Metalografický lept

Technika na odhalenie prvkov v kovoch

Ryan Wojes

Metalografické leptanie je chemická technika používaná na zvýraznenie vlastností kovov na mikroskopických úrovniach. Štúdiom charakter , množstvo a distribúciu týchto rôznych vlastností, môžu metalurgovia predpovedať a vysvetliť fyzikálne vlastnosti a funkčné poruchy danej vzorky kovu.

Ako leptanie odhaľuje problémy v kovoch

Väčšina metalurgických prvkov má mikroskopickú veľkosť; nemožno ich vidieť ani analyzovať bez optického zväčšenia najmenej 50x a až 1000x pri použití svetelných mikroskopov.

Na analýzu takýchto vlastností musí byť kovová vzorka vyleštená do veľmi jemného zrkadlového povrchu. Bohužiaľ, pod mikroskopom vyzerá takto jemne vyleštený povrch len ako obyčajné biele pole.

Na vytvorenie kontrastu medzi prvkami mikroštruktúry kovu sa používajú chemické roztoky známe ako leptadlá. Leptadlá selektívne korodujú niektoré z týchto prvkov, ktoré sa prejavujú ako tmavšie oblasti. Je to možné, pretože rozdiely v zložení, štruktúre alebo fáze kovu menia príbuzné miery korózie pri vystavení leptadlu.

Leptadlá sa používajú na vystavenie:

• tvar a veľkosť hraníc zŕn (chyby v kryštálovej štruktúre)
• kovové fázy (rôzne typy kovov v zliatine)
• inklúzie (malé množstvá nekovového materiálu)
• integritu spájkovacích bodov, najmä v elektronických produktoch
• praskliny a iné problémy vo zvaroch
• rovnomernosť, kvalita a hrúbka náterových materiálov

Druhy metalografického leptania

Podľa webovej stránky Metalographic.com je „leptanie proces na odhalenie štruktúry materiálu, bežné techniky leptania zahŕňajú:

• Chemický
• Elektrolytický
• Termálne
• Plazma
• Roztavená soľ
• Magnetický

Dve najbežnejšie techniky sú chemické a elektrochemické leptanie. Chemické leptanie je typicky kombináciou buď kyseliny alebo zásady s oxidačným alebo redukčným činidlom v rozpustenej látke, ako je alkohol. Elektrochemické leptanie je kombináciou chemického leptania s elektrickým napätím/prúdom.“

Ako sa leptanie používa na prevenciu zlyhania kovu

Hutníkov sú vedci, ktorí sa špecializujú na štruktúru a chémiu kovov. Keď kovy zlyhajú (napríklad zrútenie konštrukcie), je dôležité pochopiť dôvody. Metalurgovia skúmajú vzorky kovu, aby zistili dôvody zlyhania.

Existuje viac ako tucet rôznych leptacích roztokov vyrobených zo zložiek, ako je amoniak, peroxid vodíka a kyselina chlorovodíková. Na leptanie rôznych kovov sú užitočné rôzne riešenia. Napríklad ASTM 30, vyrobený z amoniaku, peroxidu vodíka (3%) a DI vody, sa používa na leptanie medi. Keller's Etch, ktorý sa skladá z destilovanej vody, kyseliny dusičnej, kyseliny chlorovodíkovej a kyseliny fluorovodíkovej, je najlepší na leptanie hliníka a zliatin titánu.

Leptaním rôznymi chemikáliami môžu metalurgovia odhaliť rôzne možné problémy vo vzorkách kovov. Leptanie môže odhaliť drobné praskliny, póry alebo inklúzie vo vzorkách kovov. Informácie, ktoré poskytuje leptanie, umožňujú metalurgom zistiť, prečo kov zlyhal. Po identifikácii konkrétneho problému je možné vyhnúť sa rovnakému problému v budúcnosti.