Wytrawianie metalograficzne to technika chemiczna stosowana do podkreślania cech metali na poziomie mikroskopowym. Studiując postać, ilość i rozkład tych różnych cech, metalurgiści mogą przewidzieć i wyjaśnić fizyczne właściwości i błędy wydajności danej próbki metalu.
Jak trawienie ujawnia problemy w metalach
Większość cech metalurgicznych ma mikroskopijny rozmiar; nie można ich zobaczyć ani analizować bez powiększenia optycznego co najmniej 50x i aż 1000x przy użyciu mikroskopów świetlnych.
Aby przeanalizować takie cechy, próbkę metaliczną należy wypolerować do bardzo dokładnego lustrzanego wykończenia. Niestety, pod mikroskopem taka dokładnie wypolerowana powierzchnia wygląda jak zwykłe białe pole.
Aby stworzyć kontrast między elementami mikrostruktury metalu, stosuje się roztwory chemiczne znane jako wytrawiacze. Wytrawiacze selektywnie korodują niektóre z tych elementów, które pojawiają się jako ciemniejsze regiony. Jest to możliwe, ponieważ różnice w składzie, strukturze lub fazie metalu zmieniają krewnego szybkość korozji po wystawieniu na trawienie.
Wytrawiacze służą do ujawnienia:
- kształt i rozmiar granic ziaren (wady struktury krystalicznej)
- fazy metaliczne (różne rodzaje metalu w stopie)
- wtrącenia (niewielkie ilości materiału niemetalowego)
- integralność punktów lutowniczych, szczególnie w produktach elektronicznych
- pęknięcia i inne problemy w spoinach
- jednorodność, jakość i grubość materiałów powłokowych
Rodzaje trawienia metalograficznego
Według strony internetowej Metalographic.com „Trawienie jest procesem ujawniania struktury materiału, powszechne techniki trawienia obejmują:
- Chemiczny
- Elektrolityczny
- Termiczny
- Osocze
- Stopiona sól
- Magnetyczny
Dwie najczęściej stosowane techniki to trawienie chemiczne i elektrochemiczne. Wytrawianie chemiczne jest zazwyczaj kombinacją kwasu lub zasady ze środkiem utleniającym lub redukującym w substancji rozpuszczonej, takiej jak alkohol. Wytrawianie elektrochemiczne to połączenie trawienia chemicznego z napięciem / prądem elektrycznym. ”
Jak stosuje się wytrawianie w celu zapobiegania uszkodzeniom metalu
Metalurgowie są naukowcami specjalizującymi się w strukturze i chemii metali. Gdy zawodzą metale (na przykład struktura się zapada), ważne jest, aby zrozumieć przyczyny. Metalurgiści badają próbki metalu w celu ustalenia przyczyn awarii.
Istnieje kilkanaście różnych roztworów do trawienia składających się ze składników takich jak amoniak, nadtlenek wodoru i kwas solny. Różne rozwiązania są przydatne do trawienia różnych metali. Na przykład ASTM 30, złożony z amoniaku, nadtlenku wodoru (3%) i wody dejonizowanej, stosuje się do trawienia miedzi. Trawienie Kellera, które składa się z wody destylowanej, kwasu azotowego, kwasu chlorowodorowego i kwasu fluorowodorowego, jest najlepsze do trawienia stopów aluminium i tytanu.
Poprzez trawienie różnymi chemikaliami metalurgiści mogą ujawnić szereg możliwych problemów w próbkach metali. Trawienie może ujawnić drobne pęknięcia, pory lub wtrącenia w próbkach metali. Informacje dostarczone przez akwafortę pozwalają metalurgom odkryć, dlaczego metal zawiódł. Po zidentyfikowaniu konkretnego problemu można uniknąć tego samego problemu w przyszłości.