Una tecnica per esporre le caratteristiche nei metalli
L'incisione metallografica è una tecnica chimica utilizzata per evidenziare le caratteristiche dei metalli a livelli microscopici. Studiando il carattere , la quantità e la distribuzione di queste diverse caratteristiche, i metallurgisti possono prevedere e spiegare le proprietà fisiche e le prestazioni di un determinato campione di metallo.
In che modo l'incisione espone problemi ai metalli?
La maggior parte delle caratteristiche metallurgiche sono di dimensioni microscopiche; non possono essere visti o analizzati senza ingrandimento ottico di almeno 50x e fino a 1000 volte quando si usano microscopi ottici.
Per analizzare tali caratteristiche, un campione metallico deve essere lucidato su una finissima finitura a specchio. Sfortunatamente, al microscopio, una superficie così finemente levigata sembra un semplice campo bianco.
Per creare un contrasto tra gli elementi della microstruttura del metallo, vengono utilizzate soluzioni chimiche note come agenti di disturbo. Gli etcanti corrodono selettivamente alcuni di questi elementi, che appaiono come regioni più scure. Ciò è possibile perché le differenze nella composizione, nella struttura o nella fase di un metallo alterano i tassi relativi di corrosione quando esposti a un agente di attacco.
Gli Etcanti sono usati per esporre:
- la forma e la dimensione dei bordi dei grani (difetti nella struttura cristallina)
- fasi metalliche (diversi tipi di metallo in una lega)
- inclusioni (piccole quantità di materiale non metallico)
- l'integrità dei punti di saldatura, in particolare nei prodotti elettronici
- crepe e altri problemi nelle saldature
- uniformità, qualità e spessore dei materiali di rivestimento
Tipi di incisioni metallografiche
Secondo il sito Metalographic.com, "L'incisione è un processo per rivelare la struttura del materiale, le tecniche di incisione comune includono:
- chimico
- Elettrolitico
- Termico
- Plasma
- Sale sciolto
- Magnetico
Le due tecniche più comuni sono l'incisione chimica ed elettrochimica.
L'attacco chimico è tipicamente una combinazione di un acido o base con un agente ossidante o riducente in un soluto come un alcol. L'incisione elettrochimica è una combinazione di incisione chimica con una tensione / corrente elettrica. "
Come l'incisione è usata per prevenire il guasto del metallo
Gli metallurgisti sono scienziati specializzati nella struttura e nella chimica dei metalli. Quando i metalli falliscono (ad esempio, una struttura collassa), è importante capire le ragioni. I metallurgisti esaminano i campioni del metallo per determinare le ragioni del fallimento.
Esistono oltre una dozzina di soluzioni di incisione diverse composte da componenti come ammoniaca, perossido di idrogeno e acido cloridrico. Diverse soluzioni sono utili per incidere diversi metalli. Ad esempio, l'ASTM 30, costituito da ammoniaca, perossido di idrogeno (3%) e acqua DI, viene utilizzato per incidere il rame. L'attacco di Keller, costituito da acqua distillata, acido nitrico, acido cloridrico e acido fluoridrico, è ideale per l'incisione di alluminio e leghe di titanio.
Incidendo con diverse sostanze chimiche, i metallurgisti possono esporre una varietà di possibili problemi nei campioni di metallo. L'incisione può rivelare piccole crepe, pori o inclusioni in campioni di metallo. Le informazioni fornite dall'incisione permettono ai metallurgisti di scoprire perché il metallo ha fallito.
Una volta identificato un particolare problema, è possibile evitare lo stesso problema in futuro.