi se postigla zrcalna završna obrada bez ogrebotina.
Bakropis — kemijsko sredstvo za jetkanje nakratko se nanosi na poliranu površinu kako bi se selektivno napale granice zrna ili specifične faze, otkrivajući mikrostrukturu pod mikroskopom.
Vrste metalografskog potrošnog materijala
| Kategorija | Primjeri | Faza pripreme |
|---|---|---|
| Rezanje potrošnog materijala | Brusne ploče za rezanje, oštrice | Sekcioniranje |
| Montaža materials | Epoksidna smola, akril, fenolni kompresijski prah | Montaža |
| Brušenje abrasives | SiC (silicijev karbid) papir, dijamantne brusne ploče | Brušenje |
| Poliranje consumables | Dijamantne suspenzije/paste, suspenzije glinice, krpe za poliranje | Poliranje |
| Bakropis supplies | Kemijske otopine za jetkanje, brisevi, jetkanje pamuka | Bakropis |
Potrošni materijal za metalografsko brušenje i poliranje
SiC papiri za brušenje
Dostupan u nizu granulacija, korištenih u nizu za postupno uklanjanje oštećenja od prethodnog grubljeg koraka
Dijamantne brusne ploče
Dugotrajnija alternativa SiC papiru, nudi dosljednije stope uklanjanja tijekom produljene upotrebe
Krpe za poliranje
Raspon od tvrdih krpa s niskim dlakama za grubo poliranje do mekih krpa s visokim dlakama za završnu obradu
Lubrikanti/produživači
Koristi se sa suspenzijama za poliranje za kontrolu brzine rezanja i sprječavanje zagrijavanja površine uzorka
Materijali za metalografsko poliranje
Završno poliranje uklanja sitne ogrebotine nastale brušenjem, korištenjem progresivno finijih abrazivnih čestica suspendiranih u tekućem nosaču:
| Materijal | Tipična veličina čestica | Koristite |
|---|---|---|
| Dijamantna suspenzija/pasta | 9μm – 0,25μm | Grubo do srednje poliranje, tvrdi materijali |
| Suspenzija glinice | 1μm – 0,05μm | Završno poliranje, mekši materijali |
| Koloidni silicij | 0,06μm – 0,02μm | Završno kemijsko-mehaničko poliranje, priprema slike visoke rezolucije |
Materijali koji se koriste za metalografsko ispitivanje
Osim potrošnog materijala koji se koristi u pripremi, samo metalografsko ispitivanje primjenjuje se na širok raspon vrsta materijala, svaki s malo drugačijim zahtjevima za pripremu:
- Željezni metali (čelik, lijevano željezo) — obično urezan nitalnom ili pikralnom otopinom kako bi se otkrila struktura zrna i raspodjela faza.
- Obojeni metali (aluminij, bakar, titan) — često zahtijevaju različite jetkače i, u nekim slučajevima, blaži pritisak brušenja zbog manje tvrdoće.
- Keramika i kompoziti — obično su potrebni abrazivi na bazi dijamanta, budući da konvencionalni SiC papiri možda neće učinkovito rezati tvrđe keramičke faze.
- Elektronički i poluvodički materijali — često zahtijevaju vrlo fine korake završnog poliranja (koloidni silicij) kako bi se postigla kvaliteta površine potrebna za analizu nedostataka s velikim povećanjem.
Vodič za odabir metalografskog potrošnog materijala
- Odredite tvrdoću materijala. Tvrđi materijali općenito zahtijevaju abrazive na bazi dijamanta, dok se mekši materijali mogu učinkovito pripremiti s uobičajenim SiC papirima i poliranjem od glinice.
- Uskladite napredovanje granulacije sa stanjem početne površine. Grublja početna površina rezanja zahtijeva nižu početnu granulaciju; čista, već ravna površina često može preskočiti fazu najgrubljeg brušenja.
- Odaberite tkaninu za poliranje prema fazi poliranja. Krpe s niskim dremežem bolje drže ravnost za međukorake; krpe s visokim dlakom rezervirane su za završno, najfinije poliranje.
- Potvrdite kompatibilnost sredstva za jetkanje s određenom legurom. Formulacije sredstva za nagrizanje specifične su za legure — pogrešan sredstvo za nagrizanje može nedovoljno ili pretjerano nagrizati površinu, prikrivajući pravu mikrostrukturu.
- Faktor volumena uzorka. Laboratoriji visoke propusnosti imaju koristi od potrošnog materijala dizajniranog za dulji vijek trajanja (poput dijamantnih diskova preko SiC papira) kako bi se smanjila učestalost izmjena potrošnog materijala.
Praktičan savjet: Držite dokumentirani redoslijed zrnatosti i poliranja specifičan za svaku vrstu materijala u vašem laboratoriju — dosljednost u pripremi često je najveći faktor koji odvaja ponovljive rezultate mikrostrukture od nekonzistentnih.
