Przygotowanie próbek metalograficznych w kuciu materiałów metalowych

W celu rozpoznania i zbadania mikrostruktury metalograficznej konieczne jest przygotowanie próbek o określonej wielkości z analizowanych materiałów metalowych oraz obserwacja i analiza stanu mikrostruktury i rozkładu metalu pod mikroskopem metalograficznym po szlifowaniu, polerowaniu i korozji.

Jakość przygotowania próbki metalograficznej bezpośrednio wpływa na wyniki analizy mikrostruktury. Jeśli przygotowanie próbki nie spełnia określonych wymagań, może to być spowodowane pojawieniem się błędnej oceny, przez co cała analiza nie może doprowadzić do prawidłowego wniosku. Dlatego w celu uzyskania odpowiednich próbek metalograficznych konieczne jest przejście przez szereg rygorystycznych procesów przygotowawczych.

Pobieranie próbek jest bardzo ważnym krokiem w metalograficznej analizie mikroskopowej. Należy go wybrać zgodnie z właściwościami, technologią przetwarzania, trybem awarii i różnymi celami badawczymi materiału metalowego lub części, która ma być testowana i analizowana, a także należy wybrać jego reprezentatywne części.

1. Wybór miejsca pobierania próbek i powierzchni kontrolnej

Miejsca pobierania próbek i powierzchnie kontrolne powinny być wybierane z najlepszą lub lepszą reprezentacją.

1) Podczas kontroli i analizy awarii części powodujących uszkodzenie, oprócz pobierania próbek z uszkodzonej części, ale także muszą być daleko od uszkodzonej części próbki, w celu analizy i porównania.

2) Podczas badania mikrostruktury odkuwek metalowych konieczne jest pobieranie próbek do obserwacji od powierzchni do środka ze względu na występowanie zjawiska segregacji.

3) W przypadku materiałów walcowanych i kutych należy przechwycić próbki metalograficzne zarówno poprzeczne (prostopadłe do kierunku walcowania), jak i podłużne (równoległe do kierunku walcowania) w celu analizy i porównania rozkładu wad powierzchniowych i wtrąceń niemetalicznych.

4) W przypadku odkuwek po ogólnej obróbce cieplnej, ze względu na jednorodną strukturę metalograficzną, przecięcie próbki można przeprowadzić na dowolnym przekroju.

5) W przypadku konstrukcji spawanych, próbki zawierające strefę wtopienia i strefę przegrzania powinny być zwykle przecinane w złączu spawanym.

2. Metoda pobierania próbek

Podczas cięcia próbki należy najpierw zapewnić strukturę metalograficzną miejsca badania. Metody pobierania próbek różnią się w zależności od rodzaju materiałów: miękkie materiały można ciąć piłą ręczną lub piłą mechaniczną, twarde materiały można ciąć maszyną do cięcia ściernicą z wodą chłodzącą lub maszyną do cięcia linowego, twarde i kruche materiały (takie jak białe metalowe drzwi ) można pobrać próbkę młotkiem.

3. Wielkość próbki

Wielkość próbki zależy od konkretnej sytuacji i ogólnie jest łatwa do trzymania i mielenia. Ogólnie długość boku próbki kwadratowej wynosi 12-15 mm, a próbki okrągłej (12-15 cm) x 15 cm. W przypadku odkuwek o zbyt małych gabarytach, nieregularnym kształcie, utrudniających trzymanie szlifowanej próbki (np. cienki przekrój, drut, cienka rurka itp.) wymagane jest włożenie próbki.

4. Zestaw próbek

Wstaw próbkę najczęściej przyjmuje metodę próbki wkładki z prasowaniem na gorąco i metodę próbki wkładki mechanicznej.

Metoda ustawiania próbki metodą prasowania na gorąco polega na podgrzaniu próbki w proszku bakelitu lub plastikowych granulkach do 110-156℃ i prasowaniu na gorąco na maszynie do ustawiania próbek. Ponieważ metoda prasowania na gorąco wymaga określonej temperatury i ciśnienia, nie nadaje się do transformacji mikrostruktury w niskich temperaturach (takich jak hartowanie martenzytu), a materiały metalowe o niskiej temperaturze topnienia łatwo powodują odkształcenia plastyczne.

Mechaniczna metoda ustawiania próbek polega na zaprojektowaniu specjalnego uchwytu do trzymania próbki, aby uniknąć niedoboru ustawienia próbki na gorąco.