metalografické zkoušky

2V praxi se neustále setkáváme se situací, kdy zákazník nedodá všechny potřebné informace pro hladký průběh zakázky zahrnující metalografické zkoušky. V lepším případě tato situace vede ke zbytečnému prodlužování doby potřebné k získání výsledků, v horším případě může dojít až k získání nesprávných či zavádějících výsledků, či k jejich chybné interpretaci se všemi negativními důsledky.

Asi nejdůležitější informací je aspoň minimální kvalitativní znalost chemického složení materiálu resp. jeho zařazení do skupiny materiálů. Toto je důležité především pro přípravu metalografických vzorků, kdy v případě měkkých slitin a čistých kovů musí být mnohem šetrnější fáze broušení a leštění oproti např. kaleným ocelím. Znalost chemického složení je také důležitá pro správnou volbu způsobu leptání ke zviditelnění struktury. Zde naopak např. korozivzdorné austenitické oceli a niklové slitiny vyžadují mnohem agresivnější leptadla oproti nelegovaným uhlíkovým ocelím.

Další důležité informace souvisí s požadovaným způsobem vyhodnocení metalografických vzorků. Příkladem může být informace o způsobu výroby polotovaru, tedy zda se jedná o polotovar vyrobený tvářením ingotu, kontinuálním litím, klasický odlitek či výkovek. Toto je důležité zejména při makroskopickém vyhodnocování vad polotovarů podle norem, které hodnotí polotovary vyrobené různými technologiemi. Takové normy používají pro hodnocení různé etalonové řady v závislosti na použité technologii výroby. Hlavní problém je v tom, že vzhledově stejné vady mohou mít různou příčinu vzniku v závislosti na použité technologii. Neznalost technologie tedy může vést k použití nesprávného etalonu s následným získáním zavádějících výsledků.

Znalost použité technologie také usnadňuje volbu místa odběru a orientace metalografických vzorků. Při vyhodnocování např. vnitřních vad nebo textury závislých na směru tváření pak postačuje menší počet správně orientovaných vzorků, oproti situaci kdy směr tváření není znám a je tedy nutno připravit více vzorků s různou orientací.

Samostatnou kapitolu představuje stav tepelného zpracování, který je jedním z nejčastějších důvodů kontroly výrobků pomocí metalografie. Při kontrole stavu tepelného zpracování musí být výsledky metalografického hodnocení téměř vždy dány do souvislosti s chemickým složením kontrolovaného materiálu. Přitom může být určitý vzhled mikrostruktury zachován i v dosti širokém rozsahu teplot, avšak může již dojít ke změně mechanických vlastností, zejména tvrdosti. Informace o tvrdosti vzorku je tedy vhodné znát předem, případně je nutno s jejím měřením počítat při objednávce zkoušek.

Přesto, že schopný metalograf je zpravidla schopen výše uvedené informace alespoň částečně zjistit podle jednotlivých morfologických znaků mikrostruktury sledovaného vzorku, je třeba mít na paměti, že morfologie představuje pouze kvalitativní nástroj pro hodnocení a bez dodatečných informací nemusí být výsledné hodnocení přesné.

 

Pokud zákazník dodá zkušebně všechny známé informace o zkoušeném kusu už při zadávání zakázky, dosahuje nejen výrazného urychlení celého průběhu zkoušek, ale také může dosáhnout výrazného snížení nákladů na zkoušky. Dostatek vstupních informací také zabraňuje chybám v interpretaci a hodnocení výsledků.

Trendem dnešní doby je výroba nejrůznějších součástí na 3D tiskárnách. To však vyžaduje také ověření kvality takto vyrobených součástí. Pro výrobu pomocí 3D tiskáren mohou být použity materiály, mezi něž patří např. vlákna z bioplastu PLA, termoplast ABS, dřevěně plastický kompozit WPC, PC, PET, Inconel a další kovové i nekovové materiály. Všechny tyto materiály lze v naší mechanické zkušebně otestovat. Výsledky mechanických vlastností je pak možné porovnat s konvečními metodami výroby součástí nebo základních materiálů, nebo s požadovanými parametry pro daný výrobek.

Vzhledem k průběhu procesu 3D tisku, pak můžeme vzorek vytvořit přímo na požadovanou velikost s minimálním přídavkem na dokončovací práce (broušení na předepsanou drsnost povrchu) tím, že se materiál postupně přidává a tím dochází ke snížení spotřeby materiálu. Díky tomu se zákazníkům snižují náklady na zkoušení vzorků.

Tiskárna nanáší natavená vlákna do vrstev, ať už plného nebo dutého modelu s mřížkou (kde není potřeba tak masivní konstrukce). Vyplněná vnitřní konstrukce je vhodná u předmětů, které budou namáhány – třeba u stativu pro telefon s fotoaparátem, sponky, která musí být pružná a tedy vnitřně homogenní atp. Na druhé straně je často využito izotropních vlastností materiálu, kdy lze zjistit rozdíl mechanických vlastností v požadovaných směrech takto nanesených vrstev.

U všech takto připravených výrobků provádí naše Mechanická zkušebna stanovení tažnosti, meze pevnosti, pevnosti v tahu a dalších mechanických vlastností.

 Protože vnitřní struktura materiálu má zásadní vliv na vlastnosti materiálu, nachází v případě výrobků zhotovených pomocí 3D tisku uplatnění také metalografie. Metalografie může sloužit nejen jako nástroj pro kontrolu kvality, ale také jako nástroj pro kalibraci a verifikaci parametrů 3D tiskáren, zejména při zavádění nových výrobků či materiálů.

Jedním z hlavních sledovaných parametrů je obsah pórů v hotovém výrobku vyrobeném 3D tiskem. Tento parametr lze velmi dobře ověřit pomocí metalografie, především v kombinaci s využitím obrazové analýzy. Dále lze pro kalibraci 3D tiskárny pomocí metalografie ověřovat parametry jako je hloubka, šířka a rovnoměrnost jednotlivých stop laseru. V závislosti na použitém práškovém materiálu je také možno ověřit kvalitu a rovnoměrnost přetavení jednotlivých zrn. V neposlední řadě je metalografie velmi vhodná k ověření kvality difúzních vrstev u kompozitů z různých materiálů vyráběných 3D tiskem.

DSCN2534 (3)Pro oblast automotive můžeme v současné době nabídnout např. měření silových poměrů u ložisek, dále pak mechanické zkoušky u různých podrozměrných součástí a spojů, včetně součástí a spojů nepravidelných tvarů.

Jako příklady lze uvést různá pouzdra a jejich spoje s hřídelemi a různými typy protikusů. Samozřejmostí je měření tvrdosti, včetně mikrotvrdosti a měření hloubky a průběhu povrchových vrstev.

Testy je možné provádět u součástí a komponentů z různého spektra materiálů, a to včetně kovů, plastů a dalších, např. textilních pásů.  Další informace získáte na mailu laboratore@tuev-nord.cz nebo na telefonním čísle 545 110 131.

FERITSCOPE 1Nově jsme zavedli měření obsahu feritu.
Obsah feritu nyní určujeme od 0,1 % až do 80 %. Měření feritu se provádí u svarových kovů a návarů austenitických a duplexních korozivzdorných ocelí. Metoda je vhodná také pro určení obsahu deformačně indukovaného martenzitu u tvářených austenitických materiálů.

Jedná se kontaktní měřící metodu používající dotykovou sondu. Měřící přístroj používá jako zkušební metodu magnetickou indukci, kdy je obsah feritu odvozován z magnetické permeability. Přístroj FMP30 představuje jednu z nejrychlejších a nejpřesnějších metod měření obsahu feritu.  Měřící přístroj je vhodný nejen pro měření v laboratorních podmínkách, ale umožňuje také měření přímo na místě u zákazníka v provozu.

V případě zájmu o měření volejte 545 110 128 nebo 545 110 132 nebo zašlete mail na: laboratore@tuev-nord.cz.