Leçons tirées du laboratoire : préparation et analyse d'un échantillon métallographique

L'analyse d'un échantillon métallographique est nécessaire pour comprendre ce sur quoi vous travaillez réellement, ou pour s'assurer qu'un travail est bien fait. La dureté d'un métal, ainsi que sa structure de grain, révèlent des propriétés importantes du matériau.

Une préparation adéquate de l'échantillon avant analyse est indispensable si vous souhaitez pouvoir vous fier à vos résultats. Cela revêt une importance particulière lorsque vous effectuez des analyses par imagerie ou au microscope. Chez LECO, nous recevons souvent des échantillons de la part de clients qui cherchent à déterminer lequel de nos équipements métallographiques pourrait le mieux convenir à leurs applications, ou quelles méthodes offrent la meilleure cohérence et la meilleure efficacité.

Le laboratoire métallographique du Centre d'expérience client Robert J. Warren.

Au sein de notre Centre d'expérience client situé à St. Joseph, dans le Michigan, nous disposons d'un laboratoire métallographique entièrement opérationnel où notre équipe de métallographes peut prendre en charge un échantillon tout au long du processus de préparation en vue de son analyse. Dès réception d'un échantillon, nos experts LECO de confiance se mettent au travail pour le préparer, en commençant par le découpage.

Sectionnement

Il est souvent nécessaire de sectionner un échantillon afin de réduire sa taille à un format maniable. L’analyse d’une coupe transversale d’un échantillon s’avère beaucoup plus aisée, à condition que cette coupe soit représentative de l’ensemble de l’échantillon. LECO propose plusieurs modèles de machines de sectionnement adaptés à un large éventail de laboratoires et de flux de travail. En envoyant un échantillon, les clients bénéficient de l’aide d’experts pour déterminer quelles machines et méthodes de sectionnement de LECO conviendront le mieux à leur projet. Pour l’échantillon illustré ici, il était préférable d’utiliser notre nouvelle Machine de découpe de la série CX300. Cette scie est incroyablement polyvalente et fiable, ce qui en fait un excellent choix pour de nombreux laboratoires. Cet échantillon a été découpé en plusieurs morceaux différents afin d'obtenir la portion souhaitée pour l'analyse. Une fois l'échantillon découpé, l'étape suivante consiste à l'enrober.

1) L'échantillon est prêt à être découpé dans le CX300. 2) La meule de tronçonnage coupe facilement l'échantillon tandis que l'eau refroidit la zone. 3) Sections de l'échantillon découpé.

Montage

Le montage est une étape essentielle du processus qui est généralement réalisée pour garantir que les autres étapes soient complétées facilement et correctement. Montage d'un échantillon consiste à placer l'échantillon dans une presse d'enrobage avec un matériau d'enrobage (généralement une résine époxy), qui durcira et formera un disque autour de l'échantillon. L'enrobage peut se faire par une méthode à chaud ou à froid. Cet échantillon a été enrobé en utilisant la méthode “ d'enrobage à chaud ” avec Le MX500 de LECO. Il est désormais beaucoup plus facile à manipuler, les couches et revêtements marginalisés sont mieux préservés, les bords et les zones potentiellement tendues ou cassantes sont mieux protégés, et l'échantillon est parfaitement adapté à l'utilisation avec une rectifieuse/polisseuse automatique.

1) L'échantillon est placé sur la presse d'enrobage. 2) Une fois l'échantillon abaissé, le matériau d'enrobage remplit l'espace restant. 3) Le couvercle est placé sur le dessus et la barre est pivotée pour se fermer au-dessus de l'échantillon afin d'assurer une surface plane et régulière. 4) Une fois le compte à rebours terminé, la barre est pivotée en arrière, le couvercle est retiré et l'échantillon enrobé peut être retiré. 5) Un enrobage terminé pour un échantillon.

Meulage et polissage

Bien que le polissage et le meulage soient techniquement deux étapes différentes, nous en parlons souvent ensemble car ces deux étapes sont réalisées avec la même machine. Le meulage d'un échantillon crée une surface plane et uniforme, et élimine tout résidu laissé par l'enrobage. Le fait de faire suivre le meulage par un polissage garantit que les rayures plus profondes causées par les abrasifs de meulage sont éliminées, et qu'il vous reste une surface parfaitement lisse et uniforme pour l'analyse de la microstructure exposée. Le meulage et le polissage peuvent être faits à la main, mais cela laisse place à l'erreur humaine. L'utilisation Le PX500 de LECO, il est possible de meuler et de polir jusqu'à six échantillons en même temps, tous à la même pression et à la même vitesse afin de garantir des surfaces planes et parallèles pour les échantillons enrobés. Bien que nous ayons plusieurs options différentes à disposition dans notre laboratoire métallographique, nos experts ont utilisé le PX500 pour meuler et polir cet échantillon.

Il existe de nombreuses méthodes et techniques différentes qui peuvent convenir pour le meulage et le polissage d'un échantillon à l'aide d'une meuleuse-polisseuse automatique. LECO dispose de plusieurs méthodes validées qui conviennent à la plupart des matériaux. Pour chaque échantillon que nous recevons, nous sommes certains de connaître une méthode qui garantira les meilleurs résultats.

1) L'échantillon est placé dans l'une des six positions du PX500. 2) Le PX500 lubrifie et tourne pour meuler et polir l'échantillon. 3) Échantillon meulé et poli.

Essais de dureté

Une fois que l'échantillon a subi les étapes de broyage et de polissage, il est prêt à être analysé. L'une des façons d'analyser un spécimen métallique est de tester sa dureté. Essai de dureté révèle les propriétés du métal qui mettent en évidence sa qualité, sa durabilité et sa durée de vie potentielle, permettant ainsi de déterminer les applications pour lesquelles ce métal serait le plus adapté. Il est essentiel de pouvoir tirer des conclusions précises à partir des résultats des essais de dureté, c'est pourquoi chaque étape préalable est également cruciale. De plus, les essais de dureté manuels peuvent souvent entraîner des erreurs et des conclusions inexactes, ce qui reviendrait à gaspiller tout le travail préparatoire important déjà effectué. L'utilisation d'un duromètre automatique est bien plus fiable et précise, et les essais sont réalisés plus rapidement. Chez LECO, nos duromètres entièrement automatiques sont équipés du logiciel Cornerstone® intégré qui effectue la quasi-totalité du travail à votre place et affiche des résultats faciles à lire en temps réel. Les images ci-dessous montrent le système AMH55 opérant sa magie sur notre échantillon fraîchement préparé. Grâce à nos instruments fiables disponibles dans le laboratoire, nous savons que les résultats de cet essai de dureté seront précis.

1) L'échantillon est placé solidement dans l'AMH55. 2) Un logiciel est utilisé conjointement avec le duromètre pour faciliter son utilisation. 3) Capture d'écran de ce que l'utilisateur voit après qu'une empreinte a été effectuée.

Si vous souhaitez obtenir plus d'informations sur l'un de nos instruments destinés à la préparation ou à l'analyse d'échantillons, veuillez cliquer sur le bouton ci-dessous et remplir le formulaire.  Si vous êtes déjà client de LECO et que vous rencontrez des difficultés avec une application, ou si vous êtes à la recherche d'un nouvel équipement et souhaitez en savoir plus sur l'envoi d'un échantillon à des fins d'évaluation, veuillez remplir le formulaire en le précisant dans les commentaires ; notre ingénieur commercial prendra alors contact avec vous.

Instruments utilisés