Η μεταλλογραφική χάραξη είναι μια χημική τεχνική που χρησιμοποιείται για την επισήμανση χαρακτηριστικών μετάλλων σε μικροσκοπικά επίπεδα. Μελετώντας το χαρακτήρας, 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 χαρακτική εκθέτει προβλήματα σε μέταλλα
Τα περισσότερα μεταλλουργικά χαρακτηριστικά έχουν μικροσκοπικό μέγεθος. Δεν μπορούν να προβληθούν ή να αναλυθούν χωρίς οπτική μεγέθυνση τουλάχιστον 50x και έως 1000x όταν χρησιμοποιούνται ελαφριά μικροσκόπια.
Για την ανάλυση τέτοιων χαρακτηριστικών, ένα μεταλλικό δείγμα πρέπει να γυαλιστεί σε πολύ λεπτό φινίρισμα. Δυστυχώς, κάτω από ένα μικροσκόπιο, μια τόσο λεπτή γυαλισμένη επιφάνεια μοιάζει με ένα απλό λευκό πεδίο.
Για να δημιουργήσετε μια αντίθεση μεταξύ των στοιχείων της μικροδομής του μετάλλου, χρησιμοποιούνται χημικά διαλύματα γνωστά ως χαρακτικά. Οι εγχώριοι διαβρώνουν επιλεκτικά ορισμένα από αυτά τα στοιχεία, τα οποία εμφανίζονται ως πιο σκοτεινές περιοχές. Αυτό είναι δυνατό επειδή οι διαφορές στη σύνθεση, τη δομή ή τη φάση ενός μετάλλου μεταβάλλουν το σχετικό
ρυθμοί διάβρωσης όταν εκτίθεται σε ένα γοητευτικό.Οι ουσίες που χρησιμοποιούνται για την έκθεση:
- το σχήμα και το μέγεθος των ορίων των κόκκων (ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή)
- μεταλλικές φάσεις (διαφορετικοί τύποι μετάλλων σε κράμα)
- εγκλείσματα (μικρές ποσότητες μη μεταλλικών υλικών)
- την ακεραιότητα των σημείων συγκόλλησης, ιδιαίτερα στα ηλεκτρονικά προϊόντα
- ρωγμές και άλλα θέματα στις συγκολλήσεις
- ομοιομορφία, ποιότητα και πάχος υλικών επίστρωσης
Τύποι μεταλλογραφικής χάραξης
Σύμφωνα με τον ιστότοπο Metalographic.com, "Η χάραξη είναι μια διαδικασία για την αποκάλυψη της δομής του υλικού, οι κοινές τεχνικές χάραξης περιλαμβάνουν:
- Χημική ουσία
- Ηλεκτρολυτικός
- Θερμικός
- Πλάσμα αίματος
- Λιωμένο αλάτι
- Μαγνητικός
Οι δύο πιο κοινές τεχνικές είναι η χημική και η ηλεκτροχημική χάραξη. Η χημική χάραξη είναι συνήθως ένας συνδυασμός είτε οξέος είτε βάσης με οξειδωτικό ή αναγωγικό παράγοντα σε διαλυμένη ουσία όπως αλκοόλη. Η ηλεκτροχημική χάραξη είναι ένας συνδυασμός χημικής χάραξης με ηλεκτρική τάση / ρεύμα. "
Πώς χρησιμοποιείται η χάραξη για την πρόληψη της αστοχίας μετάλλων
Μεταλλουργοί είναι επιστήμονες που ειδικεύονται στη δομή και τη χημεία των μετάλλων. Όταν τα μέταλλα αποτυγχάνουν (για παράδειγμα, μια δομή καταρρέει), είναι σημαντικό να κατανοήσετε 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, το ASTM 30, που αποτελείται από αμμωνία, υπεροξείδιο του υδρογόνου (3%) και DI νερό, χρησιμοποιείται για χάραξη χαλκού. Το Keller's Etch, το οποίο αποτελείται από απεσταγμένο νερό, νιτρικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ και υδροφθορικό οξύ, είναι το καλύτερο για χάραξη κραμάτων αλουμινίου και τιτανίου.
Με χάραξη με διαφορετικά χημικά, 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 δυνατόν να αποφευχθεί το ίδιο πρόβλημα στο μέλλον.