Tecnologia de análise de fratura por microscópio metalográfico
1. Método de observação do microscópio metalográfico
O princípio básico de um microscópio metalográfico usado na ciência dos materiais é observar o estado da superfície de um objeto refletindo a luz da superfície da amostra. Devido às diferenças na microestrutura, estrutura cristalina, composição química e rugosidade da superfície do material, a reflexão da luz varia, resultando na formação de um revestimento conforme mostrado nas Figuras 3-5.
A resolução final de um microscópio óptico é limitada pelo comprimento de onda da luz visível e geralmente pode ser determinada pelo critério de Payleigh, que é d=0,61 λ/(N • A)
Na fórmula: d é a resolução;
λ é o comprimento de onda da luz visível
N. A é a abertura numérica.
Se um filtro verde for usado em um microscópio metalográfico, o valor k pode ser aproximadamente igual a {{0}},5 μm, e para aberturas numéricas maiores permitidas com um N · A de 1,4, é impossível para distinguir estruturas finas menores que 0,2 μm. Devido às desvantagens inerentes de baixa ampliação e profundidade focal rasa, as amostras de microscópios ópticos de haste dividida são limitadas a superfícies de fratura planas, enquanto superfícies de fratura resistentes com grandes ondulações não podem ser observadas e analisadas usando microscópios ópticos.
Na análise de falhas por fratura, a microscopia metalográfica é utilizada principalmente para observar a microestrutura dos materiais e a morfologia das fissuras, que pertencem ao escopo da análise metalográfica e não serão elaboradas aqui. Ao observar fissuras, não é apenas necessário observar e analisar as características morfológicas, orientação, propriedades e o início e fim da própria fissura, mas também observar e analisar a situação em torno da fissura e do corpo normal, as mudanças em microdureza em ambos os lados da trinca, distribuição de inclusões e características morfológicas de óxidos ou produtos de corrosão no interior da trinca.
Recentemente, novos progressos foram feitos na aplicação da microscopia óptica para observar ramos, com o surgimento de novos tipos de microscópios ópticos com lentes pan confocal; Além disso, a tecnologia de replicação de carbono plástico pode ser usada para observar a morfologia da fratura sob microscopia óptica.
2. Principais instrumentos ópticos aplicados
As ferramentas usadas na tecnologia de análise de fratura por microscópio metalográfico incluem principalmente instrumentos ópticos, como microscópio metalográfico e microscópio estéreo com lentes duplas.
Devido à baixa profundidade de foco do microscópio metalográfico, é necessário que a superfície de fratura estudada seja bastante plana, mesmo muito próxima de um plano. Isto é, normalmente não é possível examinar superfícies de fratura ásperas e irregulares usando um microscópio óptico.
Ao observar a superfície da fratura sob um microscópio metalográfico, a ampliação comumente usada é de cerca de 100 a 500. Ao aplicar a análise metalográfica para estudar as características morfológicas das superfícies de fratura, é necessário instalar um dispositivo de fixação da amostra de fratura na platina do microscópio para garantir arbitrária ajuste da restrição de inclinação da superfície de observação da fratura, de modo que a parte observada da fratura seja perpendicular ao eixo de escurecimento microscópico.
A morfologia ondulada da superfície de fratura dificulta o foco total da imagem no microscópio metalográfico, o que significa que apenas imagens nítidas de áreas menores podem ser obtidas no microscópio metalográfico. Para superar essa desvantagem, uma área muito pequena do campo de visão pode ser selecionada em um ambiente de microscópio óptico x400 para tirar fotos polares e, em seguida, as partes focadas nessas mesmas fotos do campo de visão podem ser cortadas sem a necessidade de colar essas fotos. em uma imagem de acordo com as posições relativas de cada seção. Este método é bastante complicado, mas do ponto de vista da expansão do uso de microscópios ópticos, ainda é viável. Principalmente para unidades que atualmente não possuem microscopia eletrônica, tem um significado mais prático.
Outro tipo de microscópio óptico é um microscópio estéreo binocular, que normalmente usa uma ampliação de xl a x 100 e tem um forte senso de visão estéreo. Pode ser emparelhado com equipamento fotográfico.
Recentemente, Mclachin desenvolveu um microscópio óptico com maior profundidade de foco, que pode ser utilizado para analisar e estudar a morfologia de fraturas microscópicas.
