Metallografi er en retning inden for metalvidenskab , en klassisk metode til undersøgelse og kontrol af metalliske materialer, forberedelse og undersøgelse af strukturen af strukturen af en sektion , normalt ved hjælp af mikroskopi . Strukturen afsløres ved ætsning , eller skæring, slibning og polering af prøven.
Metallografiske undersøgelser er vigtige inden for mange områder af industrien:
Prøveforberedelse er et af de første trin i metallografi og er ekstremt vigtigt i metallografi. Prøveforberedelse af høj kvalitet vil i sidste ende have en positiv effekt på de endelige resultater. Meget afhænger af kvaliteten af prøveforberedelsesudstyret, for eksempel repeterbarheden af målinger af materialeegenskaber fra prøve til prøve.
Prøveforberedelse er et sæt handlinger på en prøve under undersøgelse for at konvertere den til en form, der er bedst egnet til yderligere forskning.
Hovedopgaven med prøveforberedelse er forberedelsen af et stof, materialer, analysekomponenter til en bestemt type analyse. Prøveforberedelse hjælper med at øge nøjagtigheden af de opnåede resultater, udvide rækken af værdier under undersøgelse, øge undersøgelsens sikkerhed, fremskynde testen, forbedre reproducerbarheden og reducere fejlen i resultaterne.
Stadier af materialografisk forberedelse af prøver:
Så kommer analysefasen af den opnåede prøve:
Andre metoder til at opnå en prøve til forskning er også mulige. For eksempel at få en replika - et overfladetryk.
I øjeblikket er der et stort antal typer udstyr til at udføre prøveforberedelsesopgaver.
Metallografi begyndte at udvikle sig for mere end 200 år siden. De første eksperimenter blev foretaget af René Antoine Réaumur (1683-1757). Ved bejdsning genkendte han forskellige stålkvaliteter . Han udførte makrostrukturelle detektioner uden optiske hjælpemidler.
Ved at ætse med syrer skelnede Rinman Damaskus-stål fra almindeligt stål. Han skrev i 1774:
Ætsning har vist sig at være et nyttigt middel til at genkende forskellige kvaliteter af jern og stål ved hårdhed, tæthed og ensartethed eller ujævnhed i strukturen.
I Rusland blev de første metallografiske undersøgelser af jern og dets legeringer udført af P. P. Anosov (1799-1851). Ved at arbejde på Zlatoust Metallurgical Plant (1830-1835) brugte Anosov et mikroskop til at studere strukturen af stål og dets ændringer efter smedning og varmebehandling, og etablerede eksistensen af et forhold mellem stålets struktur og egenskaber. Det er disse år, der kan betragtes som begyndelsen på metallografiens fødsel i Rusland. I 1860'erne brugte Alois von Widmanstätten og Henry Clifton Sorby mikroskopet til at studere strukturen af jern i meteoritter .
Grundlaget for videnskabelig metalvidenskab, inden for hvilken metallografi eksisterer, blev lagt af den russiske metallurg D.K. Chernov , der opdagede afhængigheden af stålegenskaber på opvarmnings- og afkølingstemperaturer, afslørede forholdet mellem stålets struktur og egenskaber. I 1878 skitserede Chernov sine ideer om mekanismen for stålkrystallisation (for flere detaljer, se artiklen Metallurgi )
Francis Bitter i 1931 og uafhængigt af ham, N. S. Akulov i 1934, udviklede pulverfigurmetoderne, som gør det muligt at observere ferromagneters domænestruktur .
En gren af videnskaben om metaller, som er baseret på to principper: en objektiv, strengt kvantitativ karakter af vurderingen af mikrostrukturen og valget af geometriske parametre for den rumlige mikroskopiske struktur som evalueringskriterier.
Legeringens mikrostruktur studeres også ved hjælp af røntgendiffraktionsmikroskopi. [2] [3] Røntgenmetallografi er ofte mere praktisk til at bestemme indholdet af forskellige faser i en legering. For eksempel, når man analyserer stål for tilstedeværelsen af austenit , tillader optisk metallografi i mange tilfælde ikke en tilstrækkelig nøjagtig bestemmelse af austenitindholdet. De vigtigste metoder til at bestemme mængden af tilbageholdt austenit er røntgendiffraktionsanalyse og langsommere transmissionselektronmikroskopi . Røntgendiffraktionsanalyse af procentdelen af tilbageholdt austenit er blevet populær i form af ASTM E975 [4] .