Gang cầu còn được gọi là gang bền cao có than chì ở dạng cầu nhờ biến tính bằng các nguyên tố Mg, Ce và các nguyên tố đất hiếm. Gang cầu là loại gang có độ bền cao nhất trong các loại gang do than chì ở dạng cầu tròn, bề ngoài cũng có màu xám tối như gang xám. Vì khi nhìn bề ngoài không thể phân biệt hai loại gang này nên cần phải quan sát cấu trúc hạt của gang cầu.
Các bước soi tổ chức kim tương
Cắt mẫu Thành phần hóa học các nguyên tố cơ bản trong gang cầu khoảng C:3-3,6%, Si:2-3%, Mn:0,2-1% , Mg: 0,04- 0,08%, P ≤0,15%, S ≤0,03%. Gang cầu có độ dẻo dai cao, đặc biệt sau khi nhiệt luyện thích hợp. Tổ chức tế vi của gang cầu cũng giống gang xám song chỉ khác là than chì của nó có dạng thu gọn hình quả cầu bao gồm ba loại nền kim loại: ferit, ferit – peclit và peclit. Chính điều này quyết định độ bền kéo rất cao của gang cầu so với gang xám. Khác với gang xám, than chì dạng cầu ở đây được tạo thành nhờ biến tính đặc biệt gang xám lỏng. Phân tích kim tương là một phương pháp nghiên cứu về cấu trúc tế vi của vật liệu nhằm hỗ trợ để xác định rằng vật liệu đó đã được xử lý một cách chính xác và vì vậy đó một bước quan trọng để xác định độ tin cậy sản phẩm và xác định tại sao một vật liệu không thành công. Các bước cơ bản để soi nghiên cứu tổ chức của mẫu hợp kim nói chung và mẫu gang cầu nói riêng bao gồm:
Sau đây chúng tôi sẽ hướng dẫn chi tiết cho bạn thực hiện các bước trên như thế nào.
Bước đầu tiên trong việc chuẩn bị một mẫu để phân tích kim tương là để xác định vị trí các khu vực quan tâm của đối tượng mẫu. Cắt là kỹ thuật phổ biến nhất để có được mẫu thử khu vực quan tâm này. Cắt mẫu phải đảm bảo thích hợp nhằm tối thiểu biến đổi cấu trúc của mẫu. Đối với các mẫu kim loại có độ cứng cao thì yêu cầu sử dụng máy cắt mài mòn. Người kỹ thuật phải có am hiểu để lựa chọn đúng lưỡi cắt cho từng vật liệu. Lựa chọn thích hợp của lưỡi cắt mài đòi hỏi một sự hiểu biết về mối quan hệ giữa các hạt mài,sự mài mòn và tính chất liên kết của vật liệu mẫu vật. Lựa chọn đĩa cắt nhằm đảm bảo không gây ra cháy và biến dạng trong khi cắt và là cách tốt nhất để tiết kiệm thời gian và vật tư cắt. Cắt mẫu đúng đắn là điều kiện tốt cho các bước chuẩn bị mẫu tiếp theo.
Bôi trơn trong quá trình cắt mài mòn là cần thiết để giảm thiểu thiệt hại và để loại bỏ các mảnh vụn cắt hoặc phoi. Dầu bôi trơn cần phải có độ chớp cháy tương đối cao vì những tia lửa được sản sinh trong thời gian cắt mài mòn có thể gây cháy dầu bôi trơn. Sử dụng một máy cắt mẫu kiểu cắt mài cho công đoạn này.
Mẫu vật sau cắt mẫu vật thường được gắn khuôn. Gắn khuôn cung cấp những ưu điểm sau:
Có hai kỹ thuật làm khuôn phổ biến cho mẫu kim tương là làm khuôn nóng và làm khuôn nguội. Đối với các mẫu kim loại thường sử dụng kỹ thuật làm khuôn nóng. Làm khuôn nóng có ưu điểm là dễ dàng và nhanh chóng, chỉ cần vài phút ở nhiệt độ phù hợp là chuẩn bị xong một mẫu.. Hầu hết thời gian yêu cầu trong làm khuôn nóng lắp xảy ra trong giai đoạn gia nhiệt và làm mát mẫu. Có thể sử dụng các loại hạt làm khuôn sau đây:
Các tính chất quan trọng nhất của một hỗn hợp làm khuôn nóng là độ cứng, độ co ngót và độ nhớt. Độ cứng của hợp chất làm khuôn phải phù hợp với độ cứng của mẫu vật để tránh mài mòn không đồng đều trong khi mài. Nếu độ co rút của hỗn hợp lớn trong quá trình gia nhiệt thì sẽ tạo ra khe hở giữa các mẫu vật và khuôn và các cạnh xung quang sẽ không được bảo vệ đầy đủ. Độ nhớt là quan trọng để hỗn hợp chảy vào và điền đầy tất cả các khu vực của mẫu thử.
Sử dụng máy mài/đánh bóng mẫu chuyên dụng cho công đoạn này. Máy mài/đánh bóng đĩa đơn tiết kiệm chi phí nhưng hiệu quả thấp hơn máy mài/ đánh bóng đĩa đôi.
Mẫu sau khi đúc xong được tiến hành mài bằng máy mài chuyên dụng sử dụng các giấy mài và hạt mài phù hợp. Các hạt mài phổ biến nhất được sử dụng là Silicon Carbide – SiC. Đây là loại hạt màit lý tưởng nhờ độ cứng và các cạnh sắc nét của nó. Để chuẩn bị mài mẫu, vật liệu mài SiC được bọc trong giấy mài từ các dạng hạt thô đến hạt min ương ứng với grit 60 đến grit 1200. Công việc mài và đánh bóng phải tuân thủ đúng quy trình. Đối với các mẫu kim loại cứng như gang thì cần mài tích cực hơn để loại bỏ lớp bề mặt. Vì vậy, giấy mài thô nhám SiC (120 hoặc 180 grit) được khuyến cáo cho các yêu cầu mài sơ bộ ban đầu. Một khi mẫu đã được mài phẳng rồi thì khuyến cáo dùng các giấy mài 240, 320, 400 và 600 grit để mài phẳng hơn.
Đánh bóng là bước quan trọng nhất trong việc chuẩn bị một mẫu để phân tích tổ chức tế vi. Đây là bước mà là cần thiết để hoàn toàn loại bỏ các tổn hại cấu trúc mẫu trước đó. Lý tưởng nhất là số lượng các tổn hại cấu trúc xẩy ra trong quá trình cắt và mài đã được giảm thiểu do đó công việc đánh bóng sẽ đơn giản hơn và tiết kiệm thời gian. Để loại bỏ biến dạng từ công đoạn mài và đạt được một bề mặt phản xạ rất cao, các mẫu vật phải được đánh bóng trước khi chúng có thể được quan sát dưới kính hiển vi. Đánh bóng là một hoạt động phức tạp, trong đó các yếu tố như chất lượng phụ thuộc vào vật liệu mài, vải đánh bóng, lực tỳ mẫu, tốc độ đánh bóng và thời gian cần phải được đưa vào tính toán. Chất lượng của bề mặt thu được sau khi đánh bóng cuối cùng phụ thuộc vào tất cả các yếu tố trên và đây là công đoạn kết thúc của từng giai đoạn trước đó.
Có ba loại vải đánh bóng: vải dệt, vải không dệt và vải len.
Kim cương, do độ cứng đặc biệt của nó đã trở thành sự lựa chọn đầu tiên trong mài mòn đánh bóng kim loại. Hạt kim cương cho mài và đánh bóng có sẵn trong hai hình dạng khác nhau kết tinh: đa tinh thể (P) và đơn tinh thể (M). Kim cương đa tinh thể cung cấp số lượng lớn của các cạnh cắt nhỏ. Trong quá trình chuẩn bị mẫu kim loại, các cạnh này phát huy hiệu quả trong việc loại bỏ vật liệu bề mặt nhưng chỉ mài mòn được lớp mỏng trên bề mặt. Kim cương đơn tinh thể có dạng hình khối và chỉ có một vài cạnh cắt. Những viên kim cương này cho khả năng loại bỏ vật liệu cao nhưng sinh nưng bề mặt mẫu sẽ có các dạng mài mòn. Đối với yêu cầu cao, loại kim cương đa tinh thể được chọn. Các hạt kim cương đơn tinh thể phù hợp nhất để đánh bóng tất cả các mục đích chung chung. Các sản phẩm hạt mài kim cương được đóng gói dưới ba hình thức: dạng hồ dán, dạng dung dịch và dạng bình phun.
Đánh bóng tinh được lựa chọn dựa trên độ cứng mẫu và phản ứng hoá học. Các hạt đánh bóng thông dụng nhất là nhôm ôxít. Nhôm ôxít là chất mài mòn chủ yếu được sử dụng như là chất mài mòn cơ học vì độ cứng và độ bền cao của nó. Chúng cũng được tồn tại dưới dạng hạt cứng và hạt mềm.
Sau khi mẫu được chuẩn bị đạt yêu cầu thì tiến hành soi mẫu trên kính hiển vi. Mẫu được đưa vào kính hiển vi để soi với các độ phóng đại: 50 lần, 100 lần, 200 lần, 500 lần hay 100 lần tùy từng yêu cầu cụ thể. Kính hiển vi thế hệ mới có cổng kết nối với camera truyền hình khép kín cho phép hiển thị ảnh tức thời trên máy tính. Vì vậy, thay vì quan sát bằng mắt kính thì người vận hành quan sát trên amnf hình máy tính. Máy tính được cài đặt phần mềm điều khiển camera và các chức năng phân tích ảnh cấp cao như đo lường kích thước, đếm hạt, graphit, tính toán tỷ lệ…
Phân tích hạt, các chức năng chính như:
Phân tích Graphit, các chức năng chính:
Căn cứ trên các dữ liệu phân tích ở trên, người vận hành sẽ lập bản báo cáo phù hợp. Bản báo cáo chứa đựng đầy ddue các thông tin cần thiết như:
Chung tôi cung cấp giải pháp tổng thể từ việc tư vấn quy trình, cun cấp thiết bị, vật tư và đào tạo chuyển giao công nghệ kiểm tra tổ chức tế vi kim loại theo mọi yêu cầu của Quý khách hàng. Sau đây là các thiết bị phục vụ cho quá trình trên.
MÁY CẮT MẪU
Máy cắt chính xác và nhanh chóng theo phương pháp cắt mài. Động cơ 4HP, hệ thống phanh điện tử, khả năng cắt mẫu có đường kính 90mm khi sử dụng đĩa cắt có đường kính 250mm. Thân máy làm bằng hợp kim đúc chắc chắn cùng với bàn gá chữ T cho phép giữ chặt mẫu giúp cắt nhanh và chính xác.
MÁY ĐÚC MẪU
Máy ép mẫu thủy lực cho tất cả các lại hạt nhựa kim tương, đặc điểm vỏ hộp bền chắc, thép đúc, hệ thống ép thủy lực, có đồng hồ hiển thị lực ép, hệ thống gia nhiệt. Dễ dàng thay thế các khuôn với các đường kính 25, 30, 40 mm. Máy được thiết kế tự động sử dụng đơn giản và tăng năng suất.
MÁY MÀI – ĐÁNH BÓNG
Máy mài/ đánh bóng đĩa đơn, đường kính 8” hay 10” Tốc độ đĩa mài 50-600 vòng/ phút Công suất động cơ 200W Kèm the đầy đủ với bánh lái, vòng chắn nước, ống nước, dây cáp, ống thát nước. Nguồn điện sử dụng 230V/50-60Hz/1 phase.
VẬT TƯ TIÊU HAO
Các loại đĩa cắt, giấy/ vài đánh bóng, dung dịch mài/đánh bóng, hạt làm khuôn và các vật tư tiêu hao khác đảm bảo cho các loại máy hoạt chuẩn bị mẫu động liên tục.
KÍNH HIỂN VI KIM TƯƠNG
Kính ba gồm 1 đầu quan sát, bàn cơ khí đồng trục với 2 cửa lắp đặt, đèn 6V/ 30W với biến thế 220 V, 2 mắt quan sát có độ phóng đại 10x, và các thị kính có độ phóng đại 5x, 10x, 20x và 50x lại 100x được yêu cầu thêm. Kính lọc sáng, cổng nối cameras, dây cáp, màng chắn và hướng dẵn sử dụng.
PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KÍCH CỠ HẠT
Modul Phần mềm đo lường tương tác cho phép đo các đối tượng theo chiều dài, góc, chu vi, diện tích và xuất ra thành bản báo cáo. Ngoài các chức năng đo lương như trên thì phần mềm này còn có thêm chức năng đo kích thước hạt cho vât liệu gang.
PHẦN MỀM PHÂN TÍCH GRAPHIT
Modul Phần mềm đo lường tương tác cho phép đo các đối tượng theo chiều dài, góc, chu vi, diện tích và xuất ra thành bản báo cáo. Ngoài các chức năng đo lương như trên thì phần mềm này còn có thêm chức năng phân tích Graphit cho vât liệu gang.
PHẦN MỀN ĐO LƯỜNG CƠ BẢN
Modul Phần mềm đo lường tương tác cho phép đo các đối tượng theo chiều dài, góc, chu vi, diện tích và xuất ra thành bản báo cáo.
