Le prépolissage métallographique est l'une des étapes du processus de préparation mécanique des échantillons en vue d'un examen microscopique ultérieur. Le principe est basé sur le fait que des particules abrasives de granulométrie de plus en plus fine sont utilisées pour enlever de la matière en surface jusqu'à l'obtention du résultat souhaité. Ces particules sont présentes sous forme liée lors du prépolissage et sous forme non liée lors du polissage.
La qualité à atteindre dépend de l'objectif de l’analyse. Il n'est pas toujours nécessaire que la structure réelle soit visible au plus haut degré de perfection - souvent, un résultat satisfaisant est suffisant pour permettre des tests ultérieurs (par exemple, un test de dureté).
Dans tous les cas, la préparation métallographique doit être effectuée de manière méthodique et reproductible. C'est le seul moyen d'obtenir des résultats optimaux à un coût aussi bas que possible.
Dans le prépolissage métallographique, on distingue le macro et le micro polissage.
Macro-section | Micro-section | |
Taille du défaut | >100 µm | <100 µm |
Surface | Non transformé ou poli | Prépoli et poli fin, gravé si nécessaire |
Microscope | Microscope stéréoscopique | Microscope à lumière incidente, champ clair |
Exemples | Fissures, arrachements, queues de comète | Impuretés non métalliques, couches, micro-structure de transformation, joints de grains |
Mesure de dureté | Macrodureté | Microdureté |
Par macro-section, on entend la préparation d'un échantillon pour l'observation et l'évaluation, soit sans aide microscopique, soit sous une loupe binoculaire avec un grossissement compris entre X6 et X60, par exemple pour les joints soudés et brasés.
Par micro-section, on entend la préparation d'un échantillon pour l'observation et l'évaluation au microscope optique avec éclairage de Köhler dans une plage de grossissement de X50 à X1000, c'est-à-dire pour une analyse structurelle classique.
Cette distinction est utile car une surface finement polie est généralement suffisante pour l'évaluation d'une macro-section. Pour une micro-section, une surface polie et sans déformation est essentielle.
Le prépolissage métallographique se divise en trois opérations distinctes :
Dans le processus de préparation métallographique, il faut s'assurer que les étapes soient choisies de manière à obtenir un bon résultat de polissage. Chaque étape de polissage doit polir ou éliminer la rugosité de l'étape précédente dans un temps raisonnable.
Le but du prépolissage plan est d'éliminer les défauts de surface pouvant être générée par la coupe et d'obtenir la planéité.
Le type d’abrasif dépend du matériau à polir. Pour les matériaux tendres, il s'agit essentiellement de carbure de silicium (SiC) sous forme de papier, de feuille, de disque à meuler ou de pierre à polir. Pour les matériaux plus durs (300 HV, par exemple l'acier trempé ou la céramique), on utilise des disques de polissage diamantés. Ceux-ci sont généralement fixés sur un support magnétique. L’avantage est que la planéité obtenue est conservée du début jusqu'au polissage final. En outre, plusieurs étapes de polissage peuvent être ignorée. Pour les gros échantillons et les volumes d'échantillons importants, une pierre à polir à base d'oxyde d'aluminium (Al2O3) peut également être utilisée. Il convient de noter qu'une machine spéciale pour le polissage lapidaire est nécessaire.
Les surfaces obtenues par le papier au carbure de silicium avec les grains les plus fins ne présentent déjà que de légères déformations résiduelles qui peuvent être éliminées directement par polissage.
Il est également possible d'utiliser des disques de polissage fin pour la préparation d'échantillons métallographiques. Ceux-ci fonctionnent en ajoutant une suspension diamantée et un lubrifiant. Ceci est particulièrement utile pour les couches minces, les couches nitrurées et les bords décarburés afin de garantir un résultat optimal après polissage.
Grâce à des disques de prépolissage diamantés spéciaux, il est désormais possible de prépolir jusqu'à une zone qui était auparavant réservée au polissage métallographique. Des disques de polissage avec des particules de diamant allant jusqu'à 3 µm sont disponibles. Avec des matériaux appropriés, c'est une possibilité qui doit être envisagée d'un point de vue écologique et économique.
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