Металлографические исследования

Металлография. Металлографическое исследование

Металлография — метод исследования и контроля металлических материалов.

Металлография изучает закономерности образования структуры, исследуя макроструктуру и микроструктуру металла (путём наблюдения невооруженным глазом либо с помощью светового и электронного микроскопов), а также изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры.

Задача металлографии

Задачей металлографического исследования является установление взаимосвязи между качественными и количественными характеристиками структуры, и физическими, механическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами металлических материалов.

С помощью металлографического исследования отслеживают изменения состояния структуры металла, которые приводят к снижению прочности материала, и соответственно - к снижению прочности всей конструкции, ее остаточного ресурса.

Разрушающая и неразрушающая металлография

Разрушающая металлография или металлография с вырезом образца - классический вид металографии, при котором из объекта контроля удаляется образец. Из образца затем приготовляется препарат и исследуется на стационарном микроскопе в лаборатории. При этом целостность объекта, из которого изъяли образец, нарушается.

Неразрушающая металлография делится на два вида - металлография методом реплик и металлография непосредственно на объекте. В первом случае с зашлифованной поверхности металла делается "слепок" - реплика, во втором случае шлиф непосредственно наблюдается с помощью портативного металлографического микроскопа. При металлографии непосредственно на объекте изображение структуры также получают непосредственно на объекте, и сразу проверяют качество изображения.

Этапы металлографического исследования и их особенности

Говоря о металлографических исследованиях металлов, в каждом отдельном случае требуется индивидуальный подход. Тем не менее, можно выделить несколько основных этапов, которые непременно присутствуют во время проведения подобных исследований:

• Подготовка микрошлифов – специальных образцов, которые тщательно шлифуются, полируются и промываются до получения плоской поверхности, пригодной для детального осмотра.
• Изучение микроструктуры образца в нетравленом виде, непосредственно после полировки и промывки. Во время осмотра под микроскопом можно заметить отдельные темные участки и вкрапления, которые могут представлять собой мелкие поры, неметаллические включения, структурные составляющие.
• Макро- и микроанализ во время металлографических исследований металла позволяет своевременно выявить его дефекты, понижающие эксплуатационные свойства и надежность изделий в работе.
   

Во время работы лаборанты используют самое разное оборудование, в том числе и микроскопы, добиваясь увеличения до нескольких тысяч раз. Так можно определить размеры и форму кристаллических зерен, а также обнаружить изменения во внутреннем строении металлического сплава под влиянием высоких температур или механического воздействия, микротрещины и другие дефекты.
 

Где применяется металлография

В нефтегазовой промышленности

Исследование эксплуатационной надежности промысловых труб (ГОСТ Р 53580-2009 “Трубы стальные для промысловых трубопроводов”) – металлографический контроль продольного сварного шва сварных труб

В химической промышленности

Металлографическое исследование (контроль) основного металла и сварных соединений, выполненных сваркой плавлением из низкоуглеродистых, низколегированных, среднелегированных, высоколегированных и двухслойных сталей, а также цветных металлов (меди, алюминия, серебра, титана) при изготовлении сосудов и аппаратов, предназначенных для работы в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой отраслях промышленности. (РД 24.200.04-90)

В зоне термического влияния и в основном металле сварного соединения при необходимости проверяют:

• загрязненность неметаллическими включениями по ГОСТ 1778;
• микроструктуру по ГОСТ 5640; ГОСТ 8233;
• величину зерна по ГОСТ 5639;
• содержание альфа-фазы (в высоколегированных сталях) по ГОСТ 11878;
• склонность к межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032.

Также металлография входит в перечень исследований для определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств (Методика МООР-98)

В энергетике

Оценка качества и исследование причин повреждений сварных соединений паропроводов тепловых электростанций (МУ 34-70-161-87).
Оценка балла зерна гибов паропроводов по ГОСТ 5639.