تعریف متالوگرافی (Metallography)

آماده­ سازی نمونه ­ها برای بررسی میکروسکوپی و مطالعه ریزساختار به منظور تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژ

هدف

• تعیین ساختمان داخلی و بررسی آن از نظر دانه­ بندی، مزردانه ها و فازهای تشکیل­ دهنده
• آشکار کردن اثرات مکانیکی
• کشف عیوب ریزساختاری (ترک ­های کوچک، حفرات، ناخالصی­ها، آخال­ ها و …)
• در برخی موارد تعیین عناصر شیمیایی

تاریخچه متالوگرافی

سال­ ها طول کشید تا دانشمندان و پژوهشگران بتوانند راهی برای بزرگنمایی اجسام پیدا کنند.

و به چنان قدرتی در این عرضه دست یابند که حتی مقیاس نانو نیز به جولانگاهی برای مطالعه و بررسی آن­ها تبدیل شود.

اما بزرگنمایی تنها مشکل مشاهده اجسام نبود.

بررسی بیشتر دانشمندان نشان داد که مشاهده نوع ساختار سطح مواد نیازمند عملیات ابتدایی به منظور آماده ­سازی نمونه است.

بعد از آماده ­سازی سطح نمونه قادر به شناسایی ساختار می ­باشیم.

متالوگرافی شامل دو نوع است: تحقیقاتی و کنترل کیفی

متالوگرافی تحقیقاتی به دلیل نیاز به شناخت دیاگرام های فازی پیچیده­ تر است.

اما متالوگرافی کنترل کیفی در صنعت مورد اهمیت واقع شده.

برای آماده­ سازی نمونه متالوگرافی باید سه مرحله صورت گیرد:

• آماده سازی (برش، مانت، سنباده زنی)
•  پولیش و اچ کردن
• بررسی های میکروسکپی

به دلیل انجام بررسی های بر روی نمونه متالوگرافی انتخاب محل نمونه برداری از اهمیت به­ سزایی برخوردار است.

به گونه­ ای که نمونه انتخابی بایستی نماینده ای از کل محصول در حال مطالعه باشد.

معمولاً موقعیت نمونه ­ها را در هدف از انجام بررسی متالوگرافی مشخص می­ نماید.

با توجه به هدف مطالعه، بررسی ­های متالوگرافی به سه دسته تقسیم می­گردند :

(i) مطالعات عمومی و روتین

نمونه باید از محلی برداشته شود که احتمالِ وجود اکثر تغییرات یا پراکندگی ­های ساختاری در آن می ­باشد.

(ii) مطالعه سطوح شکست

نمونه تست باید به دقت و تا جایی که امکان دارد از محل شکست و یا محل شروع ترک برداشته شود.

قبل از نمونه ­برداری باید تمامی مطالعاتِ شکست انجام و مستند شود.

در اکثر موارد نمونه­ هایی از مناطق سالم نیز برای مقایسه ساختاری تهیه می­ گردد.

(iii) مطالعات تحقیقاتی

نوع و ماهیت مطالعه، محل و جهت گیری نمونه را مشخص خواهد کرد.

حجم نمونه ­برداری از حالت بررسی مورد اول بیشتر خواهد بود.

روش ­های برش نمونه در متالوگرافی

بسته به جنس، سختی، ابعاد و شکل نمونه ممکن است روش ­های متفاوتی جهت برش مورد استفاده قرار گیرد.

از جمله موارد مهم در این مرحله از آماده­ سازی به حداقل رساندن تغییرات ساختاری در حین برش است.

روش­های متداول در برش نمونه شامل:

• اره دستی
•  اره لنگ
• اره نواری
•  کاتر
• هوا برش و برش پلاسما
•  وایرکات
•  واترجت
•  قیچی