Preparazione dei campioni di ghisa
Questa guida migliorerà la vostra preparazione metallografica della ghisa. La sfida principale nella preparazione metallografica della ghisa consiste nel mantenere aspetto e dimensioni reali della grafite nella sua forma lamellare, nodulare o temperata. Nelle ghise grigie, il carbonio è presente sotto forma di grafite; nella ghisa bianca sotto forma di carburo di ferro e carburi di leghe.
La forma della grafite ha un'influenza significativa sulle proprietà meccaniche della ghisa; il controllo qualità metallografico della ghisa grigia è parte integrante del suo processo di produzione.
Il processo metallografico per il controllo qualità della ghisa è il seguente:
- Valutare la dimensione e la distribuzione della grafite su campioni non attaccati e lucidati, utilizzando le tabelle di riferimento standard o l'analisi delle immagini.
- Attaccare i campioni per esaminare la struttura della matrice in base alle specifiche.
Un fatto interessante è che la grafite in realtà è tridimensionale, anche se è percepita come bidimensionale.
Come mantenere la grafite nella sua forma e dimensione originale?
Un comune errore di preparazione riguarda la rimozione insufficiente della matrice metallica dopo la prelevigatura, che può mascherare la forma e le dimensioni reali della grafite. È particolarmente evidente con le ghise ferritiche e austenitiche, che sono soggette a deformazioni e graffi. Per ovviare a questo problema, è essenziale eseguire un'accurata diamantatura e lucidatura finale. Verificare che il carbonio sia completamente mantenuto utilizzando un ingrandimento superiore a 100x.
Sapevate che la grafite ben lucidata è grigia e non nera? Vedere Figura 1.
Fig. 1. Appare nera se osservata a basso ingrandimento, come mostrato nell'immagine della ghisa ferritica con grafite sferoidale, attacco con Nital. Il carbonio è presente principalmente come grafite in forma sferica. La forma sferica conferisce maggiore robustezza rispetto alla ghisa lamellare, ma la durezza del materiale è inferiore a causa dell'assenza di cementite nella matrice puramente ferritica.
Immagine scattata con Smartzoom 5 ZEISS, ingrandimento ca. 500x.
Le sfide nella preparazione delle ghise con grafite possono risultare ancora più ardue quando la metallografia è parte integrante del sistema di qualità della linea di colata, con vincoli di tempo. Comprendere e superare queste difficoltà aiuterà la vostra Fonderia a ottenere risultati costanti.
Soluzioni per la ghisa:
- Fase di taglio - si consiglia l'utilizzo di un disco al nitruro di boro cubico, e per tagliare sezioni più grandi, un processo automatico è più efficiente di uno manuale.
- Inglobamento - Spesso le fonderie utilizzano campioni non inglobati, con un portacampioni potete serrare i vostri campioni per le fasi di prelevigatura e lucidatura, e prepararne fino a 6 alla volta.
- Fasi di prelevigatura e lucidatura - Utilizzare una superficie di prelevigatura diamantata e completare con un'accurata lucidatura diamantata utilizzando superfici di lucidatura dure, compresa una fase finale di lucidatura all'ossido.
Fig 2. Ghisa grigia preparata con prelevigatura fine tramite superficie diamantata, mostra una buona ritenzione dei bordi che può essere ottenuta ottimizzando i metodi di preparazione.
Prelevigatura e lucidatura dei campioni di ghisa
Selezionare la superficie corretta per ridurre la deformazione:
- Per le ghise bianche dure e le ghise ADI, Struers consiglia di utilizzare una superficie diamantata come MD-Piano 220 oltre a una prelevigatura fine con MD-Allegro.
- Le ghise tenere e mediamente dure con matrice ferritica, austenitica o perlitica vengono sottoposte a spianatura con Foglio/Carta al carburo di silicio e a prelevigatura fine con MD-Largo.
- Per le ghise che si corrodono durante la lucidatura si consiglia di utilizzare una sospensione diamantata senz'acqua, A, e un lubrificante giallo.
Il metodo in 4 fasi Struers per le ghise bianche utilizza le superfici Struers MD, che assicurano una rimozione uniforme del materiale senza sbavature nelle fasi morbide, o scheggiature nelle fasi fragili.
Fase Uno - MD-Piano 220,
Fase Due - fase di prelevigatura fine con MD-Allegro combinata con DiaPro Allegro/Largo 9.
Fase Tre - MD-Dac con DiaPro 3
Fase Quattro - MD-Nap DiaPro Nap B1.
Dopo la prima fase, le operazioni di prelevigatura fine e la lucidatura dovrebbero essere completate in 10 minuti. Se le vostre tecniche richiedono più tempo, provate i metodi consigliati sopra per ottenere risultati più rapidi e costanti e visualizzare dettagli su tempi di lucidatura e forza.
Le ghise con grafite possono essere preparate in 3-fasi e in 11 minuti, anche se la maggior parte dei tecnici di laboratorio preferiscono aggiungere anche una fase OP-Chem di un minuto alla fine.
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