ANALISI METALLURGICHE

Indagini metallurgiche

L’analisi metallografica permette di verificare le caratteristiche macro e microscopiche dei metalli e delle leghe metalliche, mediante osservazioni al microscopio metallografico. Le osservazioni macroscopiche si fanno ad occhio nudo o utilizzando il microscopio stereoscopio con ingrandimento fino a 40x su superfici tal quali (es. superfici di frattura), superfici lucidate e superfici lucidate e attaccate con reattivi specifici, per evidenziare la macrostruttura dei metalli (sono molto utili ad es. per i giunti saldati). Le osservazioni microscopiche si fanno col microscopio metallografico con ingrandimento fino a 1000x, solo dopo un’accurata preparazione del campione da esaminare, con o senza attacchi acidi.

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Prove eseguite dal nostro laboratorio di metallografia

Prova	Normativa di riferimento
Esame macroscopico dei materiali metallici ferrosi	UNI 3138:1984
Esame microscopico dei materiali metallici ferrosi	UNI 3137:1965
Esame macroscopico dei materiali metallici non ferrosi	ASTM E340-15
Esame microscopico dei materiali metallici non ferrosi	ASTM E3-11(2017) + ASTM E407-07(2015)e1
Classificazione della grafite	UNI EN ISO 945
Valutazione delle inclusioni non metalliche	ASTM E45-18a E UNI 3244:1980
Determinazione della grossezza del grano austenitico con metodo di comparazione	ASTM E112 e UNI EN ISO 643
Misurazione degli spessori degli strati induriti indotti dai trattamenti superficiali di carbocementazione e carbonitrurazione	UNI 11153-1:2006
Misurazione degli spessori degli strati induriti indotti dai trattamenti superficiali di nitrurazione e nitrocarburazione ferritica	UNI 11153-2:2006
Misurazione degli spessori degli strati induriti indotti dal trattamento di tempra superficiale	UNI 11153-3:2006
Verifica dell’adeguatezza delle caratteristiche metallografiche rispetto a norme, specifiche, capitolati di riferimento
Qualificazione microstrutturale dei processi che generano alterazione termica localizzata (saldatura, trattamenti termici localizzati, tagli ad energia concentrata; ecc.)
Esame dei rivestimenti metallici (galvanici, PVD, CVD, ecc.)

Preparazione dei campioni

Una volta individuato il saggio rappresentativo del materiale da esaminare, è necessario preparare uno o più campioni per l’osservazione macro o microscopica tagliandoli dal saggio con strumenti diversi secondo la durezza del materiale. Per i materiali più duri è indispensabile la lubro-refrigerazione del pezzo per evitarne il surriscaldamento con conseguente alterazione della microstruttura. Le provette ottenute possono essere lucidate e osservate direttamente per una valutazione macroscopica, oppure vengono inglobate in una resina a temperatura ambiente o a caldo (resina termoindurente) in modo da ottenere una pastiglia di forma generalmente cilindrica da sottoporre a levigatura. Nel nostro laboratorio metallografico, le pastiglie vengono levigate automaticamente su dischi metallici e panni alveolari irrorati con sospensioni diamantate di varie dimensioni e del lubrificante idoneo. Per la fase finale della preparazione metallografica, si utilizzano paste diamantate di granulometria sempre più fine (fina a 1 µm), per produrre una superficie perfettamente lucida ed esente da righe idonea all’osservazione allo stereoscopio o al microscopio. Questo tipo di preparazione consente di determinare le dimensioni e le forme dei grani, la distribuzione delle fasi, l’eventuale presenza di inclusioni e altre caratteristiche strutturali dei materiali analizzati.

Laboratorio di microscopia elettronica e microanalisi

Nel laboratorio metallurgico, ai microscopi ottici viene spesso affiancato il microscopio elettronico a scansione (SEM) che, grazie ad una risoluzione più alta e all’ingrandimento notevolmente maggiore, consente di ricavare informazioni molto più dettagliate sulla forma, le dimensioni e la morfologia di un campione. Per queste ragioni il SEM è diventato uno strumento insostituibile per la comprensione delle superfici di frattura e per lo studio della frattografia quantitativa e viene utilizzato in Modena Centro Prove per le seguenti indagini:

Studio dell’origine e della natura delle macro e micro fratture (ricerca dell’innesco, modalità di propagazione, sovraccarico, fenomeni d’infragilimento, fratture per fatica, ecc.)
Analisi dei difetti interni o superficiali dei manufatti
Riconoscimento qualitativo di rivestimenti
Microanalisi mediante microsonda elettronica (EDS)
Microanalisi EDS delle macro e micro inclusioni metalliche e non metalliche
Riconoscimento qualitativo di fasi metallografiche e composti intermetallici
Studio di fenomeni di corrosione
Caratterizzazione di prodotti di corrosione, incrostazioni e depositi di varia natura
Caratterizzazione di particolati da filtrazione (prove di contaminazione)

Il laboratorio di metallurgia è inoltre in grado di determinare le cause di malfunzionamento o di guasto di un componente e di fornire indicazioni al cliente per prevenire il ripetersi dell’inconveniente. Anche in questo caso l’impiego del SEM è fondamentale per l’analisi morfologica delle superfici di frattura ed analisi chimica puntuale in zone di interesse (ad esempio delle superfici corrose). Affiancando all’indagine SEM una serie di analisi distruttive che consentono di approfondire ulteriormente l’indagine come esami metallografici, prove meccaniche, prove di durezza, analisi chimiche superficiali o di massa, il laboratorio metallurgico consegna al cliente una relazione tecnica che descrive le cause del danneggiamento e, se possibile, presenta possibili precauzioni di utilizzo per evitare il ripetersi del fenomeno.

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