Mekanik bir sistemden yüksek verim alabilmek için o sistemde kullanılan parçalar ve bu parçaların hangi malzemelerden olduğu oldukça önemlidir bazen bu parçalar istediğiniz verimi vermeyebilir. Mekanik sistem parçalarının yüzeylerinde yüksek gerilme ve yüksek aşındırıcı kuvvetler daha etkilidir. Bu kuvvetler malzemenin yüzey dayanım sınırını aşınca malzeme yüzünde çatlak, kırılma sonucunda aşınma ve korozyon meydana gelir. Malzemelerin yüzey dayanımları arttırmak için otomotiv ve metalurji sanayisinde yüzey sertleştirme yöntemlerinden biri olan nitrasyon işlemi sıkça kullanılmaktadır.

Düşük sıcaklık yüzey sertleştirme işlemlerinden biri olan nitrasyon; çelik parça yüzeyine azot atomlarının ara yer atomu olarak gönderilmesi ile yüzeyde sert bir tabakanın oluşturulması esasına dayanır. Azot sağlayıcı ortam olarak tuz banyosu ve gaz atmosferi kullanılabilir.

Malzemelerin sahip olduğu nitrasyon tabakasının kalınlığını optik mikroskop altında hesaplamak için, öncelikle istenen numuneler metalürjik numune hazırlama işlemlerinden geçirilmelidir. Bu bağlamda numune yüzeyine dik bir kesim yapılmalı ve ardından kademeli yüzey zımparalama işlemleri uygulanmalıdır. Bu işlemlerin ardından, nitrasyon tabakasının optik mikroskop altında görünür hale gelmesi sağlanmalıdır.

Bu süreçte kullanılacak olan metalografik numune hazırlama cihazlarının ve sarf malzemelerinin ürün kaliteleri ile istenilen amaç doğrultusundaki performansları oldukça kritiktir. Bu alanda ciddi bir yeri olan PRESI markası, numune hazırlama cihazları ve sarf malzemeleri konusunda değerli müşterilere önerilmektedir.

Nitrasyon tabakası kalınlığı ölçümü yapılacak olan numunenin incelemesine başlamadan önce, aşağıda belirtilen 4 ana işlem adımını geçmesi gerekmektedir. Bu şekilde, numune hazırlığınızı en üst düzeye çıkarabilir ve kesin sonuçlar elde edebilirsiniz.

BİRİNCİ ADIM

KESME

Zımparalama ve parlatma işlemlerinde sarf malzemesini ve harcanan zamanı minimum seviyeye indirmek için, numunenin kesme işlemine özel bir özen göstermek büyük önem taşır. Kesme diski, kesilecek numunenin malzeme türüne ve sertlik değerine uygun olarak seçilmelidir. Sadece doğru kesme diski kullanmakla kalmayıp, işlemi dikkatli bir şekilde gerçekleştirmek, sonuçları muhteşem kılar. Daha fazla bilgi için, kesme diskleriyle ilgili detaylara buradan ulaşabilirsiniz. Bu şekilde, numune hazırlığınızı mükemmelleştirir ve zaman tasarrufu sağlayarak verimliliği artırırsınız..

İKİNCİ ADIM

BAKALİT ALMA

Bakalit alma işlemi, metalografik numunelerin hazırlanmasında kullanılan önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin sıcak bir reçine veya polimer matris içine yerleştirilmesini içerir. Sıcak montajın ana amacı, numunenin yüksek sıcaklıkta ve basınç altında stabilize edilerek optimum kesme, zımparalama ve polisaj işlemleri için uygun bir yüzey elde etmektir. Bakalit alma  işlemi, belirli bir sıcaklık ve basınç koşullarının sağlanmasını gerektirir. Bu nedenle, uygun bir sıcak montaj cihazının kullanılması önemlidir. Sıcak montaj cihazları, istenilen sıcaklık değerlerini sağlayabilen hassas kontrol sistemleri ile donatılmış olmalıdır. Ayrıca, farklı numune boyutların.

Sıcak ve soğuk  bakalit alma cihazları veya sarf malzemeleri hakkında detaylı bilgi için ilgili sözcüğe tıklayabilirsiniz.

ÜÇÜNCÜ ADIM

ZIMPARA VE PARLATMA

Numune zımpara parlatma işlemi, metalografik analiz için önemli bir adımdır. Bu işlem, numunenin yüzeyini düzleştirerek optik mikroskobik inceleme için uygun bir yüzey hazırlar. Numune parlatma işlemi, çeşitli aşamalardan oluşur ve dikkatli bir şekilde yapılması gereken bir süreçtir. Numune zımpara parlatma için ilk adım, numunenin kesme işleminden sonra elde edilen yüzeyin pürüzsüzleştirilmesidir. Bu aşamada, numune önce kaba zımparalarla işlenir ve ardından daha ince zımparalarla işlemeye devam edilir. Bu aşamada, doğru zımpara türü, numunenin malzeme özelliklerine ve boyutuna uygun seçilmelidir.

Zımpara ve parlatma keçeleri için detaylı bilgiye buradan ulaşabilirsiniz.

DÖRDÜNCÜ ADIM

DAĞLAMA İŞLEMİ

Çeliğin mikro yapısını mikroskopta gözlemleyebilmek için dağlama işlemi uygulanması gereklidir. Dağlayıcılar, incelenecek numunenin malzemesine göre alkol, saf su, gliserin, asit gibi malzemelerin karışımlarıyla elde edilir. Dağlama süresi ise numunenin özelliğine ve kullanılan dağlayıcıya bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

NİTRASYON TABAKASI ÖLÇÜMÜ METALOGRAFİK NUMUNE HAZIRLAMA ADIMLARI

• İncelenecek olan numunenin sahip olduğu sertlik değerine göre seçilen reçine kesme diski ile ana malzemeden yüzeyine dik olacak şekilde bir kesit numune alınması,
• Kesme sonrası numunenin sıcak bakalit cihazı ile kalıba alınması,
• Bakalit işlemi sonrası sırasıyla P320,P600,P1200 gritlerde zımparalama (SiC),
• Zımpara sonrası sırasıyla  3μ,1μ elmas süspansiyon ve parlatma keçeleri ile parlatma işlemi,
• Son olarak Nital ayracı (HNO3) ile dağlama,
• Hazırlanan ürünün mikroskop altında incelenmesi.

1. Numunede, hazırlama yönteminden kaynaklı çizikler ne kadar az olursa o kadar kesin sonuçları kolayca alacağınız kesindir.
2. Ölçümlerinizden emin olmak için, cihaz ve yazılım kalibrasyonlarının doğru, yazılımın ölçüm sonuçlarının kontrol edilebilir olduğundan emin olunmalıdır.

Oluşturulan nitrasyon tabakası kalınlığı gelişmiş optik sistemler ve görüntü analiz sistemleri sayesinde birden çok noktadan yapılan ölçümler ile belirlenir. Yazılım nitrasyon tabakasını otomatik olarak algılayarak çoklu ölçüm ile ortalama kalınlığı tespit eder. Çoklu ölçüm sayesinde ölçüm doğruluğu garantilenmiş olur.

Her tür üstten aydınlatmalı endüstriyel ışık mikroskobu ile bu yapıların görüntülenmesi mümkün iken farklı tiplerdeki mikroskoplar numunenin hazırlanması veya numune yüzeyinde gezinme kolaylığı gibi farklı avantajları barındırmaktadırlar. Kullanıcıların kullanım pratiği, numune çeşitliliği ve şekline göre uygun mikroskopların seçimi her firma ve kullanıcıya göre farklılık göstermektedir.

Farklı yazılımların kabiliyetleri ise kullanıcıya kolaylık, hız ve doğruluk anlamında önemli farklar sağlamaktadır. Kullanıcılara yol gösteren ve ölçümlerin tek tek de doğrulamasının yapılabildiği yazılımlar, analiz şeklinin de tespit edilerek kontrol edilmesi açısından önemlidir.

 Resim 2 : Nikon MA100N ters metal mikroskobu                                                         Resim 3 : Clemex Vision Lite görüntü analiz sistemi