Metalografické leptání je chemická technika používaná ke zvýraznění prvků kovů na mikroskopické úrovni. Studiem charakter, množství a distribuce těchto různých funkcí, mohou metalurgové předpovídat a vysvětlovat fyzikální vlastnosti a funkční poruchy daného vzorku kovu.
Jak leptání vystavuje problémy u kovů
Většina metalurgických znaků je mikroskopická; při použití světelných mikroskopů je nelze vidět ani analyzovat bez optického zvětšení nejméně 50x a až 1000x.
Aby bylo možné tyto vlastnosti analyzovat, musí být kovový vzorek vyleštěn do velmi jemné zrcadlové podoby. Bohužel pod mikroskopem vypadá takto jemně leštěný povrch jako obyčejné bílé pole.
K vytvoření kontrastu mezi prvky mikrostruktury kovu se používají chemická řešení známá jako leptadla. Etchanty selektivně korodují některé z těchto prvků, které se projevují jako tmavší oblasti. To je možné, protože rozdíly ve složení, struktuře nebo fázi kovu mění relativní míry koroze když je vystaven leptadlu.
Etchanty se používají k odhalení:
- tvar a velikost hranic zrn (vady v krystalové struktuře)
- kovové fáze (různé typy kovů ve slitině)
- inkluze (malé množství nekovového materiálu)
- integrita pájecích bodů, zejména v elektronických produktech
- praskliny a další problémy ve svarech
- rovnoměrnost, kvalita a tloušťka nátěrových materiálů
Druhy metalografického leptání
Podle webové stránky Metalographic.com: „Leptání je proces odhalení struktury materiálu. Mezi běžné techniky leptání patří:
- Chemikálie
- Elektrolytické
- Tepelný
- Plazma
- Roztavená sůl
- Magnetický
Dvě nejběžnější techniky jsou chemické a elektrochemické leptání. Chemické leptání je obvykle kombinace buď kyseliny nebo báze s oxidačním nebo redukčním činidlem v solutu, jako je alkohol. Elektrochemické leptání je kombinace chemického leptání s elektrickým napětím / proudem. "
Jak se používá leptání k zabránění selhání kovů
Hutníci jsou vědci, kteří se specializují na strukturu a chemii kovů. Když kovy selžou (například se struktura zhroutí), je důležité pochopit důvody. Metaláři zkoumají vzorky kovu, aby určili příčiny selhání.
Existuje více než tucet různých leptacích roztoků složených ze složek, jako je amoniak, peroxid vodíku a kyselina chlorovodíková. Pro leptání různých kovů jsou užitečná různá řešení. Například pro leptání mědi se používá například ASTM 30, vyrobený z amoniaku, peroxidu vodíku (3%) a DI vody. Keller's Etch, který se skládá z destilované vody, kyseliny dusičné, kyseliny chlorovodíkové a kyseliny fluorovodíkové, je nejlepší pro leptání slitin hliníku a titanu.
Leptáním různými chemikáliemi mohou metalurgové odhalit řadu možných problémů ve vzorcích kovů. Leptání může odhalit drobné praskliny, póry nebo inkluze ve vzorcích kovů. Informace poskytované leptáním umožňují metalurgům zjistit, proč kov selhal. Jakmile je konkrétní problém identifikován, je možné se tomuto problému v budoucnu vyhnout.