Dans divers domaines de l'industrie, une condition nécessaire pour le développement et la production de produits métalliques est une étude approfondie de leur microstructure. À différentes étapes de la production, les technologues étudient les caractéristiques des matières premières, des ébauches, des pièces et des produits finis, ce qui nous permet d'améliorer avec succès les propriétés des matériaux et de détecter les défauts en temps opportun. Ces dernières années, les tâches de telles études sont de plus en plus confiées à la technologie optique et, en particulier, au microscope métallographique, qui est utilisé pour étudier des objets opaques dans des surfaces réfléchies.
Affectation des appareils
Pour la plupart, ces appareils sont utilisés dans des domaines impliquant l'exécution de certaines opérations avec des métaux. Ils sont notamment utilisés par les géologues, les archéologues, les métallurgistes et les spécialistes de divers domaines.l'instrumentation et l'électronique, où une analyse précise des conducteurs est importante. Quelles informations un microscope donne-t-il pour les études métallographiques ? Cet appareil permet en lumière réfléchie de former une configuration structurelle du placement des grains de matériau, de fixer la présence de particules étrangères dans celui-ci, de déterminer les caractéristiques de la couche de surface, etc. Du point de vue de la défectologie et non destructif tests, il s'agit d'informations extrêmement importantes qui donnent une idée des défauts dans les moindres détails externes concernant les paramètres dimensionnels, la structure cristalline et même certaines propriétés chimiques. Par exemple, cette méthode d'analyse révèle les moindres coques, fissures, manques de pénétration et autres défauts.
Conception de l'appareil
Le dispositif de base de l'appareil se compose de trois parties, qui comprennent le module d'éclairage, l'unité centrale et la table. La partie éclairage est une lampe ou une lanterne, qui est fixée sur un support pivotant réglable, et dispose également de sa propre alimentation en énergie. La même partie du microscope métallographique comprend un groupe de filtres de lumière de différentes couleurs. Quant au bloc central, il abrite plusieurs composants fonctionnels à la fois, dont un système optique à prisme, un tube éclairant, des tables d'objets, des mécanismes de régulation, des fixations d'oculaires et des moyens auxiliaires pour organiser les opérations techniques en cours de travail. Toute l'infrastructure ci-dessus est placée sur une base porteuse - une table de microscope, quicontient un banc optique et divers tiroirs avec des armoires dans lesquelles sont rangés les accessoires de l'appareil.
Principe de fonctionnement
La tâche principale de l'appareil est de traiter les paramètres du rayonnement réfléchi par la surface de l'objet. Pour cela, le système optique susmentionné est utilisé, qui capture les moindres changements du diaphragme d'ouverture dans le contexte de la régulation des paramètres d'éclairage de l'objet. En un sens, le facteur de travail de la mesure est le trajet des rayons, qui se manifeste différemment dans les champs clairs et sombres. Par exemple, lors d'une étude en champ clair, les rayons provenant de la lampe traversent les diaphragmes (champ et ouverture) et sont dirigés vers la plaque réfléchissante. Ce dernier, à son tour, reflète les caractéristiques de la structure étudiée, transférant partiellement la lumière au produit cible à l'aide d'une lentille.
Lors de l'observation d'objets dans un champ sombre, un microscope métallographique optique interagit avec une surface réfléchissante à miroir parabolique, un diaphragme annulaire et une lentille pliante. Les faisceaux extrêmes de rayonnement, contournant le diaphragme, sont dirigés vers le miroir annulaire, recouvrant la plaque avec le réflecteur. A partir de ce moment, le miroir commence à réfléchir la lumière sur le condenseur, redirigeant les rayons dans le plan de l'objet. L'image sera formée en fonction des caractéristiques des rayons réfléchis qui ont traversé l'objectif et sont entrés dans le tube optique.
Spécifications du microscope métallographique
Le processus de fonctionnement de l'appareil est caractérisé par deux groupes de paramètres - ce sont les indicateurs de l'objectif etoculaire. Les principaux paramètres de fonctionnement de l'objectif sont:
- Rapport de grossissement - de 11x à 30x dans des conditions de fond clair et de 30x à 90x dans des études de fond sombre.
- Ouverture numérique - de 0,17 à 1,3.
- Longueur focale – 2,4 à 23 mm en moyenne.
- Distance libre - de 0,13 à 5,4 mm.
Dans le cas de l'oculaire d'un microscope métallographique, il y a deux caractéristiques essentielles à souligner:
- Longueur focale - de 12 à 83 mm.
- Champ de vision linéaire - 8 à 20 mm.
Instructions d'utilisation
Avant d'utiliser l'instrument, il est nécessaire de régler le cadre ou la plate-forme de travail de la structure, d'ouvrir le diaphragme d'ouverture, de régler les fixations mécaniques et de déplacer le collecteur d'analyse vers la lampe. Si un microscope métallographique portable est utilisé, le logiciel aidera à obtenir la combinaison optimale de paramètres d'oculaire et d'objectif, car les modèles portables de l'appareil permettent de se connecter à des postes informatiques directement dans le laboratoire. D'une manière ou d'une autre, avant de commencer le travail, il est recommandé de régler l'échelle de grossissement dans la plage de 500 à 1000 ouvertures. Ensuite, vous pouvez passer aux filtres optiques, qui sont sélectionnés en fonction des caractéristiques des lentilles achromatiques. Dans ce cas, la solution universelle sera une correction des tons moyens de la partie visible. Seul un filtre de lumière jaune-vert n'est pas combiné avec des apochromates. Après le réglage, le processus démarretraitement optique des données de l'image formée, dont les éléments graphiques sont ensuite envoyés pour décodage conformément aux tâches d'analyse.
Conclusion
La technologie de la recherche métallographique a une spécialisation plutôt étroite, ce qui ne réduit pas la grande valeur de cette méthode d'étude des surfaces. Pour rencontrer les consommateurs sous la forme d'entreprises industrielles avec leurs laboratoires, les développeurs de l'appareil eux-mêmes vont, améliorant ses performances. Par exemple, le microscope métallographique domestique METAM-P1 coûte environ 13 000 roubles. riche en équipements et la présence de fonctionnalités high-tech modernes. Il suffit de noter qu'il est pourvu de jeux d'objectifs planachromatiques et d'oculaires compensateurs à larges plages optiques. Et ce n'est que la version de base dans l'une des familles de microscopes à agrégats métallographiques de nouvelle génération.
