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Matériaux traités thermiquement et préparation d'échantillons métallographiques.

Apparu à l'âge du bronze, le traitement thermique a été développé pour traiter le fer (forge) vers 800 avant J.-C. et a atteint son apogée avec la production de l'acier de Damas au début du Xe siècle après J.-C.

Le fer a été transformé en acier par l'ajout de carbone, ce qui a conféré à l'alliage de nouvelles propriétés telles qu'une dureté accrue. Un grand nombre d'alliages de fer et d'éléments divers ont été étudiés, ce qui a permis de développer de nouveaux types d'acier adaptés à de nombreuses applications différentes. Un autre moyen de modifier les propriétés de l'acier est le traitement thermique, comme le recuit. Le temps jouant un rôle crucial dans ce processus, des diagrammes température-temps ont été mis au point. Aujourd'hui, de nombreux diagrammes température-temps ont été évalués afin de fabriquer le meilleur acier pour une application spécifique. Ces diagrammes montrent la corrélation entre le temps et la chaleur et la structure respective (austénite, martensite, bainite) de l'acier traité. Le traitement thermique est principalement effectué dans des ateliers de trempe. Les matériaux traités dans les ateliers de trempe sont généralement les mêmes et des résultats reproductibles, fiables et comparables sont indispensables. Pour un contrôle efficace du processus, un grand nombre d'échantillons doit être testé. En raison de ce débit élevé, le processus de préparation des échantillons doit être simple et rapide. En outre, la préparation doit permettre d'obtenir une excellente planéité de l'échantillon afin de garantir une inspection de surface facile et sans erreur.

Couteau moderne en acier Damas

Couteau moderne en acier Damas

Matériaux traités thermiquement et préparation d'échantillons métallographiques.

QATM propose des instruments pour toutes les applications de matérialographie

Processus de préparation matérialographique

En conséquence de toutes ces exigences, la méthode de préparation doit comprendre les éléments suivants:

  • une coupe rapide et délicate des échantillons
  • enrobage rapide de la surface plane cédante
  • prépolissage/polissage rapide et doux

L'utilisation des machines de tronçonnage à l'abrasif humide de QATM présente l'avantage d'une coupe rapide et douce grâce à la fonction CareCut qui réduit la chaleur pendant la coupe et maintient la déformation à un faible niveau. Cela facilite la préparation ultérieure rapide de l'échantillon avec un faible degré de déformation et des changements structurels minimes ou nuls. Pour obtenir une surface plane et une rétention élevée des bords, notre presse d'enrobage à chaud modulaire utilisée avec du noir d'époxy comme composé d'enrobage répond aux exigences d'un débit élevé, d'une bonne rétention des bords et d'une surface plane. Plusieurs méthodes de prépolissage et de polissage peuvent être appliquées aux échantillons provenant du domaine industriel et les méthodes de préparation discutées ici donneront un aperçu des méthodes utilisées dans ce domaine.

Machines de tronçonnage

Méthodes de préparation

Méthode 1

Cette méthode est bien établie depuis longtemps. En raison de la dureté des échantillons traités thermiquement, la durée de vie du papier SiC est assez courte, ce qui entraîne des coûts relativement élevés pour la consommation de consommables.

La préparation est la suivante :

Etape Support abrasif Lubrifiant / suspension Vitesse (rpm) Direction du porte-échantillons Pression individuelle (N ) Temps (min)
Prépolissage SiC, P180 eau 300 Dans le sens horaire 30 Jusque planéité
Prépolissage SiC, P320 eau 300 Dans le sens horaire 30 1:00
Prépolissage SiC, P600 eau 300 Dans le sens horaire 30 1:00
Prépolissage SiC, P1200 eau 300 Dans le sens horaire 30 1:00
Polissage IOTA Dia complete, 3 150 Dans le sens horaire 30 5:00

Méthode 2

Le polissage plan avec une pierre offre l'avantage d'une préparation rapide et économique. Mais cela implique un investissement dans une machine spéciale. Néanmoins, le temps de préparation global est réduit car il n'est pas nécessaire de changer de papier SiC. En outre, il est possible d'utiliser des disques de polissage diamantés, qui ont une longue durée de vie.

Etape Support abrasif Lubrifiant / suspension Vitesse (rpm) Direction du porte-échantillons Pression individuelle (N ) Temps (min)
Prépolissage Pierre de polissage, P100 eau fixé Dans le sens horaire 30 Jusque planéité
Prépolissage Galaxy Contero H Dia Complete, 9 µm 150 Sens horaire 30 4:00
Polissage IOTA Dia Complete, 3 µm 150 Dans le sens horaire 30 4:00

Pour éviter l'investissement dans une nouvelle machine, des disques de polissage diamantés pour le polissage planaire peuvent être utilisés, offrant l'avantage d'utiliser un équipement de prépolissage et de polissage standard.

Méthode 3

Le disque de polissage Galaxy est très rigide et permet d'obtenir des surfaces planes même si la dureté de la surface de l'échantillon varie.

Etape Support abrasif Lubrifiant / suspension Vitesse (rpm) Direction du porte-échantillons Pression individuelle (N ) Temps (min)
Prépolissage Galaxy red eau 300 Dans le sens horaire 30 Jusque planéité
Prépolissage Galaxy Contero H Dia Complete, 9 µm 150 Dans le sens horaire 30 5:00
Polissage IOTA Dia Complete, 3 µm 150 Dans le sens horaire 30 4:00

Matériaux traités thermiquement et préparation d'échantillons métallographiques.

Ferrite-Pearlite, attaquée avec 3% de Nital, fond clair 20x

Matériaux traités thermiquement et préparation d'échantillons métallographiques.

Structure martensitique après traitement thermique, gravure avec 3% de Nital, fond clair 20x

Conclusion

Dans les ateliers de trempe, les exigences en matière de préparation des échantillons comprennent un temps de préparation court, un débit élevé, des résultats fiables avec une bonne planéité de l'échantillon pour les essais de dureté ou les examens de surface. La méthode de préparation à l'aide de papier SiC implique des coûts relativement élevés, l'utilisation d'une pierre de prépolissage nécessitant l'investissement dans une machine spéciale. La méthode des disques de polissage offre l'avantage d'utiliser des machines existantes et une longue durée de vie des consommables, ce qui permet d'obtenir le meilleur rapport coût-efficacité et de répondre à toutes les exigences en matière de préparation.

QATM Produits & Contact

QATM propose une large gamme d'instruments innovants et robustes pour la matérialographie, la métallographie et les essais de dureté. Nos experts connaissent les exigences de chaque secteur industriel et seront heureux de vous aider à trouver la bonne solution pour votre application.