Che cos'è Analisi metallografica?
L'analisi metallografica è l'esame microscopico di un campione dopo che è stato tagliato, montato, rettificato, lucidato e inciso con un reagente adatto. La storia del trattamento termico del materiale, la struttura dei grani, la distribuzione delle fasi e i difetti diventano visibili in questo esame.
Scopo di Analisi metallografica
Lo scopo è vedere la causa strutturale dietro i numeri forniti dai test meccanici. Spesso la durezza o la fragilità inaspettata possono essere spiegate solo esaminando la microstruttura.
A quali prodotti si applica Analisi metallografica?
- Parti in acciaio trattato termicamente
- Giunti saldati
- Fusioni e forgiati
- Superfici cementate e nitrurate
- Campioni di analisi dei guasti
In quali settori si utilizza Analisi metallografica?
Norme relative a Analisi metallografica
- ASTM E3 (preparazione di campioni metallografici)
- ASTM E112 (determinazione della dimensione media del grano)
- ISO 643 (granulometria ferritica o austenitica negli acciai)
- ISO 3887 (determinazione della profondità di decarburazione negli acciai)
- ISO 17639 (esame macroscopico e microscopico delle saldature)
Condizioni di Analisi metallografica
- Kesme
- Taglio di raffreddamento che impedisce il riscaldamento; la struttura non dovrebbe cambiare
- Preparazione
- Cottura, levigatura graduale e lucidatura
- Acquaforte
- Mordenzante e tempo adatti al materiale
- Esame
- Ad opportuni ingrandimenti al microscopio ottico; SEM se necessario
Apparecchiatura per Analisi metallografica
- Macchina da taglio raffreddata
- Pressa di montaggio
- Macchina per la smerigliatura e lucidatura
- Configurazione dell'incisione e cappa aspirante
- Microscopio ottico e sistema di analisi delle immagini
- Tester di microdurezza (supplementare)
Requisiti del campione per Analisi metallografica
- Il campione deve essere prelevato in modo da rappresentare il lotto o il ciclo di produzione.
- È necessario indicare la descrizione del campione, il tipo di materiale e la direzione di produzione, se presente.
- La norma da applicare e l'eventuale specifica del cliente dovranno essere fornite insieme al campione.
- Il test può essere distruttivo; il numero richiesto di campioni deve essere confermato in anticipo.
- Le superfici da testare dovranno essere protette durante il trasporto.
Durata di Analisi metallografica
Un campione viene generalmente completato entro uno o due giorni lavorativi, compresa la preparazione e l'esame.
Procedura di Analisi metallografica
- 1Viene identificata la sezione da esaminare e il campione viene tagliato con raffreddamento.
- 2Il campione è montato.
- 3Vengono eseguite la levigatura e la lucidatura graduali.
- 4Viene inciso con un reagente adatto e lavato.
- 5Viene esaminato al microscopio a diversi ingrandimenti.
- 6Viene misurata la dimensione del grano, la frazione di fase o la profondità dello strato.
- 7Le immagini sono riportate in scala.
Criteri di accettazione di Analisi metallografica
Lo standard del metodo definisce come viene eseguito il test, non quale deve essere il risultato. Il limite di accettabilità deriva dallo standard del materiale o del prodotto, dalle specifiche del cliente o dalla normativa pertinente; questa pagina quindi non dà un limite numerico.
Valutazione dei risultati
La valutazione si basa sul confronto della struttura osservata con la struttura definita nello standard o nelle specifiche del materiale. Quantità come la dimensione del grano e la profondità di decarburazione sono fornite numericamente; il limite di accettabilità deriva dalla norma di prodotto.
Rapporto di Analisi metallografica
- Descrizione del campione, informazioni sul materiale/prodotto e numero di lotto, se presente
- Metodo di preparazione del campione e condizioni di condizionamento
- Condizioni standard e di prova applicate
- Strumento utilizzato e stato della calibrazione
- Risultati e unità di misura
- Incertezza di misura (se richiesta)
- Una dichiarazione secondo cui il risultato si applica solo al campione sottoposto a prova
Accreditamento
EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.
Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Ambito e autorizzazioniRegolamenti correlati
- Norme armonizzate applicate in base alla famiglia di prodotto
- UE 765/2008 (sorveglianza del mercato e quadro di accreditamento)
- Normative di prodotto pertinenti e specifiche del cliente
Prove su metalli e metallurgia — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Analisi metallografica; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Le prove metalliche e metallurgiche determinano il carico che un metallo o un giunto saldato può sopportare, il suo modo di rottura e la sua struttura interna. Il risultato di questa famiglia riguarda spesso non il prodotto in sé ma l'identità del MATERIALE: l'acciaio è davvero della classe dichiarata, il cordone di saldatura fornisce la resistenza prevista dal progetto, il getto contiene un difetto interno inaccettabile?
L'importanza pratica dell'ambito deriva dal fatto che un componente metallico raramente cede in modo graduale. Un componente in plastica si deforma, invecchia, si fessura e di solito dà un preavviso. Un cordone di saldatura o un elemento di fissaggio, invece, spesso si rompe senza preavviso, soprattutto in caso di fatica e frattura fragile. Per questo, in ambiti come apparecchi a pressione, apparecchi di sollevamento, acciaio strutturale e condotte, la prova dei materiali è un obbligo NORMATIVO e non progettuale.
La famiglia riunisce tre gruppi di metodi, ciascuno dei quali risponde a una domanda diversa. Le prove meccaniche quantificano il comportamento del materiale sotto carico. L'esame non distruttivo cerca difetti senza danneggiare il pezzo. La metallografia e l'analisi chimica spiegano perché il materiale si comporta in quel modo — tramite struttura del grano, distribuzione delle fasi, contenuto di inclusioni e composizione della lega.
Il criterio di accettazione di queste prove quasi mai deriva dalla norma di prova, ed è questa la chiave per comprendere l'ambito. La norma di prova indica come effettuare la misura; i valori accettabili derivano dalla norma di prodotto, dalla classe del materiale o dal codice di fabbricazione. La ISO 6892-1 indica come eseguire una prova di trazione; la EN 10025 indica quale carico di snervamento deve fornire quell'acciaio. Nel leggere un rapporto, è essenziale sapere rispetto a quale norma di prodotto è stato valutato.
Il campionamento è parte inseparabile del risultato in questo ambito. Due provini prelevati dalla stessa colata possono dare valori diversi a seconda della direzione e della posizione di prelievo; nei prodotti laminati, i provini paralleli e perpendicolari alla direzione di laminazione producono risultati diversi. Le norme di prodotto disciplinano quindi anche la posizione e l'orientamento del campionamento, e il rapporto deve documentarlo.
Gruppi di metodi in questo ambito
Prove meccaniche
Trazione, compressione, flessione, impatto su intaglio (Charpy), durezza (Brinell, Vickers, Rockwell), fatica, scorrimento viscoso e tenacità a frattura. Forniscono il comportamento del materiale sotto carico in forma numerica.
Esame non distruttivo
Radiografia, esame a ultrasuoni, liquidi penetranti, particelle magnetiche ed esame visivo. Cerca difetti superficiali e interni senza danneggiare il pezzo ed è un passaggio indispensabile nella fabbricazione saldata.
Metallografia
Preparazione del provino, attacco chimico ed esame microscopico. Si valutano dimensione del grano, distribuzione delle fasi, contenuto di inclusioni, profondità di cementazione e zona termicamente alterata della saldatura.
Analisi chimica
La composizione della lega è verificata mediante spettrometria a emissione ottica e chimica umida; la conferma della classe del materiale passa da questa fase.
Comportamento a corrosione
Prove in nebbia salina, di corrosione per vaiolatura e interstiziale, e di corrosione intergranulare. Negli acciai inossidabili possono indicare la qualità del trattamento termico.
Confusioni frequenti in questo ambito
- Un certificato materiale (come EN 10204 3.1) non è un rapporto di prova; è la dichiarazione del produttore. Nelle applicazioni critiche si esegue una verifica indipendente, e le due cose non vanno confuse.
- Le prove di trazione ASTM e ISO misurano le stesse grandezze ma usano geometrie di provino diverse; i risultati non sono considerati direttamente equivalenti, e si applica quanto richiesto dalla specifica.
- Le tabelle di conversione tra durezza e resistenza sono APPROSSIMATIVE. Calcolare il carico di snervamento dalla durezza non è una prova sufficiente per l'accettazione del materiale.
- Nell'esame non distruttivo, "nessun difetto rilevato" non significa che non ci siano difetti; possono essere presenti difetti al di sotto del limite di rilevazione del metodo. Il rapporto deve indicare il metodo applicato e il livello di sensibilità.
- Il superamento di un cordone di saldatura non dimostra che il saldatore o la procedura siano qualificati; sono processi distinti.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Verifica del certificato materiale e accettazione del materiale in ingresso
- Approvazione della fabbricazione saldata; qualificazione del saldatore e della procedura
- Controllo di fabbricazione di apparecchi a pressione e componenti strutturali
- Analisi dei guasti e determinazione della causa radice dei danni sul campo
- Verifica dei processi di trattamento termico e superficiale
Test correlati
Domande frequenti su Analisi metallografica
La preparazione del campione influisce sul risultato?
Lo influenza direttamente. Un taglio che riscalda il campione, una fase di macinazione eccessivamente pressata o un mordenzante sbagliato possono modificare o nascondere la struttura. La preparazione viene quindi eseguita secondo lo standard e indicata nel rapporto.
Cosa si fa se il microscopio ottico non è sufficiente?
Un microscopio elettronico a scansione (SEM) viene utilizzato per strutture molto fini e superfici di frattura; L'EDS viene utilizzato insieme ad esso se è necessaria la distribuzione elementare.