Microscopia

Grain size determination methods

Osservando al microscopio un campione di metallo opportunamente preparato, è possibile notare che la struttura è costituita da una moltitudine di grani di dimensioni diverse. La dimensione di questi grani è importante per molte proprietà del metallo, come la durezza, la resistenza, l'allungamento, la capacità di attingere in profondità, ecc.

La "granulometria" di un metallo può essere modificata con diversi metodi. Le misure della granulometria possono essere utilizzate per determinare se il processo è stato eseguito correttamente o se è stata raggiunta la granulometria richiesta per l'applicazione prevista. La struttura dei grani visibile sulla sezione metallografica, che può essere riconosciuta dai confini dei grani, inizialmente non dice nulla sulla dimensione effettiva dei grani, poiché la superficie della sezione rappresenta solo una sezione piatta attraverso i grani reali. Non è possibile determinare se questa sezione sia stata realizzata all'"equatore" o al "polo" del grano.

Si è quindi stabilito di definire la dimensione dei grani di un metallo con l'aiuto delle superfici di taglio visibili nella micrografia. L'indicazione di una dimensione media, con il diametro medio del grano o l'area superficiale media dei cristalliti, è sufficiente. Per requisiti di precisione più elevati, è necessario determinare le statistiche dei grani.

La verifica delle dimensioni dei grani di ferrite e austenite secondo la norma DIN EN ISO 643 viene generalmente eseguita al microscopio con un ingrandimento di 100:1, in genere con il metodo del confronto. Per i grani equi-assiali che non mostrano alcun allungamento, questo metodo è sufficientemente accurato ed è il più rapido da eseguire. Per i grani allungati, o per una maggiore precisione, è necessario utilizzare il metodo dell'intersezione delle linee o il metodo del conteggio. Le linee gemelle nei grani non sono considerate come confini dei grani, ma come parte della struttura cristallina all'interno dei confini dei grani circostanti. I campioni per la valutazione metallografica vengono levigati, lucidati e preparati elettroliticamente a seconda del materiale e delle condizioni.

Layer thickness measurement

La misurazione dello spessore degli strati composti dopo la nitrurazione è standardizzata nella norma DIN 30902 "Determinazione al microscopio ottico dello spessore e della porosità degli strati composti di pezzi nitrurati e nitrocarburizzati". Dopo un'adeguata rettifica, lo strato composto viene misurato preferibilmente con un ingrandimento di 1000:1. È necessario assicurarsi che le misurazioni vengano effettuate solo nei casi in cui:

• Non c'è spazio tra il composto di montaggio e la superficie del pezzo da esaminare
• Lo strato di mescola non presenta rotture o crepe prodotte durante il processo di rettifica
• L'area è sufficientemente lontana da un bordo.

Lo spessore dello strato deve essere misurato in un minimo di dieci punti su una lunghezza di circa 5 mm. Il risultato deve essere fornito come valore medio aritmetico arrotondato e senza decimali come segue:

• Spessore dello strato composto: CLT = 16 µm'CLT' sta per 'Compound Layer Thickness'.

Se viene indicato lo spessore della parte porosa dello strato di composto, il CLT deve essere fornito con l'indice p:

• Spessore della parte porosa dello strato di composto: CLTp = 4 µm

Se viene indicato lo spessore della parte priva di pori dello strato composto, il CLT deve essere fornito con l'indice np:

• Spessore della parte priva di pori dello strato di composto: CLTnp = 12 µm

Modern image processing software allows for automatic layer thickness measurement. This analysis method is available for QATM hardness testers.