ورود به حساب کاربری

نام کاربری *
رمز عبور *
مرا به خاطر بسپار.

مراحل متالوگرافي آلومینیوم

مراحل متالوگرافي آلومینیوم

متالوگرافي آماده سازي و بررسی سطح فلزي مي‌باشد. در اين بررسي اطلاعاتي در مورد ساختار دروني فلزو خواص فیزیکی و مکانیکی آن بدست مي‌آيد.

بررسی ساختارفلزات و آلياژها، به وسیله ميكروسكوپ در دو مقياس انجام شود

  •     بررسي ماكروسكوپي Macroscopic Examination
  •     بررسي ميكروسكوپي Microscopic Examination

بررسی ماكروسكوپیمراحل متالوگرافي آلومینیوم

درمطالعه ماکروسکوپی، قطعه مورد نظر با استفاده از میکروسکوپ با بزرگنمایی حداکثر 10 برابر مورد بررسی قرار مي‌گيرد. به این ترتیب اطلاعاتی در مورد كيفيتفلز، يعني میزان يكپارچگي ساختارفلز، انجماد و كيفيت عمليات انجام شده بر روی فلز مثل : ريخته گري، كار مكانيكي، جوشكاري و... بدست  می آيد.

بررسی ساختار ماكروسكوپي، مي‌تواند ‌به صورت مستقيم بر روي سطح فلزمثل سطح قطعات ريخته گري، صورت مي‌گيرد و هم ‌روي مقاطع شكست و پس از عمليات سطحي خاص انجام ‌شود. در اینجا بطور اجمالی، موارد كاربرد متالوگرافي  ماکروسکوپی در مطالعه ساختار فلزات گفته خواهد شد:

  •     مطالعه مقاطع شكست فلز به منظور تعيين علت و نوع شكست از این نظر كه، شكست از نوع ترد Brittle Fracture  و يا نوع نرم Ductile Fracture بوده . مقطع شكست ترد، صيقلي و مقطع شكست نرم، به علت سطح ناهموار، کدر ديده مي‌شود. شكست نرم باعث تغيير فرم پلاستيك می شود.
  •     تخلخل های ناشی از انقباض ، گازو ترکها و شکافها ی فلز که به دلیل کیفیت نامناسب مراحل ذوب ، ریخته گری و انجماد  ایجاد می شود را مشخص می کند.
  •     مشخص کردن ترک و شکافهای ناشی از عملیات مکانیکی و حرارتی ، در آلیاژهای کار پذیر.
  •     مشخص کردن حفره هایی که حین عملیات وشکاری ایجاد می شود.

 بررسی ميكروسكوپي

 بررسی ریزساختار فلز، تحت بزرگنمایی بالای میکروسکوپ را بررسی میکروسکوپی گویند. در این شیوه مطالعه، فلز بعد از عملیات سطحی مورد بررسی قرار می گیرد. متالوگرافی میکروسکوپی  به منظور تعیین و مشخص کردن موارد زیر به کار می رود:

  •     فازهای تعادلی و غیر تعادلی فلز را مشخص می کند.
  •     شیوه تولید و عملیات سطحی انام شده بر روی فلز را مشخص می کند.
  •     اندازه دانه ها و ناخالصیهای موجود در فلز را مشخص می کند.

 تجهيزات کاربردی در متالوگرافي

  •      ميكروسكوپ (نوري یا الكتروني)
  •     دستگاه پوليش (صيقل كاري)

 

بررسی ساختار میکروسکوپی فلز به وسیله میکروسکوپهای نوری و الکترونی انجام می شود. میکروسکوپ الکترونی بزرگنمایی بسیار بیشتری نسبت به میکروسکوپ نوری دارد.

ميكروسكوپ نوری

میکروسکوپ نوری بر اساس نوع عملکرد به دو دسته شفاف و انعکاسی تقسیم می شود. نوع شفاف با عبور نور از ماده ، نوع انعکاسی با بازتاب نور از سطح کار بزرگنمایی را انجام میدهد. در متالوگرافی به دلیل کدر بودن ماده تحت مشاهده از نوع انعکاسی استفاده می شود.

 ميكروسكوپ الكتروني

قدرت بزرگنمایی میکروسکوپ الکترونی  در حدود 30000 برابرمی باشد. در میکروسکوپ الکترونی ،با عبور پرتوهای الکترونی  از عدسی های مغناطیسی ، به روی سطح آلیاژ متمرکز می شوند و باعث خارج شدن الکترونهایی از سطح فلز می شوند. الکترونها بعد از جمع آوری تقویت می شوند و بر صفحه مانیتور نمایش داده می شوند.

دستگاه پوليش

دستگاه پولیش به منظور صیقل کاری سطح فلز به کار می رود. این دستگاه با استفاده از یک سطح نرم مثل مخمل ، پوست خز و... که بر روی یک دیسک چرخان که با سرعت مناسب می چرخد، نصب می شود. درمرحله نهایی صیقل کاری ، از ساینده هایی به شکل پودر معلق در آب استفاده می شود. ساینده مورد استفاده برای آلومینیوم ، اکسید منیزیم می باشد ، که بر روی پارچه پولیش میریزند .

  عمليات آماده سازي يك نمونه متالوگرافي

با توجه به کارکرد انعکاسی میکروسکوپ ها ، برای داشتن تصویربهتر و امکان بررسی دقیق تر ، نیاز است که سطح قطعه تا حد ممکن صیقلی باشد و نور را بازتاب دهد. برای این منطور سطح فلز تحت عملیاتی قرار می گیرد که به آن عملیات آماده سازی گفته می شود.

مراحل آماده سازي:

 نمونه برداري  Specimen Selection

نمونه برداری اولین و مهمترین مرحله آماده سازی نمونه متالو گرافی می باشد. انتخاب نمونه و نحوه برش اهمیت زیادی دارد. نمونه انتخاب شده نمایانگر خواص قطعه باشد، بنابراین با توجه به هدف مطالعه و قطعه مورد نظر بهترین انتخاب انجام می شود. مثلا برای مطالعه یک نقص ، نمونه را از محل نقص تهیه میکنیم ، یا مثلا در قطعات نوردی که خواص در جهت نورد و جهت عمود بر آن متفاوت است ، نمونه از دوجهت تهیه و بررسی می شود. نحوه برش نمونه بسته به جنس فلز متفاوت است ویا در قطعات ریخته گری ، نمونه برداری از ضخامتهای مختلف قطعه انجام می شود ، زیرا سرعت انجماد در ضخامتهای مختلف متفاوت  و به این ترتیب ساختار آنها متفاوت خواهد بود.

  •     بریدن
  •     شکستن

بریدن به وسیله ابزار برش برای فلزات نرم کاربرد دارد. نکته مهم درصورت گرم شدن قطعه حین عملیات برش ، موجب تغییر ساختار فلز و بی اعتبار شدن نتیجه آزمایش می شود.

شکستن برای نمونه برداری از فلزات ترد و شکننده به کار می رود. به این ترتیب که یک قطعه از فلز را با چکش جدا می کنند.

 قالبگيري (مانت کردن )  Mounting

نمونه انتخاب شده برای آزمایش اندازه بسیار کوچکی دارد ، برای سهولت حمل نمونه را بر روی موادی از جنس پلی استر نصب می کنند. مواد پلی استرمانت در دو نوع گرم و سرد استفاده می شود.

سمباده زني  Grinding

در مرحله سمباده کاری ، خراشهای ناشی از برش و نمونه برداری برطرف می شود.  به این منظور میزان زبری سمباده بسته به ناهمواری سطح و عمق خط و خرشها ، متفاوت است . هرچه سطح خشن تر باشد، زبری سمباده بیشتر خواهد بود. پس از عملیات سمباده زنی نباید اثری از خراشهای برش بر سطح بماند. خط و خشهای ناشی از سمباده کاری در مراحل بعدی ، با ساینده های نرمتر اصلاح می شود.

 پولیش Polishing

بعد از سمباده زنی، عملیات پولیش به منظور دستیابی به سطحی صاف و صیقلی انجام می شود. پولیش در دو مرحله پولیش درشت و پولیش نهایی انجام می شود.

  •      صيقل كاري درشت

 صیقل کاری درشت با استفاده از پارچه ابریشم مصنوعی و مواد ساینده الماس انجام می شود. به این ترتیب که نمونه با سرعت مناسب و هم جهت با عقربه های ساعت ، دور چرخ پولیش حرکت می کند. تا پولیش به صورت یکدست انجام گیرد.

  •      صيقل كاري نهايي

صیقل کاری نهایی با همان روش صیقل کاری درشت ، با ساینده ریز تر و نرم تر، برای رسیدن به سطح صیقلی و آینه ای انجام می شود. به منظور صیقل کاری آلیاژ آلومینیوم ، از اکسید منیزیم به عنوان ساینده استفاده می شود.

  •      اچ كردن Etching 

عملیات اچ کردن به منظور آشکار ساختن ساختار بلورین مولکول فلز انجام می شود. به این منظور نمونه پولیش شده را در محلول اچ قرار می دهند. محلول اچ و زمان عملیات ، مناسب با نوع آلیاژ و هدف مورد نظر انتخاب می شود. برای انجام فرآیند آچ کردن یا نکونه را در محلول اچ فرو می برند ویا سطح نمونه را با محلول آغشته می کنند و بعد از گذشت زمان مناسب ، نمونه با آب شسته می شود تا فرآیند اچ کردن متوقف شود. سپس به الکل آغشته شده و به دقت خشک می شود تا اثر آب باقی نماند. با عمل اچ كردن(حك كردن) مرز بين دانه‌ها مرئي مي‌شوند. معمولاً براي انجام اين كار، سطح پرداخت شده را در معرض تأثير نوعي ماده شيميايي قرار مي‌دهند. تأثير ماده شيميايي روي نمونه، با خوردن مرز بين دانه‌ها شروع مي‌شود. مرز بين دانه‌ها در اثر خورده شدن بصورت شيارهاي ظاهر مي‌شود. نورهاي منعكس شده از شيارهايي ظاهر مي‌شود. نورهاي منعكس شده از شيارها تغيير مسير داده و به عدسي چشمي نمي رسد، در نتيجه مرز يبن دانه به صورت خطوط تيره ظاهر مي‌شوند.

ادامه عمل اچ كردن با خورده شدن سطح دانه‌ها همراه است. سرعت خورده شدن سطح دانه به جهت استقرار صفحات بلورين آن بستگي دارد. سرعت واكنش شيميايي در همه جهات يكسان نيست، لذا سطح برخي از دانه‌ها سريعتر از سطح دانه هاي لذا سطح برخي از دانه‌ها سريعتر از دانه‌ها از سطح دانه هاي ديگر خورده مي‌شوند. آن دانه هايي كه طوري جهت گيري شده اند كه نور منعكس شده از انها به داخل ميكروسكوپ بر نمي گردد، تيره ديده مي‌شود.

 

اکنون نمونه آماده مطالعه و بررسی می باشد.