Jakim celom służą badania metalograficzne?

Właściwości metalu mają duże znaczenie dla jego parametrów wytrzymałościowych i możliwości wykorzystywania w różnych typach zastosowań. Do sprawdzenia, czy materiał będzie spełniał stawiane przed nim wymagania, niezbędne okaże się przeprowadzenie analizy budowy wewnętrznej w ramach badań metalograficznych. Mogą one dostarczyć danych, które pozwolą na wyciąganie wniosków na temat procesu wytwarzania, zużycia lub występujących oddziaływań.

Czym są badania metalograficzne?

Wykonywanie analizy struktury metalu jest metodą stosowaną już od połowy XIX wieku, dzięki rozwojowi technik fotograficznych i mikroskopii. Współcześnie badania metalograficzne przeprowadza się na poziomie zjawisk makroskopowych, mikroskopowych oraz krystalograficznych. W przypadku badań makroskopowych obserwacje wykonuje się z użyciem przyrządów pozwalających na uzyskiwanie powiększeń dochodzących do około x40. Badania mikroskopowe z użyciem urządzeń optycznych oznaczają już powiększenia rzędu do x1500, natomiast skala nano wiąże się ze stosowaniem mikroskopów elektronowych, dających nawet x100 000.

Badania makroskopowe

W ramach badań makroskopowych prowadzi się obserwację powierzchni metalu, sprawdzając, czy zawiera ślady działania czynników zewnętrznych np. ogniska korozji lub nieciągłości materiałowe – pęknięcia, pory bądź rysy. Przy badaniu przełomów weryfikuje się m.in. występowanie wtrąceń niemetalicznych, wielkości ziaren i ich kształty czy grubości stref ulepszanych. Obserwacje mogą obejmować zarówno naturalną powierzchnię metalu, jak i specjalnie przygotowaną – np. szlifowaną albo trawioną.

Badania mikroskopowe

W badaniach mikroskopowych wykorzystuje się zgłady, czyli specjalnie przygotowane próbki. Obserwowane są wtrącenia i ich wielkości oraz kształty, występowanie mikroporów i mikropęknięć, a po wytrawieniu sprawdza się także przybliżony skład, rodzaj struktury, wielkość ziarna i jego kształt. W czasie procedury można też określić przebieg nieciągłości w stosunku do struktury czy typ zastosowanej obróbki termicznej albo chemiczno-termicznej.

Badania mikroskopem elektronowym

Badania tego rodzaju mogą być przeprowadzane zarówno za pomocą urządzeń typu TEM (transmisyjny mikroskop elektronowy), w których detektory analizują charakterystykę elektronów, które przeszły przez próbkę, jak i typu SEM (skaningowy mikroskop elektronowy), gdzie bada się elektrony powstałe w wyniku interakcji próbki i wiązki pierwotnej. Badania metalograficzne można wykonać w Centrum Badawczo-Rozwojowym PALAB, które oferuje również badania niszczące i nieniszczące.