Металлографическая пробоподготовка – это комплекс мероприятий, направленный на подготовку различных образцов из сталей и сплавов для дальнейшего исследования их внутренней микроструктуры (структурных составляющих).
Пробоподготовка является одним из первых этапов для проведения металлографии и крайне важна в металлографии. Качественное проведение пробоподготовки в итоге окажет положительный эффект на конечные результаты. От качества оборудования для пробоподготовки зависит очень многое, например, повторяемость свойств материалов от пробы к пробе.
Пробоподготовка — это совокупность действий над изучаемым образцом, для перевода его в форму, наиболее подходящую для дальнейшего исследования.
Основная задача пробоподготовки — подготовка вещества, материалов, компонентов анализа для определённого вида анализа. Пробоподготовка помогает повысить точность получаемых результатов, расширить исследуемый диапазон значений, повысить безопасность исследования, ускорить тест, улучшить воспроизводимость и снизить погрешность результатов. В современном мире не обойтись без использования сложных технических устройств.
Среди оборудования, используемого для такой подготовки, можно отметить наиболее часто применяемое: Шлифовально-полировальные станки, Отрезные станки, Микроскопы.
Говоря научным языком, шлифовально-полировальные станки используются для металлографической пробоподготовки металлических образцов. Общей задачей данного этапа металлографической пробоподготовки является удаление материала, поврежденного в процессе формирования образца для исследования (например, отрезания), выравнивания поверхности, либо удаления лишнего слоя для получения доступа к реальной структуре материала в интересующей области.
При работе с шлифовально-полировальными станками в качестве металлографического абразива чаще всего используют карбид кремния (SiC). Материал идеально подходит для шлифовки, поскольку имеет высокую твердость и острые края зерен. Для подготовки металлографических образцов карбид кремния используют в составе шлифовальной бумаги с покрытием в виде абразива зернистостью от 60 (грубый) до 1200 (мелкий).
Важно сказать, что в настоящее время широко распространены как комбинированные, шлифовально-полировальные станки, так и узконаправленные – шлифовальные, либо полировальные, благодаря чему возможно подобрать прибор исходя из требований конечного пользователя.
Основные параметры шлифования – это давление и скорость/направление вращения. Давление в процессе шлифования зависит от прилагаемого усилия: чем выше усилие и, соответственно, давление, тем выше степень удаления материала с обрабатываемого образца (при этом повышается риск возникновения поверхностных и подповерхностных дефектов). Говоря о скорости и направлении вращения, можно отметить, что она играет не менее важную роль в подготовке образца. Более низкая скорость головки относительно высокой скорости диска обеспечивает более агрессивное и быстрое снятие слоя материала. Ниже приведена таблица, в которой указаны базовые характеристики получаемого результата при изменении скоростей вращения головки и базового устройства.
|
Скорость вращения головки, об/мин |
Базовая скорость, об/мин |
Относительная скорость удаления материала |
Характеристика |
Приложение |
|
150 |
от 300 до 600 |
Высокая |
Быстрое агрессивное удаление материала. Различная степень удаления по сечению образца. |
Используется для удаления большого количества материала на твердых образцах |
|
150 |
150 |
Минимальная |
Сравнимая скорость головки и диска станка при вращении в том же самом направлении устраняет относительно распределение скоростей. Равномерное удаление материала. Низкая скорость удаления. Производит минимальные повреждения поверхности. |
Обеспечивается высокая плоскостность по всему образцу. Используется для сохранения включений и хрупких фаз |
Полирование – наиболее важный этап подготовки образца для микроструктурного анализа, на котором нужно полностью устранить повреждения, полученные образцом на предыдущих стадиях. Именно на данном этапе образец подготавливается для дальнейшего исследования выбранным методом, соответственно от него зависит достоверность получаемых при исследовании данных. Полирование в целом – это комплексная деятельность, в которой должны быть учтены такие факторы, как стабильность и правильный выбор полировочной ткани и абразивов, прилагаемое усилие, скорость вращения и продолжительность процесса. Соответственно, качество поверхности подготавливаемого образца полностью зависит от всех вышеперечисленных факторов, а также от предыдущих (предварительных) стадий подготовки.
