Malzemelerin optik mikroskop altında ortalama mikro yapı tane boyutlarının hesaplanması için, önce istenen numuneler metalürjik numune hazırlama işlemlerinden geçirilmelidir. Bu kapsamda kesme ve kademeli yüzey zımparalama işlemlerinden sonra dağlanma işlemi yapılarak tane sınırları açığa çıkartılmalı, optik mikroskop altında tane sınırları Resim 1 deki gibi gözle de görünür olmalıdır.

Resimdekinden farklı olarak malzeme türlerine göre taneler değişik renklerde, tonlarda ve şekillerde olabilir. Amaç, maksimum sayıda tanenin ölçümlerinin yapılarak ortalamasının alınmasıdır.

Numunedeki tüm tanelerin aynı renk tonunu içeren bir hale getirilmesi ölçümü kolaylaştırır. Aradaki boşluk, eksiklik ve farklı yapılar daha gelişmiş yazılımlar ile ölçülebilmekte, ancak basit yazılımlar ile de belirgin tonlardaki taneler ölçülüp standartlara göre dönüşüm kolayca yapılabilmektedir. Tane boyutu analizine  tabi tutulacak numune, inclemeye başlamadan önce aşağıda belirtilen dört temel adımdan geçmelidir.

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 boyutlarına ve şekillerine uygun değiştirilebilir kalıpların bulunması da önemlidir.

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

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.

METALOGRAFİK NUMUNE HAZIRLAMA ADIMLARI

• İncelenecek numunenin sertlik değerine bağlı olarak uygun bir reçine kesme diski kullanılarak ana malzemeden bir kesit numunesi alınır.

• Kesme işleminden sonra numune, sıcak bakalit cihazı kullanılarak bir kalıba alınır.

• Bakalit işlemi sonrasında, P320, P600, P1200 tane boyutlarına sahip SiC zımparaları kullanılarak numune sırasıyla zımparalanır.

• Zımparalama işleminden sonra, 3μ ve 1μ tane boyutlarına sahip elmas süspansiyonlar ve parlatma keçeleri kullanılarak numune parlatılır.

• Hazırlanan ürün mikroskop altında detaylı olarak incelenir.

Bu adımlar, numunenin doğru bir şekilde hazırlanması ve metalografik analiz için uygun bir yüzeyin elde edilmesi için önemlidir. Kesme, bakalit alma, zımparalama ve parlatma aşamaları, numunenin daha sonra mikroskop altında incelenmesine olanak sağlar. Doğru ekipmanların kullanılması ve uygun tane boyutlarının seçilmesi, güvenilir sonuçlar elde etmek için kritik öneme sahiptir.

Bu amaçla farklı standartlara göre farklı ölçüm teknikleri olmakla beraber görüntü analiz yazılımları ile 2 ana ölçüm yöntemi vardır.

1. Manuel yöntem: Görülen tanelerin tek tek ölçümlerinin (dış çap, alan, çizgi üzerindeki veya alandaki tane sayısı vs.- yazılımın kabiliyetine göre) fare (mouse) yardımıyla seçerek mikron cinsinden yapılması ve bu ölçümlerin ortalamalarının standartlardaki karşılık gelen değerlerle karşılaştırılması
2. Otomatik yöntem: Yazılım, kontrast ve renkten kaynaklanan farklılıkları piksel bazında tespit eder. Tane sınırlarını ve taneleri farklı renkte boyar (Resim 2). Bu boyama işlemi ile her bir farklı tondaki kamera pikselinin istenen renge boyanması sağlanır. Bu şekilde taneler piksel grupları olarak ayrılır (Resim 3). Bu boyanmış piksel gruplarının tek tek ölçümlerinin (dış çap, alan, çizgi üzerindeki ve belirli bir alandaki tane sayısı vs.- yazılımın kabiliyetine göre) mikron cinsinden yapılması ve bu ölçümlerin ortalamalarının standartlardaki karşılık gelen değerlere otomatik veya farklı şekillerde dönüştürülmesidir.

Otomatik yöntem çok sayıda taneyi çok hızlı bir şekilde ölçebilmesi dolayısıyla en doğru sonuca ulaşmak için en doğru yöntem iken yanlış tanelerin hesaptan çıkartılmaması gibi durumlar sebebiyle çok hatalı sonuçlara gebe olması açısından da risklidir.

Uygulamada dikkat edilmesi gereken noktalar,

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.

Analiz sonucunda; mikron cinsinden tane boyları, alanları ve bunların kümülatif dağılımı ile faz yüzdesi gibi birçok ölçüm de aynı analiz içinde yapılabilir. (Tablo 1-2). Bu analizin ardından bazı yazılımlar ekstra modül ilavesi ile, bazı yazılımlar da standart halleriylr olarak bu mikron bazındaki ölçüm sonuçlarını çeşitli standartlardaki değerlere dönüştürebilmektedirler.

     Şekil 6 :  LV100ND                   Şekil 7 : Motorize Sistem                       Şekil 8 : Clemex Yazılımı