ریزساختار چیست؟
بررسی ریزساختار یک ارزیابی متالوگرافی است که در آن برش گرفته شده از یک نمونه فلزی از طریق مراحل برش، نصب، سنگ زنی، پرداخت و حکاکی تهیه می شود و زیر میکروسکوپ نوری یا الکترونی بررسی می شود.
هدف ریزساختار
هدف این است که با تعیین توزیع فاز، ساختار دانه، شرایط عملیات حرارتی و ناپیوستگی، بررسی شود که مواد در ساختار مورد انتظار قرار دارند.
ریزساختار بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- قطعات فولادی و چدنی
- اجزای عملیات حرارتی
- اتصالات جوش داده شده
- محصولات ریخته گری و جعلی
ریزساختار در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با ریزساختار
- ASTM E3
- ASTM E407
- ISO 17639
- ASTM E883
شرایط ریزساختار
- بخش
- بر اساس ASTM E3 از منطقه مورد بررسی گرفته شده است
- جلا دادن
- کاغذهای ساینده درجه بندی شده و تعلیق الماس/آلومینا
- حکاکی کردن
- اچانت مناسب با مواد؛ تعریف شده در ASTM E407
- بزرگنمایی
- با توجه به اموال مورد ارزیابی انتخاب و گزارش شده است
تجهیزات ریزساختار
- دستگاه برش (با مایع خنک کننده)
- پرس نصب سرد یا گرم
- دستگاه سنگ زنی و پرداخت اتوماتیک
- میکروسکوپ متالورژی معکوس و سیستم تصویربرداری
الزامات نمونه برای ریزساختار
- جهت و محل بخش باید مشخص شود
- در حین برش نباید آسیب حرارتی رخ دهد
- حفظ لبه باید تضمین شود
- اچانت باید متناسب با مواد انتخاب شود
مدت ریزساختار
معمولاً 1 تا 2 روز برای آماده سازی و بررسی نمونه.
روش اجرای ریزساختار
- 1بخش از منطقه مربوطه گرفته شده است.
- 2نمونه نصب شده است.
- 3سنگ زنی و پرداخت درجه بندی شده اعمال می شود.
- 4با اچانت مناسب اچ می شود.
- 5زیر میکروسکوپ بررسی می شود و تصاویر ضبط می شود.
معیارهای پذیرش ریزساختار
معیار پذیرش در استاندارد یا مشخصات محصول تعریف شده است: ساختار فاز مورد انتظار و سطح قابل قبولی از ناپیوستگی.
ارزیابی نتایج
برش نادرست یا حکاکی بیش از حد باعث ایجاد مصنوعات می شود. اگر قرار است ناحیه لبه ارزیابی شود، نصب لبه نگهدارنده الزامی است.
گزارش ریزساختار
- استانداردهای کاربردی
- محل و جهت بخش
- شرایط آماده سازی و اچینگ
- تصاویر ریزساختار بزرگ شده
- ارزیابی و تفسیر
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای محصول و مشخصات ساخت
آزمون فلز و متالورژی — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون ریزساختار به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های فلز و متالورژی، باری را که یک فلز یا اتصال جوش‌شده می‌تواند تحمل کند، نحوه شکست آن و ساختار داخلی‌اش را تعیین می‌کنند. خروجی این خانواده اغلب درباره خود محصول نیست بلکه درباره هویت ماده است: آیا فولاد واقعاً از رده اعلام‌شده است، آیا درز جوش استحکامی را که طراحی فرض کرده می‌دهد، آیا قطعه ریخته‌گری نقص داخلی غیرقابل‌قبولی دارد؟
اهمیت عملی این حوزه از این واقعیت ناشی می‌شود که یک قطعه فلزی به‌ندرت به‌تدریج از کار می‌افتد. یک قطعه پلاستیکی تغییر شکل می‌دهد، فرسوده می‌شود، ترک می‌خورد و معمولاً هشدار می‌دهد. اما درز جوش یا یک بست، اغلب بدون هشدار می‌شکند - به‌ویژه در موارد خستگی و شکست ترد. به همین دلیل، در حوزه‌هایی مانند تجهیزات تحت فشار، تجهیزات بالابر، فولاد سازه‌ای و خطوط لوله، آزمون مواد الزامی مقرراتی است نه طراحی.
این خانواده سه گروه روش را گرد هم می‌آورد و هر یک به پرسشی متفاوت پاسخ می‌دهد. آزمون‌های مکانیکی رفتار ماده تحت بار را کمّی می‌کنند. بازرسی غیرمخرب بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص می‌گردد. متالوگرافی و تجزیه شیمیایی توضیح می‌دهند چرا ماده چنین رفتاری دارد - از طریق ساختار دانه، توزیع فاز، محتوای آخال و ترکیب آلیاژ.
معیار پذیرش این آزمون‌ها تقریباً هرگز از استاندارد آزمون نمی‌آید و این کلید درک این حوزه است. استاندارد آزمون می‌گوید اندازه‌گیری چگونه انجام شود؛ مقادیر قابل‌قبول از استاندارد محصول، رده ماده یا آیین‌نامه ساخت می‌آید. ISO 6892-1 می‌گوید آزمون کشش چگونه انجام شود؛ EN 10025 می‌گوید آن فولاد باید چند مگاپاسکال تنش تسلیم بدهد. هنگام خواندن یک گزارش، دانستن اینکه بر اساس کدام استاندارد محصول ارزیابی شده ضروری است.
نمونه‌برداری در این حوزه بخشی جدایی‌ناپذیر از نتیجه است. دو نمونه گرفته‌شده از یک ذوب ممکن است بسته به جهت و محل برداشت، مقادیر متفاوتی بدهند؛ در محصولات نورد شده، نمونه‌های موازی و عمود بر جهت نورد نتایج متفاوتی تولید می‌کنند. به همین دلیل استانداردهای محصول محل و جهت نمونه‌برداری را نیز تنظیم می‌کنند و گزارش باید این را مستند کند.
گروه‌های روش در این حوزه
تست های مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شیاردار (شارپی)، سختی (برینل، ویکرز، راکول)، خستگی، خزش و چقرمگی شکست. این‌ها رفتار ماده تحت بار را به‌صورت عددی می‌دهند.
بازرسی غیرمخرب
پرتونگاری، بازرسی فراصوتی، مایع نافذ، ذرات مغناطیسی و بازرسی چشمی. بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص‌های سطحی و داخلی می‌گردد و گامی ضروری در ساخت جوشی است.
متالوگرافی
آماده‌سازی نمونه، اچ‌کاری و بررسی میکروسکوپی. اندازه دانه، توزیع فاز، محتوای آخال، عمق کربن‌دهی و منطقه متأثر از حرارت جوش ارزیابی می‌شود.
تجزیه شیمیایی
ترکیب آلیاژ با طیف‌سنجی نشری نوری و شیمی تر تأیید می‌شود؛ تأیید رده ماده از این مرحله می‌گذرد.
رفتار خوردگی
آزمون‌های مه نمکی، خوردگی حفره‌ای و شکافی، و خوردگی بین‌دانه‌ای. در فولادهای زنگ‌نزن می‌توانند نشان‌دهنده کیفیت عملیات حرارتی باشند.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- گواهی ماده (مانند EN 10204 3.1) گزارش آزمون نیست؛ اظهارنامه سازنده است. در کاربردهای حساس، راستی‌آزمایی مستقل انجام می‌شود و این دو نباید با هم اشتباه گرفته شوند.
- آزمون‌های کشش ASTM و ISO مقادیر یکسانی را اندازه می‌گیرند اما از هندسه نمونه متفاوتی استفاده می‌کنند؛ نتایج معادل مستقیم هم تلقی نمی‌شوند و هرچه مشخصات بخواهد همان اعمال می‌شود.
- جداول تبدیل بین سختی و استحکام تقریبی هستند. محاسبه تنش تسلیم از روی سختی، شواهد کافی برای پذیرش ماده نیست.
- در بازرسی غیرمخرب، عبارت «نقصی یافت نشد» به معنای نبود نقص نیست؛ ممکن است نقص‌هایی زیر حد تشخیص روش وجود داشته باشد. گزارش باید روش به‌کاررفته و سطح حساسیت را ذکر کند.
- قبول‌شدن درز جوش نشان نمی‌دهد جوشکار یا دستورالعمل واجد شرایط است؛ این‌ها فرآیندهای جداگانه‌اند.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- راستی‌آزمایی گواهی ماده و پذیرش مواد ورودی
- تأیید ساخت جوشی؛ صلاحیت‌سنجی جوشکار و دستورالعمل
- کنترل ساخت تجهیزات تحت فشار و اجزای سازه‌ای
- تحلیل خرابی و تعیین علت ریشه‌ای آسیب‌های میدانی
- راستی‌آزمایی فرآیندهای عملیات حرارتی و سطحی
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره ریزساختار
ریزساختار بر اساس کدام استاندارد ساخته شده است؟
ریزساختار در محدوده ASTM E3, ASTM E407, ISO 17639 و ASTM E883 اجرا می شود. مقادیر حدی و معیارهای پذیرشی که باید اعمال شوند در استاندارد محصول تعریف شده است. نسخه معتبر برای محصول شما در مرحله پیشنهاد به صورت کتبی تایید می شود.
ریزساختار برای کدام محصولات کاربرد دارد؟
عمدتاً برای قطعات فولادی و چدنی, اجزای عملیات حرارتی, اتصالات جوش داده شده و محصولات ریخته گری و جعلی اعمال می شود. اینکه آیا محصول شما در محدوده گنجانده شده است یا خیر، با بررسی مشخصات فنی و کاربرد مورد نظر آن مشخص می شود.
تحت چه شرایطی ریزساختار انجام می شود؟
پارامترهای تعیین کننده عبارتند از: بخش — بر اساس ASTM E3 از منطقه مورد بررسی گرفته شده است, جلا دادن — کاغذهای ساینده درجه بندی شده و تعلیق الماس/آلومینا و حکاکی کردن — اچانت مناسب با مواد؛ تعریف شده در ASTM E407. شرایط کامل در بخش "شرایط تست" در صفحه موجود است و بسته به استاندارد محصول متفاوت است.
چه نوع نمونه ای برای ریزساختار مورد نیاز است؟
جهت و محل بخش باید مشخص شود, در حین برش نباید آسیب حرارتی رخ دهد و حفظ لبه باید تضمین شود. تعداد نمونه ها با توجه به استاندارد محصول و محدوده ای که باید گزارش شود تعیین می شود.
مدت زمان ریزساختار چقدر است؟
معمولاً 1 تا 2 روز برای آماده سازی و بررسی نمونه. این مدت به خود آزمایش تعلق دارد. آماده سازی نمونه، صف بندی و گزارش نیز ارزیابی می شود. یک برنامه زمانی واقعی برای محصول شما در پیشنهاد ارائه شده است.
نتیجه ریزساختار به نام "مناسب" چیست؟
معیار پذیرش در استاندارد یا مشخصات محصول تعریف شده است: ساختار فاز مورد انتظار و سطح قابل قبولی از ناپیوستگی.