Metallografi, læren om strukturen hos metallene og deres legeringer, i avhengighet av legeringens kjemiske sammensetning og av varmebehandling, deformasjon eller annen ytre påvirkning.

Av praktiske grunner skjelner man i metallografien mellom makro- og mikrostruktur.

Makrostruktur omfatter heterogeniteter, lokal deformasjon eller andre trekk som er synlige direkte eller ved svak forstørrelse på en slipt flate etter etsing eller annen fremkallingsteknikk, f.eks. svovel- eller baumannavtrykk.

Mikrostruktur studeres ved forstørrelser fra ca. 50 til ca. 1000 ganger i mikroskop, og opptil 100 000 ganger i elektronmikroskop. Mikrostrukturen omfatter art, mengde, fordeling, form og størrelse av de forskjellige strukturelementer.

Vanlig mikroskopisk undersøkelse utføres i reflektert lys fra en planslipt og polert flate etter etsing. Ved elektronmikroskopi gjennomlyser man tynne metallfolier, eller man lager et avtrykk av den polerte og etsede flate i form av en replika som kan fjernes og gjennomlyses, ofte etter at kontraster i avtrykket er gjort lettere synlige ved pådamping av metall under en egnet vinkel (skyggelegging). Ut fra de strukturelementer man kan observere og måle i et plant snitt eller i en tynn folie, er det mulig å slutte til deres fordeling i rommet (se stereologi).

Kontraster mellom de forskjellige trekk i mikrostrukturen beror på den metode som brukes for å fremkalle dem. Vanligvis etser man med syrer løst i alkohol, ved elektrokjemisk (anodisk) angrep eller ved reaksjon med en gass – f.eks. ved opphetning i luft. Kontrastvirkningen ved etsing beror på lokalt forskjellig angrep av ulike strukturelementer; hos én og samme type kan angrepet variere med kornenes krystallografiske orientering eller med lokale energetiske forhold, f.eks. i korngrenser.

Metode der termisk forsinkelse under jevn opphetning eller avkjøling gir opplysninger om strukturendringer ledsaget av varmeabsorpsjon eller -utvikling.

Metode der lengde- eller volumendringer benyttes som indikasjon på omvandlingsforløpet.

Mikrohardhetsmåling anvendes for identifisering av strukturelementer.

Diffraksjonsanalyse anvendes ved røntgen- eller elektronbestråling.

Lokal elementanalyse virker ved hjelp av røntgenstråling emittert i brennflekken fra en elektronstråle.

Noen av disse metodene krever spesielt utstyr. Elektrondiffraksjon kan måles i tilslutning til elektronmikroskopering av folier, og gir opplysninger om avstander og symmetri i krystallgitteret hos vedkommende strukturelement. Lokalanalyse kan foretas i apparatur spesielt konstruert for dette formål (mikrosonde), eller med utrustning tilkoblet et elektronmikroskop eller et scanning-elektronmikroskop.

Fraktografi er en spesiell form for metallografi utført ved hjelp av scanning-elektronmikroskop på bruddflater. Bruddflatens topografi avbildes her ved elektroner som emitteres sekundært eller reflekteres der den innfallende stråle treffer objektet under sin bevegelse (scanning) over preparatet, og som kan overføres synkront til signaler på en skjerm via detektorer. En erfaren observatør kan slutte fra bruddutseendet til de forhold som har ført til bruddet, f.eks. om materialet er blitt deformert plastisk under bruddforplantningen (indikert ved «dimples» eller groper i overflaten), om bruddet er et resultat av vekselpåkjenninger (såkalt utmatting eller tretthetsbrudd), om bruddet har fulgt korngrensene eller har skåret gjennom kornene osv.

I tillegg til disse vanlige metodene innen metallografi kan man for spesielle formål supplere med undersøkelse av strukturavhengige egenskaper som elektrisk ledningsevne, magnetisk moment, termospenning m.fl.

Strukturelementer i jern og stål har fått spesielle betegnelser i likhet med mineraler, dels etter opprinnelse eller utseende (sementitt, ferritt, undertiden spesifisert som α- eller δ-ferritt; perlitt), dels etter berømte forskere innen faget (austenitt, bainitt, ledeburitt, martensitt, steaditt). En rekke eldre betegnelser har etter hvert gått av bruk (hardenitt, osmonditt, sorbitt, troostitt), mens widmannstättenstruktur (opprinnelig observert i meteorstein) fremdeles benyttes om overhetningsstrukturer der ferritt eller sementitt opptrer som plater parallelle med tettbesatte gitterplan i den austenittiske moderfase. I læren om strukturen i meteorstein benyttes andre betegnelser enn i den vanlige metallografi.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.