Analiza macroscopică a materialelor

Aliajele metalice sunt sisteme fizico-chimice ale căror stări depind de condiţiile interne (compoziţie chimică, impurităţi si imperfecţiuni structurale) sau externe (temperatură, presiune, câmpuri electromagnetice, ultrasonore, radiaţii ).

Analiza macroscopica sau macrografică reprezintă examinarea de ansamblu cu ochiul liber, cu lupa sau cu ajutorul stereomicroscopului, la măriri reduse a semifabricatelor, pieselor, sculelor sau probelor special pregătite în acest scop (rupturi, secţiunii). Prin această analiza se pot obţine informaţii despre tehnologia de fabricaţie(turnare, deformare plastica, sudare, acoperire galvanică, etc.) dar si detalii asupra condiţiilor de exploatare(ruperi la oboseala, la solicitări statice, pete de coroziune, etc.)

Analiza macroscopică poate fi atât o metodă de control intermediar cât şi final. Importanţa ei este cu atât mai mare cu cât această metodă este mai simplă, nu necesită utilaje speciale, putându-se controla un număr mare de materiale.

Macro-analiza se poate efectua pe suprafeţe naturale, aşa cum rezulta în urma proceselor de prelucrare, în urma ruperilor intenţionate sau accidentale, sau pe probe special pregătite.

Prin macroanaliza pot fi evidenţiate si determinate defecte care s-au format in diferite stadii tehnologice de fabricaţie si anume:

• Defecte de compactitate (retasuri, porozitati, sufluri, fisuri de la suprafata sau din profunzimea produsului), ce pot constitui cauze de rebutare a produsului;

• Defecte de material- prezenta incluziunilor nemetalice exogene sau metalice;

• Natura sau cauza unor ruperi, provocate sau accidentale(rupere ductila, fragila, la cald, la oboseala);

• Grosimea stratului superficial si uniformitatea acestuia, etc;

Prin atac cu reactivi specifici naturii aliajului, structurii sau defectului de evidentiat se pot reliefa eterogenitati macrostructurale de tipul:

• Cristalizare neomogena;

• Neomogenitati chimice;

• Neomogenitati mecanice;

• Eterogenitati structurale;

Macroanaliza se poate efectua pe suprafete naturale, asa cum rezulta in urma proceselor de prelucrare, in urma ruperilor intentionate sau accidentale, sau pe probe special pregatite.

Analiza macroscopica a unor suprafete pregatite special prin slefuire, lustruire si atac cu reactivi chimici permite punerea in evidenta a unor defecte de compactitate(fisuri, pori, retasuri), precum si a diferitelor tipuri de eterogenitati, cum sant eterogenitatile structuirale(diferentele dintre marimea, forma si distributia grauntilor cristalini), chimice(variatii de compozitie, segregatii de solidificare, saraciri superficiale in anumite elmente chimice la incalzirea pieselor in atmosfera, imbogatiri superficiale cu elemente chimice, etc.), mecanice(neomogenitati de structura si proprietati create prin deformari plastice neuniforme), etc.

Proba de analizat :

Materialul de analizat este un oţel laminat obţinut prin tragere :

Din punct de vedere geometric corpul este sub forma unui cilindru cu caracteristicile din figura de mai jos:

Identificarea rapida

Metodele rapide de identificare se folosesc pentru cunoaşterea cu aproximaţie a compoziţiei chimice atunci când nu exista la îndemână un laborator specializat sau când se doreşte sa se cunoască compoziţia chimică într-un timp foarte scurt. In acest scop se pot utiliza: metoda de încercare la scântei, metoda microanalizei, metoda magnetica, precum si analiza macroscopica a aspectului exterior, greutăţii specifice, culorii si aspectului.

Identificarea la scânteie

La polizarea unui corp de otel cu un corp abraziv ce are o viteza de cca 20m/s se produc scântei a căror amploare, lungime, intensitate luminoasa, culoare depind de compoziţia chimica. Fascicolul de scântei dat de materialul încercat se compara cu cel al unui material etalon, a cărui compoziţie este cunoscuta, sau când nu se dispune de etaloane se identifica formele caracteristice ale unor scântei date de anumite elemente. Pentru a elimina eventualele erori, încercarea trebuie sa se facă într-un loc cât mai întunecos, apăsarea probelor etalon şi de încercat sa se facă uniform, ambele probe trebuie sa se afle în aceeaşi stare. Piatra de polizor trebuie sa fie de duritate si granulaţie medie, curata si folosita numai in acest scop.

Datorita frecării cu piatra abraziva se dezvolta temperaturi ridicate la care are loc arderea carbonului din fragmentele desprinse. Acestea se topesc superficial luând forme sferice. In prezenta oxigenului din aer se oxidează la suprafaţa. In interior prin reacţia dintre carbon si oxigen se formează CO2 si CO care creează presiuni puternice, sparg peliculele de oxizi dând explozii.

Proba de analizat

In urma încercării la scânteie a probei de analizat s-au constatat următoarele :

fascicolul de scântei are forma următoare:

- fascicolul de scântei este intens dar bogat în particule ce explodează ;

- scânteile au traiectorii lungi, ceea ce semnifică un conţinut mic de carbon ;

- luminozitatea fasciculului este medie, ceea ce denotă un conţinut de carbon mai mic de 0,45%.

- culoarea fascicolului de scântei este portocaliu-roşu deschis, care este specifică unui oţel carbon hipoeutectoid, sau unui oţel slab aliat.

Concluzia care se trage din analizarea prin această metode este, că proba este un otel carbon cu conţinut mic de C sau un oţel slab aliat.