QATM presenta un'ampia gamma di macchine metallografiche per eseguire analisi sui metalli, contraddistinte da elevati standard di qualità.
Progettate da un team di professionisti qualificati, esse racchiudono in sé le innovazioni tecnologiche più recenti del settore. Durante la loro realizzazione si presta la massima attenzione alla cura di ogni minimo dettaglio, per assicurare un prodotto finito eccellente.
Precisione, affidabilità, durabilità nel tempo: queste le caratteristiche delle macchine metallografiche di ATM che garantiscono risultati accurati e minuziosi nell’esecuzione di analisi sulla struttura dei metalli.
Nella gamma di QATM è possibile trovare qualsiasi attrezzatura necessaria: dalla troncatrice di precisione, alle pressa inglobatrice a caldo, dalla levigatrice alla lappatrice, dagli strumenti di analisi del campione ai prodotti consumabili (come dischi a taglio o panni per la lucidatura).
Ma oltre ai singoli strumenti, QATM è in grado di studiare anche una dotazione completa e integrata di macchine metallografiche per allestire un laboratorio perfettamente autonomo in qualsiasi fase dell’analisi, dalla preparazione del campione fino alla presentazione dei risultati.
Visitando ciascuna sezione dedicata alle singole categorie di prodotti, sarà possibile visualizzare i modelli di macchine metallografiche disponibili e le loro caratteristiche tecniche. Il personale di QATM è sempre a disposizione per consulenze o per suggerimenti su quale strumento può essere più adatto alle proprie esigenze.
La metallografia è lo studio della microstruttura di un materiale: la disposizione dei grani, delle fasi, delle inclusioni e dei difetti presenti a livello microscopico. Queste caratteristiche svolgono un ruolo fondamentale nel determinare le proprietà del materiale, quali resistenza, durezza e resistenza alla corrosione. Leggi questa pagina web per saperne di più su come e perché la metallografia è parte integrante della ricerca e sviluppo, del controllo dei processi e della Failure Analysis.
La microstruttura di un materiale è determinata sia dalla sua composizione sia dai processi cui è stato sottoposto, come fusione, forgiatura, trattamenti termici o altre tecniche di lavorazione. Per analizzare la struttura interna di un materiale, la metallografia si avvale di metodiche come la microscopia ottica ed elettronica, selezionate in base al livello di dettaglio richiesto.
Sebbene la metallografia sia tradizionalmente associata ai metalli, le metodiche metallografiche possono essere applicate a praticamente tutte le classi di materiali. In un contesto più ampio, si parla infatti di materialografia per riflettere la vasta gamma di applicazioni oltre i metalli — da cui, ad esempio, il termine ceramografia quando si opera con le ceramiche. Che si tratti di analizzare una lega ad alta resistenza per l’aerospazio, un polimero per dispositivi medicali o un rivestimento ceramico, la metallografia offre uno sguardo privilegiato sul mondo interno del materiale.
La microstruttura di un materiale influisce in modo determinante sulle sue proprietà meccaniche, termiche e chimiche. Parametri come la dimensione dei grani, la distribuzione delle fasi, la porosità e la presenza di inclusioni condizionano il comportamento del materiale nelle condizioni di esercizio reali. La metallografia viene utilizzata ogni volta che si rende necessario comprendere o verificare queste strutture interne, rappresentando così uno strumento indispensabile in numerosi settori. Le applicazioni più comuni includono:
Sia nell'industria che nel mondo accademico, la metallografia aiuta a collegare lavorazione, struttura e prestazioni, offrendo preziose informazioni per il processo decisionale e l'innovazione.
L'obiettivo della preparazione metallografica è quello di rivelare la vera microstruttura di un materiale. Solo un campione ben preparato consente una valutazione chiara e accurata delle sue caratteristiche interne. Durante il processo di preparazione, è essenziale che la microstruttura rimanga inalterata. Influenze meccaniche o termiche quali forza eccessiva, calore o manipolazione impropria possono modificare la struttura del materiale e portare a risultati fuorvianti. Sebbene la procedura esatta possa variare a seconda del materiale, il flusso di lavoro generale segue una sequenza coerente.
Il taglio, o sezionamento, è il primo passo nella preparazione dei campioni metallografici. Consiste nel prelevare un campione rappresentativo dal materiale da analizzare. Questo viene solitamente effettuato utilizzando una troncatrice, con la scelta della macchina e della mola da taglio che dipende dal tipo di materiale, dalle dimensioni e dalla durezza.
Che il campione provenga da un lotto di grandi dimensioni o da un filo sottile, è fondamentale eseguire un taglio accurato. L'obiettivo è isolare l'area di interesse senza causare danni termici o meccanici. Un calore, una vibrazione o una pressione eccessivi durante il taglio possono alterare la microstruttura vicino alla superficie di taglio, compromettendo l'accuratezza dell'analisi. Materiali diversi richiedono dischi da taglio specifici, ad esempio dischi su misura per il taglio di metalli, ceramiche, polimeri o materiali compositi.
Dopo il sezionamento, i campioni vengono solitamente inglobati in una resina polimerica per proteggerli durante le fasi di preparazione successive. L'inglobamento è particolarmente importante per geometrie fragili, rivestimenti sottili o parti di piccole dimensioni, che possono facilmente subire danni meccanici durante la levigatura o la lucidatura. I campioni inglobati sono anche più facili e sicuri da maneggiare e la standardizzazione delle dimensioni dei campioni consente un uso efficiente dei sistemi di preparazione semiautomatici o completamente automatici.
Esistono due tecniche di inglobamento principali:
Inglobamento a caldo: il campione viene inserito in uno stampo con una resina termoindurente (ad esempio fenolica o epossidica) e polimerizzato sotto l'effetto del calore e della pressione. Questo metodo viene solitamente utilizzato per materiali robusti in grado di tollerare temperature e pressioni elevate.
Inglobamento a freddo: il campione viene immerso in una resina liquida che polimerizza a temperatura ambiente. Questo metodo è preferibile per materiali sensibili alla temperatura e campioni porosi. Sebbene durante l'inglobamento a freddo non venga introdotto calore esterno nel sistema, durante la polimerizzazione si possono raggiungere temperature superiori a 100 °C
La scelta tra inglobamento a caldo e a freddo dipende dal materiale, dalla geometria del campione e dai requisiti specifici dell'applicazione.
Inglobamento a caldo
Inglobamento a freddo
Per la valutazione microscopica è essenziale che la superficie sia priva di graffi e danni. Ciò si ottiene attraverso una serie di fasi di levigatura e lucidatura, utilizzando abrasivi sempre più fini per rimuovere gradualmente il materiale ed eliminare le deformazioni superficiali.
La pre-levigatura è la fase iniziale, in cui vengono utilizzati abrasivi più grossolani su carte o dischi rigidi per rimuovere i danni causati dal taglio e creare una superficie piatta e uniforme. Segue la lucidatura, che utilizza abrasivi molto più fini per rifinire la superficie e produrre una finitura a specchio adatta alla microscopia. La lucidatura viene tipicamente eseguita su un panno, con l'aggiunta dell'abrasivo sotto forma di una sospensione contenente particelle come diamante o silice colloidale.
La pre-levigatura e la lucidatura vengono solitamente eseguite su sistemi di preparazione manuali o automatizzati, in cui il campione viene premuto contro una superficie rotante. La scelta dei materiali di consumo (carte, panni e sospensioni) dipende dal materiale. Ad esempio, i metalli morbidi come l'alluminio richiedono materiali di consumo diversi rispetto alle ceramiche fragili o agli acciai duri.
In molti casi, la pre-levigatura e la lucidatura sono sufficienti per preparare un campione per l'analisi microscopica. Tuttavia, quando la superficie lucidata non presenta un contrasto sufficiente, il campione può essere trattato con un agente corrosivo per migliorare la visibilità delle caratteristiche microstrutturali.
L'attacco elettrolitico consiste nell'applicare un trattamento chimico o termico alla superficie, che attacca selettivamente diversi grani, fasi o componenti microstrutturali. Questa erosione controllata migliora il contrasto, rendendo più facilmente distinguibili al microscopio caratteristiche quali i confini dei grani, le differenze di fase o i precipitati.
La scelta del reattivo di attacco dipende dal materiale e dalle specifiche caratteristiche da indagare. L’attacco deve essere eseguito con attenzione, poiché un attacco eccessivo o insufficiente può mascherare dettagli importanti o introdurre artefatti.
A seconda dell’applicazione e del livello di dettaglio richiesto, si utilizzano diverse tecniche di microscopia. Tuttavia, prima di passare all’osservazione microscopica, un esame macroscopico — eseguito a occhio nudo o a basso ingrandimento (fino a circa 10×) — può già fornire informazioni utili. Questa pratica è spesso impiegata per valutare la qualità superficiale, le saldature, la presenza di cricche o le caratteristiche strutturali generali, rappresentando un passo iniziale prezioso nell’analisi dei guasti e nel controllo qualità.
Microscopia ottica
Questa è la tecnica più diffusa in metallografia. Utilizzando luce riflessa e ingrandimenti fino a circa 1000×, i microscopi ottici permettono di osservare strutture dei grani, fasi, porosità e difetti. È ampiamente utilizzata per l’ispezione di qualità e la caratterizzazione routinaria dei materiali.
Microscopia elettronica a scansione (SEM)
La microscopia elettronica a scansione (SEM) offre ingrandimenti e profondità di campo nettamente superiori rispetto alla microscopia ottica. È ideale per l’analisi di dettagli fini, superfici di frattura e composizione chimica (in combinazione con EDS). Il SEM può essere utilizzato sia su campioni attaccati che non attaccati ed è una tecnica di riferimento nella ricerca e nell’analisi dei guasti.
Una tecnica avanzata utilizzata con il SEM è l’EBSD (Electron Backscatter Diffraction), che consente di mappare le orientazioni cristallografiche sulla superficie del campione. Questa metodologia è particolarmente utile per lo studio della struttura dei grani, l’identificazione delle fasi e l’analisi della tessitura del materiale, ma richiede superfici estremamente ben lucidate e prive di deformazioni.
Oltre alle tecniche di imaging, la durometria riveste un ruolo cruciale nella metallografia, in quanto fornisce indicazioni sulla resistenza e sul comportamento a deformazione plastica del materiale. Viene spesso abbinata all’analisi microstrutturale per ottenere una comprensione più completa delle proprietà del materiale.
La prova di durezza consiste nell’applicare una forza controllata mediante un penetratore di forma definita e nel misurare l’impronta risultante sulla superficie del materiale. La dimensione o la profondità dell’impronta viene utilizzata per calcolare il valore di durezza.
Esistono diversi metodi standardizzati, tra cui Vickers, Knoop e Brinell, che si differenziano per la geometria del penetratore, il carico applicato e le modalità di valutazione dell’impronta. Per ulteriori approfondimenti sulla prova di durezza, si consiglia di consultare le pagine web dedicate a questo argomento.
La metallografia non è semplicemente una procedura di laboratorio, ma uno strumento fondamentale per comprendere i materiali a livello microscopico. Attraverso una preparazione accurata dei campioni — che comprende taglio, inglobamento, levigatura e lucidatura — e l’analisi della microstruttura rivelata mediante tecniche di microscopia appropriate, la metallografia fornisce informazioni essenziali sulla struttura e sul comportamento di metalli, ceramiche, polimeri e compositi. Per chi opera nel campo della scienza dei materiali, la metallografia rappresenta il collegamento tra ciò che si osserva al microscopio e le prestazioni dei materiali nel loro utilizzo reale.
La metallografia è lo studio della struttura microscopica dei materiali. Questo approccio prevede generalmente la preparazione di un campione e la sua successiva osservazione al microscopio. In questo modo, la metallografia consente di identificare dettagli quali dimensione dei grani, fasi presenti e inclusioni, elementi fondamentali per comprendere le proprietà e le prestazioni di un materiale. La metallografia trova applicazione sia nell’industria sia nella ricerca, con diversi scopi: dal controllo qualità (per verificare la corretta lavorazione di un materiale o componente), alla Failure Analysis (per individuare le cause di rottura o degrado), allo sviluppo di nuovi materiali (per progettare o ottimizzare materiali mediante la comprensione del rapporto struttura-proprietà), fino alla verifica della conformità a specifiche tecniche e normative.
La preparazione di un campione metallografico prevede diverse fasi fondamentali. Innanzitutto, si preleva dal materiale un campione che includa la zona di interesse. Successivamente, il campione viene inglobato in un mezzo stabile, come una resina, per facilitarne la manipolazione. La superficie viene poi sottoposta a levigatura e lucidatura progressiva con abrasivi sempre più fini, fino a ottenere una finitura estremamente liscia e riflettente. Spesso, la superficie così preparata viene attaccata chimicamente per mettere in evidenza le caratteristiche microstrutturali. Una volta completata la preparazione, il campione può essere analizzato al microscopio.
La metallografia richiede generalmente una serie di apparecchiature specializzate. Tra gli strumenti fondamentali vi sono le troncatrici di precisione per il sezionamento dei campioni, le presse per inglobamento dei provini, e le pre-levigatrici e lucidatrici dotate di dischi abrasivi e panni lucidanti per la preparazione della superficie. Una volta preparato il campione, l’osservazione avviene tramite microscopi: microscopi ottici per l’analisi di routine e, se necessario, un SEM (microscopio elettronico a scansione) per ingrandimenti maggiori e analisi approfondite. Inoltre, qualora sia necessario valutare le proprietà meccaniche, si utilizza un durometro per la misura della durezza. Sul nostro sito web puoi trovare le macchine e i consumabili più adatti alle tue esigenze specifiche.
