Chuẩn bị các mẫu kim loại trong rèn vật liệu kim loại

Để xác định và nghiên cứu cấu trúc vi mô kim loại, cần chuẩn bị các mẫu có kích thước nhất định của vật liệu kim loại được phân tích, đồng thời quan sát và phân tích trạng thái cấu trúc vi mô và sự phân bố của kim loại thông qua kính hiển vi kim loại sau khi mài, đánh bóng và ăn mòn.

Chất lượng chuẩn bị mẫu kim loại ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích cấu trúc vi mô. Nếu việc chuẩn bị mẫu không đáp ứng các yêu cầu cụ thể, có thể là do sự xuất hiện của phán đoán sai, do đó toàn bộ phân tích không thể đưa ra kết luận chính xác. Do đó, để có được những mẫu kim loại phù hợp, cần phải trải qua hàng loạt quy trình chuẩn bị nghiêm ngặt.

Lấy mẫu là một bước rất quan trọng trong phân tích kính hiển vi kim loại. Nó nên được lựa chọn theo các đặc điểm, công nghệ xử lý, chế độ lỗi và các mục đích nghiên cứu khác nhau của vật liệu kim loại hoặc bộ phận sẽ được kiểm tra và phân tích, và các bộ phận đại diện của nó nên được chọn.

1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu và bề mặt kiểm tra

Vị trí lấy mẫu và bề mặt kiểm tra phải được chọn với sự thể hiện tốt nhất hoặc tốt hơn.

1) Khi kiểm tra và phân tích hư hỏng của bộ phận gây ra hư hỏng, ngoài việc lấy mẫu tại bộ phận bị hư hỏng, còn cần lấy mẫu cách xa bộ phận bị hư hỏng để phân tích và so sánh.

2) Khi nghiên cứu vi cấu trúc của vật rèn kim loại cần lấy mẫu từ bề mặt về tâm để quan sát do có hiện tượng phân li.

3) Đối với vật liệu cán và vật liệu rèn, cả hai mẫu kim loại ngang (vuông góc với hướng cán) và dọc (song song với hướng cán) đều phải được chặn để phân tích và so sánh sự phân bố của các khuyết tật bề mặt và tạp chất phi kim loại.

4) Đối với các vật rèn nói chung sau khi xử lý nhiệt, do cấu trúc kim loại đồng nhất, việc lấy mẫu có thể được thực hiện ở bất kỳ phần nào.

5) Đối với các kết cấu hàn, các mẫu chứa vùng nóng chảy và vùng quá nhiệt thường phải được chặn tại mối hàn.

2. Phương pháp lấy mẫu

Khi cắt mẫu, trước tiên phải đảm bảo cấu trúc kim loại của vị trí thử nghiệm. Các phương pháp lấy mẫu khác nhau tùy theo tính chất của vật liệu: vật liệu mềm có thể cắt bằng cưa tay hoặc máy cưa, vật liệu cứng có thể cắt bằng máy cắt đá mài có nước làm mát hoặc máy cắt dây, vật liệu cứng và giòn (như cửa sắt trắng ) có thể lấy mẫu bằng búa.

3. Cỡ mẫu

Kích thước của mẫu phụ thuộc vào tình huống cụ thể và thường dễ cầm và nghiền. Thông thường, chiều dài cạnh của mẫu hình vuông là 12-15mm và của mẫu hình tròn là (12-15cm) x 15cm. Đối với vật rèn có kích thước quá nhỏ, hình dạng không đều, không dễ giữ mẫu mài (chẳng hạn như đoạn mỏng, dây, ống mỏng, v.v.), cần phải chèn mẫu.

4. Bộ mẫu

Chèn mẫu chủ yếu áp dụng phương pháp chèn mẫu ép nóng và phương pháp mẫu chèn cơ học.

Phương pháp đông kết mẫu ép nóng là làm nóng mẫu trong bột bakelite hoặc hạt nhựa đến 110-156℃ và ép nóng trên máy định hình mẫu. Bởi vì phương pháp ép nóng đòi hỏi nhiệt độ và áp suất nhất định, nó không phù hợp để biến đổi cấu trúc vi mô ở nhiệt độ thấp (chẳng hạn như làm nguội martensite) và vật liệu kim loại có điểm nóng chảy thấp dễ tạo ra biến dạng dẻo.

Phương pháp thiết lập mẫu cơ học là thiết kế một vật cố định đặc biệt để giữ mẫu để tránh tình trạng thiếu thiết lập mẫu ép nóng.