Μεταλλογραφική χάραξη

Η μεταλλογραφική χάραξη είναι μια χημική τεχνική που χρησιμοποιείται για την επισήμανση των χαρακτηριστικών των μετάλλων σε μικροσκοπικά επίπεδα. Μελετώντας το χαρακτήρα, την ποσότητα και τη διανομή αυτών των διαφορετικών χαρακτηριστικών, οι μεταλλουργοί μπορούν να προβλέψουν και να εξηγήσουν τις φυσικές ιδιότητες και τις αποτυχίες απόδοσης ενός δεδομένου δείγματος μετάλλου.

Πώς η χάραξη εκθέτει προβλήματα στα μέταλλα

Τα περισσότερα μεταλλουργικά χαρακτηριστικά είναι μικροσκοπικά σε μέγεθος. δεν μπορούν να παρατηρηθούν ή να αναλυθούν χωρίς οπτική μεγέθυνση τουλάχιστον 50x και έως 1000x όταν χρησιμοποιούνται μικροσκόπια φωτός.

Για την ανάλυση τέτοιων χαρακτηριστικών, ένα μεταλλικό δείγμα πρέπει να γυαλιστεί σε ένα πολύ λεπτό τελείωμα τύπου καθρέφτη. Δυστυχώς, κάτω από ένα μικροσκόπιο, μια τέτοια λεπτώς γυαλισμένη επιφάνεια μοιάζει με ένα απλό λευκό πεδίο.

Για να δημιουργηθεί μια αντίθεση μεταξύ των στοιχείων της μικροδομής του μετάλλου, χρησιμοποιούνται χημικά διαλύματα γνωστά ως χαρακτικά. Χαλάσματα επιλεκτικά διαβρώνουν μερικά από αυτά τα στοιχεία, τα οποία εμφανίζονται ως σκοτεινότερες περιοχές. Αυτό είναι δυνατό επειδή οι διαφορές στη σύνθεση, τη δομή ή τη φάση ενός μετάλλου αλλοιώνουν τους σχετικούς ρυθμούς διάβρωσης όταν εκτίθενται σε ένα βελτιωτικό.

Συγκολλητικά χρησιμοποιούνται για να εκθέσουν:

• το σχήμα και το μέγεθος των ορίων των κόκκων (ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή)
• μεταλλικές φάσεις (διαφορετικοί τύποι μετάλλων σε κράμα)
• εγκλείσματα (μικροσκοπικές ποσότητες μη μεταλλικών υλικών)
• την ακεραιότητα των σημείων συγκόλλησης, ιδιαίτερα σε ηλεκτρονικά προϊόντα
• ρωγμές και άλλα ζητήματα στις συγκολλήσεις
• την ομοιομορφία, την ποιότητα και το πάχος των υλικών επικάλυψης

Τύποι μεταλλογραφίας

Σύμφωνα με την ιστοσελίδα Metalographic.com, "Η χάραξη είναι μια διαδικασία για την αποκάλυψη της δομής του υλικού, οι κοινές τεχνικές χάραξης περιλαμβάνουν:

• Χημική ουσία
• Ηλεκτρολυτική
• Θερμικός
• Πλάσμα αίματος
• Λιωμένο αλάτι
• Μαγνητικός

Οι δύο πιο συνηθισμένες τεχνικές είναι η χημική και η ηλεκτροχημική χάραξη. Η χημική χάραξη είναι τυπικά ένας συνδυασμός είτε ενός οξέος είτε μιας βάσης με έναν οξειδωτικό ή αναγωγικό παράγοντα σε μια διαλελυμένη ουσία όπως μια αλκοόλη. Η ηλεκτροχημική χάραξη είναι ένας συνδυασμός χημικής χάραξης με ηλεκτρική τάση / ρεύμα. "

Πώς χρησιμοποιείται η χάραξη για την αποτροπή της αποτυχίας των μετάλλων

Οι μεταλλουργοί είναι επιστήμονες που ειδικεύονται στη δομή και τη χημεία των μετάλλων. Όταν τα μέταλλα αποτύχουν (για παράδειγμα, μια δομή καταρρέει), είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τους λόγους. Οι μεταλλουργοί εξετάζουν δείγματα του μετάλλου για να προσδιορίσουν τους λόγους αποτυχίας.

Υπάρχουν πάνω από δώδεκα διαφορετικά διαλύματα χάραξης που αποτελούνται από συστατικά όπως αμμωνία, υπεροξείδιο του υδρογόνου και υδροχλωρικό οξύ. Διαφορετικές λύσεις είναι χρήσιμες για τη χάραξη διαφορετικών μετάλλων. Για παράδειγμα, η ASTM 30, που αποτελείται από αμμωνία, υπεροξείδιο του υδρογόνου (3%) και DI νερό, χρησιμοποιείται για τη χάραξη χαλκού. Το Etch του Keller, το οποίο αποτελείται από αποσταγμένο νερό, νιτρικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ και υδροφθορικό οξύ, είναι το καλύτερο για τη χάραξη αλουμινίου και κραμάτων τιτανίου.

Με τη χάραξη με διάφορες χημικές ουσίες, οι μεταλλουργοί μπορούν να εκθέσουν μια ποικιλία πιθανών προβλημάτων σε δείγματα μετάλλων. Η χάραξη μπορεί να αποκαλύψει μικροσκοπικές ρωγμές, πόρους ή εγκλείσματα σε μεταλλικά δείγματα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από τη χάραξη επιτρέπουν στους μεταλλουργούς να ανακαλύψουν γιατί το μέταλλο απέτυχε. Μόλις εντοπιστεί ένα συγκεκριμένο πρόβλημα, είναι πιθανό να αποφευχθεί το ίδιο πρόβλημα στο μέλλον.