Rodzaje badań metalograficznych i ich znaczenie w odbiorze jakościowym konstrukcji wykonanych z metali

Jakość narzędzi i materiałów konstrukcyjnych wykonanych z różnego rodzaju metali, odgrywa niebagatelną rolę w wielu gałęziach dzisiejszego przemysłu. Ich struktura powinna więc być nienaganna – bez uszkodzeń, pęknięć czy zanieczyszczeń. Dlatego właśnie niezwykle istotne jest bieżące kontrolowanie stanu jakościowego metali i ich stopów, z wykorzystaniem badań metalograficznych, przeznaczonych do oceny ich faktycznej struktury.

Badania te można podzielić na makroskopowe i mikroskopowe, przy czym jednak obydwie analizy pełnią zgoła inne funkcje. Jak więc wyglądają one w praktyce?

Badania metalograficzne mikro i makroskopowe – kiedy są przeprowadzane?

Metalografia to dział metaloznawstwa, który bada struktury metali i ich stopów. Jedną z głównych metod jest makroskopia. Specjaliści przeprowadzają ją z pomocą lup o powiększeniu zazwyczaj do 30 razy lub okiem nieuzbrojonym. To właśnie dzięki takim analizom można ocenić jakość materiału. Są one wykonywane na powierzchni próbki wypolerowanej lub wytrawionej z użyciem właściwego odczynnika. W stali, żeliwie i innych stopach wykrywają:

• pęknięcia,
• zwalcowania,
• pęcherzyki,
• niejednorodności strukturalne.

Ponadto badania metalograficzne tego typu umożliwiają ocenę zanieczyszczenia fosforem lub siarką, pozwalają określić wielkość ziarna, pasmowość i włóknistość, głębokość zahartowania i specyfikę pęknięć. Zazwyczaj są przeprowadzane z próbką Baumanna, Adlera czy Anczyca. Nierzadko jest też stosowany odczyn Jacewicza. Dobór próbki zależy od rodzaju struktury i oczekiwanych rezultatów.

Badanie mikroskopowe przeprowadza się z zastosowaniem mikroskopu metalograficznego świetlnego lub elektronowego. Najczęściej wykorzystywane odczynniki to nital lub pikral. Ich głównym zadaniem jest szczegółowa analiza mikrostruktury materiałów, która nie jest widoczna okiem nieuzbrojonym. Umożliwia rozróżnienie składników strukturalnych i określenie ich dokładnej specyfiki, np. wymiarów, rozmieszczenia, ilości.

Popularne badania metali i ich stopów

Obecnie metale i ich stopy badane są rozmaitymi metodami, nakierunkowanymi na konkretne rezultaty. Z uwagi na krótki czas wykonania i niemal natychmiastowy wynik, dużą popularnością cieszą się badania nieniszczące, do których należą między innymi badania wizualne (VT) przeprowadzane okiem nieuzbrojonym oraz magnetyczno-proszkowe (MT) – weryfikujące podstawowe wymagania jakościowe spoiny. Badania MT znakomicie sprawdzają się na elementach ferromagnetycznych, wykazując takie uszkodzenia jak pęknięcia powierzchniowe, nawisy, rozerwania, żużle czy pęcherze.

Według opinii specjalisty z firmy Staltest Pomorze Sp. z o.o., doskonałym uzupełnieniem wskazanych wyżej badań, dającym dużo dokładniejszy obraz ewentualnych uszkodzeń badanych elementów, są badania penetracyjne (PT), radiograficzne (RT) oraz badania ultradźwiękowe (UT). W badaniach nieniszczących można dodatkowo wyróżnić analizy twardości oraz szczelności ocenianych elementów. Dobór konkretnych metod badawczych uzależniony jest jednak każdorazowo od specyfiki badanego materiału, wymagań jakościowych czy też rodzaju wykonanej konstrukcji.

Bardzo istotne z punktu widzenia badań jakościowych materiałów i konstrukcji wykonanych z metali są badania niszczące, sprawdzające ich wytrzymałość eksploatacyjną. Badania te wymagają zniszczenia testowanej próbki, co pozwala sprawdzić, jak dany element czy wytworzony materiał zachowa się w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych, inaczej mówiąc, czy badany obiekt spełni określone wymagania jakościowe i technologiczne. Tego typu badania doskonale sprawdzają udarność metali, ich łamliwość, odporność na odkształcenia czy rozciągliwość.