علم متالوگرافی

قاسم معتمدی

عضو جدید

علم متالوگرافی
مقدمه:
متالوگرافی، یا میکروسکوپ عبارتست از مطالعۀ میکروسکوپی ویژگی های سختاری یک فلز یا یک الیاژ، میکروسکوپ به مراتب مهم ترین وسیلۀ متاورژیست از نقطعه نظر علمی و فنی است. با میکروسکوپ می توان ندازۀ دانه و اندازه،شکل و توزیع فازهای مختلف و ناخالصی هایی را که روی خواص مکانیکی یک فلز تاثیر عمیقی دارند تعیین کرد.ساختار میکروسکوپی،عملیات مکانیکی و حرارتی یک فلز را آشکار می کند و حتی می توان رفتار مورد نظر آن را تحت شرایط معینی پیش گویی کرد.

تجربه نشان داده است که موفقیت در مطالعات میکروسکوپی بیشتر به توجهی که در آماده سازی نمونه مبذول می شود بستگی دارد.حتی گرانترین میکروسکوپ ها ساختار میکروسکوپی نمونه ای را که ضعیف آماده سازی شده آشکار نخواهد کرد. روش آماده سازی یک نمونه نسبتاً ساده است و به تکنیکی مربوط می شود که فقط با تمرین مداوم توسعه یافته است.بعد از آماده سازی ،در نهایت چیزی که به وجود می آید یک سطح صاف آینه مانند بدون خراش است.
مراحل آماده سازی یک نمونه متالوگرافی:
1– نمونه برداریانتخاب نمونه برای مطالعۀ میکروسکوپی بسیار مهم است.اگر قرار است عیبی مورد بررسی قرارگیرد،نمونه را باید تا حد امکان نزدیک به ناحیه عیب انتخاب کرده و با نمونه ای که از قسمت عادی(بدون عیب)برداشته شده مقایسه کرد.اگر ماده ای،مانند فلزات و آلیاژهای غیرآهنی و فولادهای عملیات حرارتی نشده ،نرم باشد،نمونه را می توان با بریدن به وسیله اره به طور دستی تهیه کرد.اگر ماده سخت باشد،می توانبا استفاده از یک سنگ سمباده برشی نمونه را تهیه کرد.این سنگ دیسک نازکی است که از مواد ساینده برشی مناسب درست شده و با سرعت زیادی می چرخد.ماده باید در حین عمل برش خنک نگاه داشته شود.
2- سنگ زنی خشنتا آنجایی که امکان دارد نمونه باید به اندازه ای باشد که براحتی با دست نگهداشته شود.یک نمونه نرم را می توان با کشیدن آرام روی یک سوهان ریز تخت صاف کرد.با یک ماشین سمباده زنی تسمه ای نیز می توان نمونه های نرم یا سخت رابه طور خشن سنگ زنی کرد،در این صورت نمونه را باید مراتباً در آب قرو برد تا در حین سنگ زنی خنک نگداشته شود.درکلیه عملیات سنگ زنی و پولیش(Polish) نمونه باید عمود بر خراش های موجود حرکت داده شود.این کار در هنگام جایگزینی خراش های عمیق به وسیله خراش های کم عمق که مشخصۀ ساینده های ریزتر است،شناخت مرحله سنگ زنی را امکان پذیر می سازذ.سنگ زنی خشن تا آنجا ادامه می یابد که سطح نمونه صاف و عاری از اثرات بریدگی بوده و کلیه خراش های ناشی از اره یا سنگ برش،دیگر غیر قابل روئیت باشند.3- قالبگیری نمونه هایی که کوچک یا به شکل نامنظم هستند برای جابه جایی آسان تر در مرحله پولیش متوسط و نهایی باید قالبگیری شوند.نمونه های سیم ها،مفتولهای کوچک،ورق های فلزی، مقاطع نازک و غیره باید به نحوی مقتضی، در یک مادۀ مناسب قالب گیری شده یا به وسیله یک گیرۀ محکم به طور مکانیکی نگهداری شوند.برای جابه جایی در عملیات بعدی پولیش،نمونه را در یک اندازه مناسب یکنواخت(معمولاً 1،1.25یا 1.5 اینچ) در پرس های مخصوص قالبگیری می کنند و از پلاستیک های مصنوعی بعنوان مواد قالبگیری استفاده می شود.قالبهای در مقابل معرف های اچ که به طور معمول مصرف می شوند بسیار مقاوم هستند.معمول ترین رزین گرما سخت برای قالب گیری باکلیت (Bakelit) است.نمونه و مقدار متناسبی از پودر باکلیت در استوانۀ پرس قالبگیری گذاشته می شود.دما به 150 درجه سانتیگراد افزایش داده و همزمان فشاری در حدود Psi4000 به قالب اعمال می شود.از آنجایی که در این دما باکلیت خود را می گیرد می توان نمونۀ قالبگیری شده را در حالی که هنوز گرم است از قالب بیرون آورد
.4- پولیش متوسطبعد از قالبگیری،نمونه با کاغذ سمباده هایی که به ترتیب ریزتر می شوند پولیش می شود.اولین کاغذ سمباده معمولاً شماره 1 است و سپس 0/1 ،0/2 ،0/3 و سرانجام 0/4 می رسد.عملیات پولیش متوسط با استفاده از کاغذ سمباده معمولاً به صورت خشک انجام می گیرد.اما در حالتهای خاص،از قبیل آماده سازی مواد نرم ممکن است از ساینده های کاربید سیلیسیم استفاده شود.کاربید سیلیسیم در مقایسه با کاغذ سمباده های معمولی میزان براده برداری بیشتری دارد و چون آغشته به رزین است می تواند همراه با یک روان ساز مصرف شود.استفاده از یک روان ساز اط گرم شدن بیش از حد نمونه جلوگیری کرده و آلوده شدن فلزات نرم را کاهش می دهد و همچنین با برداشتن ذرات و براده های از روی سطح یک نوع عمل آب کشی انجام می دهد و از این رو کاغذ سمباده زودتر کند نمی شود.
5- پولیش نهاییزمان مصرفی و موفقیت پولیش نهایی بیشتر به توجهی بستگی دارد که در مراحل پویش های قبلی مبذول می شود.دسترسی به یک سطح بدون خراش نهایتاً با یک دستگاه پولیش گردان که با پارچۀ مخصوصی پوشانده شده با استفاده از ذرات ساینده به دقت دانه بندی شده حاصل می شود.برای پولیش نهایی ذرات سایندۀ متنوعی وجود دارد که به صورت مربوط استعمال می شوند. در حالی که ساینده های زیادی به طور رضایت بخش این کار را انجام می دهند، بنظر می رسد که اکسیدآلومینیم به شکل گاما برای فلزات آهنی و آلیاژهای پایه مس و اکسید سریوم برای فلزات آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای آنها مناسب تر هستند.سایر ساینده های پولیش نهایی غالباً عبارتند از خمیر الماس،اکسید کروم و اکسید منیزیم.انتخاب پارچۀ مناسب پولیش بستگی به مواد به خصوص نمونه و اهداف مطالۀ متالوگرافیکی دارد.پارچه های متنوعی با پرز یا کرک های متغیر وجود دارند،از قبیل ابریشم که بدون کرک است،ماهوت،پارچه بیلیارد و کرباس که کرک متوسط دارند و نهایتاً مخمل که کرک های عمیق دارد.برای مقاصد عمومی پارچه های مصنوعی موجود است که دو نوع آنها تحت نام های تجاری گامال و میکروکلوث مصرف گسترده ای دارند
.6- اچ کردنهدف از اچ کردن قابل روئت ساختن خیلی از ویژگیهای ساختاری فلز یا آلیاژ است.فرآیند باید طوری باشد که قسمت های مختلف ساختار میکروسکوپی را بتوان بوضوع تشخیص داد.این کار با استفاده از معرف های مناسب انجام می گیرد که در معرض سطح پولیش شده واکنش شیمیایی نشان می دهد.در آلیاژهای که از دو یا چند فاز تشکیل شده اند،این فازها بعلت اختلاف در ترکیب شیمیایی،با تاثیر معرف در مرحله اچ کردن بنوبت ظاهر می شوند.در آلیاژهای یکنواخت تک فاز یا قلزات خالص،بعلت اختلاف میزان تاثیر معرف بر دانه های مختلف،کنتر است به وجود آمده و مرز دانه های قابل رویت می شوند.اختلاف در میزان تاثیر معرف اساساً به زاویۀ دانه های مختلف نسبت به سطح پولیش شده مربوط می شود.بعلت تاثیر شیمیایی معرف اچ،مرزدانه ها به صورت ذره هایی در سطح پولیش شذه ظاهر خواهند شد.نوری که از میکروسکوپ به کناره های این ذره برخورد می کند به خارج از میکروسکوپ بازتاب یافته،مرز دانه ها را به صورت خطوط تیره ای ظاهر می کند.
 

Similar threads

بالا