Präparation von metallographischen Proben beim Schmieden von Metallwerkstoffen
2022-06-22
Um die metallografische Mikrostruktur zu identifizieren und zu untersuchen, ist es notwendig, Proben einer bestimmten Größe der analysierten Metallmaterialien vorzubereiten und den Mikrostrukturzustand und die Verteilung des Metalls nach dem Schleifen, Polieren und Korrosion durch das metallografische Mikroskop zu beobachten und zu analysieren.
Die Qualität der metallographischen Probenvorbereitung wirkt sich direkt auf die Ergebnisse der Mikrostrukturanalyse aus. Entspricht die Probenvorbereitung nicht den spezifischen Anforderungen, kann es am Auftreten von Fehlurteilen liegen, so dass die gesamte Analyse nicht zu einem korrekten Ergebnis kommen kann. Um geeignete metallografische Proben zu erhalten, ist es daher notwendig, eine Reihe strenger Vorbereitungsprozesse zu durchlaufen.
Die Probenahme ist ein sehr wichtiger Schritt in der metallographischen mikroskopischen Analyse. Es sollte gemäß den Eigenschaften, der Verarbeitungstechnologie, dem Ausfallmodus und den verschiedenen Forschungszwecken des zu prüfenden und zu analysierenden Metallmaterials oder Teils ausgewählt werden, und seine repräsentativen Teile sollten ausgewählt werden.
1. Auswahl des Probenahmeortes und der Inspektionsfläche
Probenahmestellen und Inspektionsflächen sollten mit der besten oder besseren Repräsentation ausgewählt werden.
1) Bei der Inspektion und Analyse des Ausfalls der Teile der Schadensursache, zusätzlich zur Probenahme am beschädigten Teil, aber auch weit entfernt von dem beschädigten Teil der Probe, zur Analyse und zum Vergleich.
2) Bei der Untersuchung der Mikrostruktur von Metallschmiedestücken ist es aufgrund des Entmischungsphänomens erforderlich, Proben von der Oberfläche zur Mitte zur Beobachtung zu entnehmen.
3) Bei gewalzten und geschmiedeten Werkstoffen sollten sowohl quer zur Walzrichtung als auch längs verlaufende (parallel zur Walzrichtung) metallographische Proben entnommen werden, um die Verteilung von Oberflächenfehlern und nichtmetallischen Einschlüssen zu analysieren und zu vergleichen.
4) Für die allgemeine Nachwärmebehandlung von Schmiedestücken kann aufgrund der einheitlichen metallografischen Struktur ein Probenabfangen an jedem Abschnitt durchgeführt werden.
5) Bei geschweißten Konstruktionen sollten Proben, die eine Schmelzzone und eine Überhitzungszone enthalten, normalerweise an der Schweißverbindung abgefangen werden.
2. Stichprobenverfahren
Wenn die Probe geschnitten wird, sollte zuerst die metallographische Struktur der Teststelle sichergestellt werden. Die Probenahmemethoden variieren je nach Art der Materialien: Weiche Materialien können mit einer Handsäge oder einer Sägemaschine geschnitten werden, harte Materialien können mit einer Schleifscheiben-Schneidemaschine mit Kühlwasser oder einer Schnurschneidemaschine geschnitten werden, harte und spröde Materialien (z. B. weißes Türeisen ) kann mit einem Hammer abgetastet werden.
3. Stichprobengröße
Die Größe der Probe hängt von der jeweiligen Situation ab und ist im Allgemeinen leicht zu halten und zu mahlen. Im Allgemeinen beträgt die Seitenlänge der quadratischen Probe 12–15 mm und die der kreisförmigen Probe (12–15 cm) × 15 cm. Für Schmiedestücke mit zu kleiner Größe, unregelmäßiger Form, die die Schleifprobe nicht leicht halten (z. B. Dünnschliff, Draht, dünnes Rohr usw.), muss die Probe eingeführt werden.
4. Mustersatz
Insert-Probe übernehmen meistens die Heißpress-Insert-Probe-Methode und die mechanische Insert-Probe-Methode.
Die Heißpress-Probensetzmethode besteht darin, die Probe in Bakelitpulver oder Kunststoffgranulat auf 110–156 °C zu erhitzen und auf der Probensetzmaschine heiß zu pressen. Da das Heißpressverfahren eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Druck erfordert, ist es nicht für eine Mikrostrukturumwandlung bei niedriger Temperatur (wie z. B. Abschrecken von Martensit) geeignet, und Metallmaterialien mit niedrigem Schmelzpunkt lassen sich leicht plastisch verformen.
Die Qualität der metallographischen Probenvorbereitung wirkt sich direkt auf die Ergebnisse der Mikrostrukturanalyse aus. Entspricht die Probenvorbereitung nicht den spezifischen Anforderungen, kann es am Auftreten von Fehlurteilen liegen, so dass die gesamte Analyse nicht zu einem korrekten Ergebnis kommen kann. Um geeignete metallografische Proben zu erhalten, ist es daher notwendig, eine Reihe strenger Vorbereitungsprozesse zu durchlaufen.
Die Probenahme ist ein sehr wichtiger Schritt in der metallographischen mikroskopischen Analyse. Es sollte gemäß den Eigenschaften, der Verarbeitungstechnologie, dem Ausfallmodus und den verschiedenen Forschungszwecken des zu prüfenden und zu analysierenden Metallmaterials oder Teils ausgewählt werden, und seine repräsentativen Teile sollten ausgewählt werden.
1. Auswahl des Probenahmeortes und der Inspektionsfläche
Probenahmestellen und Inspektionsflächen sollten mit der besten oder besseren Repräsentation ausgewählt werden.
1) Bei der Inspektion und Analyse des Ausfalls der Teile der Schadensursache, zusätzlich zur Probenahme am beschädigten Teil, aber auch weit entfernt von dem beschädigten Teil der Probe, zur Analyse und zum Vergleich.
2) Bei der Untersuchung der Mikrostruktur von Metallschmiedestücken ist es aufgrund des Entmischungsphänomens erforderlich, Proben von der Oberfläche zur Mitte zur Beobachtung zu entnehmen.
3) Bei gewalzten und geschmiedeten Werkstoffen sollten sowohl quer zur Walzrichtung als auch längs verlaufende (parallel zur Walzrichtung) metallographische Proben entnommen werden, um die Verteilung von Oberflächenfehlern und nichtmetallischen Einschlüssen zu analysieren und zu vergleichen.
4) Für die allgemeine Nachwärmebehandlung von Schmiedestücken kann aufgrund der einheitlichen metallografischen Struktur ein Probenabfangen an jedem Abschnitt durchgeführt werden.
5) Bei geschweißten Konstruktionen sollten Proben, die eine Schmelzzone und eine Überhitzungszone enthalten, normalerweise an der Schweißverbindung abgefangen werden.
2. Stichprobenverfahren
Wenn die Probe geschnitten wird, sollte zuerst die metallographische Struktur der Teststelle sichergestellt werden. Die Probenahmemethoden variieren je nach Art der Materialien: Weiche Materialien können mit einer Handsäge oder einer Sägemaschine geschnitten werden, harte Materialien können mit einer Schleifscheiben-Schneidemaschine mit Kühlwasser oder einer Schnurschneidemaschine geschnitten werden, harte und spröde Materialien (z. B. weißes Türeisen ) kann mit einem Hammer abgetastet werden.
3. Stichprobengröße
Die Größe der Probe hängt von der jeweiligen Situation ab und ist im Allgemeinen leicht zu halten und zu mahlen. Im Allgemeinen beträgt die Seitenlänge der quadratischen Probe 12–15 mm und die der kreisförmigen Probe (12–15 cm) × 15 cm. Für Schmiedestücke mit zu kleiner Größe, unregelmäßiger Form, die die Schleifprobe nicht leicht halten (z. B. Dünnschliff, Draht, dünnes Rohr usw.), muss die Probe eingeführt werden.
4. Mustersatz
Insert-Probe übernehmen meistens die Heißpress-Insert-Probe-Methode und die mechanische Insert-Probe-Methode.
Die Heißpress-Probensetzmethode besteht darin, die Probe in Bakelitpulver oder Kunststoffgranulat auf 110–156 °C zu erhitzen und auf der Probensetzmaschine heiß zu pressen. Da das Heißpressverfahren eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Druck erfordert, ist es nicht für eine Mikrostrukturumwandlung bei niedriger Temperatur (wie z. B. Abschrecken von Martensit) geeignet, und Metallmaterialien mit niedrigem Schmelzpunkt lassen sich leicht plastisch verformen.
Das mechanische Probensetzverfahren besteht darin, eine spezielle Vorrichtung zum Halten der Probe zu entwerfen, um den Mangel an Heißpressprobensetzern zu vermeiden.
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