Metalografik Numune Hazırlama

DENEYİN ADI: Metalografik Numune Hazırlama

DENEYİN AMACI: Numune hazırlamada amaç numunenin ister metal isterse seramik, sinterlenmiş karbür veya diğer bir katı malzeme olsun gerçek yapısını açığa çıkarmaktır. Böylece  malzemenin dokusu tespit edilir, malzemenin dokusuna bakılarak malzemenin özellikleri hakkında bilgi edinilir.

TEORİK BİLGİ:

Numune hazırlama işleminde izlenen yol zımparalama – parlatma – dağlama şeklindedir.

Zımparalama işlemi bir nevi talaş kaldırmadır. Zımparalamada aşındırıcı olarak genellikle SiC veya BC kullanılır. Zımpara numarası inc² başına düşen aşındırıcı sayısını belirtir. Zımpara numarası büyüdükçe inc² başına düşen aşındırıcı tanelerinin sayısı artar ve aşındırıcı tanelerinin çapı küçülür. Aşındırıcı çapı küçüldükçe numune yüzeyinde yapılan tahribat azalır.                        Zımparalama yapılarak numune yüzeyinde homojen çizgi derinlikleri oluşturulur. En az 4 farklı aşındırıcı çapına sahip zımpara kullanılarak zımparalama işlemi yapmalıdır.

       Yüzeyi temiz ve düzgün olan bir cam tabla üzerine zımpara kağıdı yerleştirilir. Numune, zımpara kağıdı üzerinde aynı doğrultuda kalmak şartıyla ileri geri hareket ettirilir. Zımparalama esnasında numuneyi fazla bastırmak, numune yüzeyinde düzelmeyecek çok derin bozuklukların meydana gelmesine neden olabilir. Zımparalama esnasında kopan taneciklerin uzaklaştırılması gerekir, bu nedenle sulu zımparalama yapılmalıdır. Su, hem malzemenin ısınmasını engeller hem de talaşı malzeme yüzeyinden uzaklaştırır. Zımparalama işlemi süresince her bir zımpara değişimi sırasında numune iyice yıkanmalı ve kurutulmalıdır. Bir önceki zımparalama yönüne göre numune 90° çevrilerek zımparalamaya devam edilmelidir. Yapılan zımparalama işlemlerinde 60-120-180-220-320-400-600-800-1000-1200 numaralı zımpara kağıtları sırasıyla kullanılmaktadır. En son zımparalamadan sonra numune iyice yıkanıp kurutulduktan sonra parlatma işlemine geçilir.

Döner disk sisteminin kullanıldığı makinalı zımparalama işlemi, elle yapılan zımparalamaya göre aşağıdaki avantajlara sahiptir.

• Zımparalama boyunca hemen hemen değişmeyen kusursuz zımparalama olması

• Çok az miktarda çapak ve toz meydana getirilmesi

• Numunenin çabuk hazırlanması

• Eğik yüzeylerin olmaması

Parlatma işleminin amacı; olabildiğince düzgün, çiziksiz ve ayna görünümünde bir yüzey oluşturmaktır. Parlatma, numune yüzeyinde zımparalama sırasında kalan çizik ve sıyrıkları yok etmek için yapışır. Parlatma işlemi, üzerine uygun parlatma maddeleri dökülmüş çuhaların bulunduğu döner diskler kullanılarak yapılır. Diskler saat yönünün tersine döner, numune diskin dönüş yönünün tersine bir yönde döndürülerek parlatılır. Her türlü yabancı madde bulaşmasının önüne geçmek için zımparalama ve parlatma işlemleri mutlaka ayrı ortamlarda yapılmalıdır. Çünkü hava akımıyla sıçrayan zımpara taneleri parlatma aletine yapışmaktadır.

Başarılı bir parlatma işleminde en önemli aşama kaba parlatma işlemidir. Kaba parlatmada gösterilecek özen hem son parlatmanın kolaylıkla sonuçlandırılmasına yol açar hem de temiz ve çiziksiz bir yüzey elde edilmesini sağlar. Genellikle, elmas pasta çok pahalı oldu için onun yerine Al₂O₃ ve Cr₂O₃ kullanılarak parlatma yapılır. Kaba parlatmanın amacı, son zımparalamadan kalan ince çizgileri yok etmek ve yüzey pürüzlüğünü kullanılan parlatma toz büyüklüğüne indirmektir. Kaba parlatma için 5 dk. yeterlidir. Sonra numune bol su ile yıkanmalı ve kurutulmalıdır. İyi parlatılmış bir numune kaba parlatma sonrası buğulu bir ayna görünümünde ve tamamen düzgün olmalıdır.

İnce parlatma yüzey pürüzlüğünün minimuma indirilip parlak bir yüzey elde edildiği safhadır. İnce parlatma için elmas pasta kullanılır. Parlatma işlemi tamamlandığında numune bol su ile yıkanır ve kurutulur. İnce parlatma tamamlandığında 100X büyütmede hiç çizik görülmemelidir.

Dağlama işlemi, bir kimyasal aşındırma işlemidir ve kontrast oluşturmak için yapılır. Dağlayıcılar; alkol, gliserin, saf su gibi sıvılarda veya bunların karışımlarında erimiş organik veya anorganik asitler veya bunların karışımlarıdır. Her malzeme için kullanılan dağlayıcı farklıdır. Dağlayıcı, malzeme yüzeyine sürüldüğü zaman malzeme yüzeyinde bazı bölgeler elektropozitif olup aşınır, bazı bölgeler ise elektronegatif olup aşınmazlar. Aşınan kısımlar ışığı saçar ve siyah görünür, aşınmayan kısımlar ışığı yansıtır ve beyaz görünür. Çelik malzemelerin dağlanması için Nital kullanılır. Dağlama bitince numune ılık suyla yıkanır, etil alkolle çalkalanır ve hava akımında kurutulur. Eğer mikroskopta detay görünmüyorsa biraz daha dağlama yapılır.

NUMUNE TANIMI: Sıcak monte edilmiş çelik numune, soğuk monte edilmiş dökme demir numune

KULLANILAN CİHAZ ve DONANIMLAR: :  4 adet farklı zımpara (180, 320, 600, 800 ölçülerinde), kaba(Alümina) ve ince parlatma cihazları, numune kurutma cihazı, dağlama sıvısı, ışık mikroskobu.

DENEYİN YAPILIŞI: Numune hazırlama işlemine kalın zımparadan başlanarak ince zımparaya doğru zımparalama işlemi yapıldı. Her zımpara değişiminde numune 90 derece çevrilir  ve numune yıkanıp kurulanır. Daha sonra parlatma işlemlerine geçildi, önce kaba daha sonra ince parlatma yapıldı.Kaba parlatmada alümina, ince parlatmada elmas pasta kullanıldı. Parlatma işlemlerinden sonra numune tekrar suyla yıkanıp sıcak havada kurutuldu. Numunelerin ikisi de bu aşamaya kadar aynı işlemlerden geçti. Parlatma işleminde ise dökme demir numune nital 2 ile dağlandı .Dağlama sonunda da numuneler suyla yıkanıp sıcak havada kurutuldu ve ışık mikroskobunda incelendi.

SONUÇ:Sıcak monte edilmiş çelik numune perlit oranı ferrite göre daha fazla olan ötektoid altı çelik çıkmıştır.Soğuk monte edilmiş dökme demir numunesi de küresel grafitli dökme demir çıkmıştır.