МЕТОД МЕТАЛЛОГРАФИИ И ЧТО ТАКОЕ МЕТАЛЛОГРАФИЯ ЭТАПЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В этой статье дается обзор металлографии и характеристики металлических сплавов.
Для изучения микроструктуры сплава, т.е. микромасштабной структуры зерен, фаз, включений и т.д., используются различные методы микроскопии. Металлография развилась из необходимости понять влияние микроструктуры сплава на макроскопические свойства. Полученные знания используются для проектирования, разработки и производства материалов из сплавов.

Время чтения: 20 минут

Технический консультант, специалист по электромонтажным, ремонтным и наладочным работам, кандидат наук

Важное в статье:

Что такое металлография?

Металлография – это наука, изучающая микроструктуры различных типов металлических сплавов.

Более точно ее можно определить, как научную дисциплину наблюдения и определения химической и атомной структуры и пространственного распределения зерен, компонентов, включений или фаз в металлических сплавах.
В дальнейшем эти же принципы могут быть применены к определению характеристик любого материала.

Для выявления микроструктурных особенностей металлов используются различные методы. Большинство исследований проводится с помощью светлопольной микроскопии (bright-field microscopy)
. Но есть и другие менее распространенные методы контрастирования такие, как темное поле
или дифференциальный интерференционный контраст (ДИК)
, а также использование цветного (тонирующего) травления
. Они расширяют сферу применения световой микроскопии в металлографии.

Многие важные макроскопические свойства металлических материалов очень чувствительны к их микроструктуре. Критические механические свойства, такие как прочность на разрыв или относительное удлинение, а также другие физические, тепловые и электрические свойства, напрямую связаны с микроструктурой. Понимание взаимосвязи между микроструктурой и макроскопическими свойствами играет ключевую роль в разработке и производстве материалов и является конечной целью металлографии.

Металлография, какой мы знаем ее сегодня, во многом обязана вкладу ученого XIX века Генри Клифтону Сорби.

Его новаторская работа о современном производстве чугуна и стали в Шеффилде (Великобритания) подчеркнула тесную связь между микроструктурой материала и его макроскопическими свойствами.

Старое, но всё еще актуальное

Наряду с новыми технологическими разработками в микроскопии, а также при поддержке вычислительной техники, применяемой в последнее время, металлография была бесценным инструментом, помогающим в развитии науки и промышленности в течение последних ста лет.

Некоторые из самых ранних корреляций между микроструктурой и макроскопическими свойствами, установленных в металлографии с помощью световых микроскопов, включают:

• Общее увеличение предела текучести и твердости с уменьшением размера зерна;
• Анизотропные механические свойства с удлиненными зернами и/или преобладающей ориентацией зерен;
• Общая тенденция снижения пластичности с увеличением содержания включений;
• Прямое влияние содержания и распределения включений на скорость роста усталостных трещин (металлы) и параметры вязкости разрушения (керамика);
• Связь мест возникновения разрушения с неоднородностью материала или его микроструктурными особенностями, такими как частицы второй фазы.

Изучение и количественная оценка микроструктуры материала позволяют лучше понять его характеристики. Таким образом, металлография используется практически на всех этапах жизненного цикла детали: от первоначальной разработки материалов до их контроля, производства, управления производственным процессом и даже анализа отказов, если это необходимо.
Принципы металлографии помогают обеспечить надежность продукции.

Устоявшийся и интуитивно понятный метод

Анализ микроструктуры материала помогает определить, правильно ли он был создан и обработан, что обычно является критически важным вопросом для многих отраслях промышленности. Основные этапы правильного металлографического исследования включают:

• отбор проб,
• подготовку образцов (секционирование и резка, монтаж, плоское шлифование, грубая и окончательная полировка, травление),
• микроскопическое наблюдение,
• фиксацию изображения его документирование,
• извлечение количественных данных с помощью стереологического анализа или методов анализа изображений.

Первый шаг металлографического анализа — отбор образцов
— имеет решающее значение для успеха любого последующего исследования: анализируемый образец должен быть репрезентативным для оцениваемого материала. Второй, не менее важный, шаг — правильная подготовка металлографического образца
, и здесь не существует универсального способа достижения желаемых результатов.

Металлография традиционно описывается как наука и искусство, и причина этого утверждения заключается в том, что опыт и интуиция одинаково важны для выявления истинной структуры материала без значительных его изменений или повреждений, чтобы выявить и измерить интересующие характеристики.

Травление, вероятно, является наиболее изменчивым этапом, поэтому для получения надежных и воспроизводимых результатов обязателен тщательный выбор оптимального состава травителя, контроль температуры и времени травления. Очень часто для поиска оптимальных параметров этого этапа требуется экспериментальный метод проб и ошибок.

Материалография – это не только металлы

Металлы и их сплавы по-прежнему играют заметную роль во многих формах технологического развития, поскольку они обладают более широким спектром свойств, чем любая другая группа материалов. Число стандартизированных металлических материалов достигает нескольких тысяч и постоянно увеличивается, чтобы соответствовать новым требованиям.

Однако по мере развития технических требований к ним стали добавляться: керамика, полимеры, а также некоторые природные материалы, что позволяет охватить большие области применения. Это привело к тому, что сфера применения металлографии постоянно расширяется. Она находит своё применение в различных областях – от электроники до производства композитов.

Термин «металлография», в настоящее время, заменяется более общим «материалография», чтобы иметь дело как с керамикой «керамография», так и с полимерами «пластография».

В отличие от металлов, высококачественная или инженерная керамика имеет более высокие показатели твердости
, хотя по своей природе она является достаточно хрупкой. Другими выдающимися свойствами являются превосходные высокотемпературные характеристики и хорошая устойчивость к износу, окислению.
Также она устойчива к коррозии в агрессивных средах. Однако на все преимущества, которые могут обеспечить такие материалы, большое влияние оказывает их химический состав — примеси — и микроструктура.

Аналогично металлографической подготовке, для подготовки керамических образцов к микроструктурному исследованию необходимо выполнить определенные последовательные этапы. На каждом этапе требуется тщательный выбор параметров, которые должны быть оптимизированы не только для определенного типа керамики, но и для конкретного её сорта.
Присущая керамике хрупкость делает целесообразным замену обычных абразивных материалов алмазными для каждого этапа подготовки — от секционирования до окончательной полировки. Травление также может стать сложной задачей из-за химической стойкости керамики.

За пределами яркостного поля

Световая микроскопия использовалась в течение многих десятилетий для получения представления о микроструктуре материалов.

Исследование в светлом поле (BF) является одним из наиболее распространенных методов используемым для металлографического анализа.

При этом методе исследования световой поток исходит от источника света, проходит через объектив, отражается от поверхности образца, возвращается через объектив и, наконец, попадает в окуляр или камеру для наблюдения.
Плоские поверхности создают яркий фон из-за отражения большого количества падающего света в объектив. В то же время неплоские элементы, такие как трещины, поры, протравленные границы зерен, а также элементы с выраженной отражательной способностью, такие как преципитаты и включения второй фазы на поверхности, выглядят темнее, поскольку падающий свет на них рассеивается и отражается под разными углами или даже частично поглощается.

Металлографический микроскоп Opto-Edu A13.0909-B

Тип исследований:
в светлом поле.

Оптическое увеличение:
от 50 до 500 крат.

Окуляр:
PL10X/22 мм.

Объективы:
LMPL5x/0.15, LMPL10x/0.3, LMPL20x/0.45 и LMPL50x/0.5.

Подсветка:
светодиодный светильник 5 Вт (желтый/нейтральный/IF550/LBD фильтры для проходящего света).

Темнопольная микроскопия (DF) — менее известный, но мощный метод освещения.

Путь света при подобном освещении проходит через внешнее полое кольцо объектива, падает под высоким углом на образец отражается от поверхности, затем проходит через внутреннюю часть объектива и, наконец, попадает в окуляр или камеру.
При таком типе освещения плоские поверхности кажутся темными, поскольку подавляющее большинство света, отраженного под высоким углом, не попадает внутрь объектива. Для образцов с плоской поверхностью, на которой иногда встречаются неплоские особенности (трещины, поры, вытравленные границы зерен и т.д.) изображение DF показывает темный фон с более яркими областями, соответствующими неплоским элементам, которые рассеивают больше света в объектив.

Тринокулярный металлографический микроскоп BETICAL CR100-950HK

Тип исследований:
в темном поле, поляризация.

Оптическое увеличение:
от 50 до 3400 крат.

Окуляр:
WF10X/22 мм.

Объективы:
PL5x/0.12, PL10x/0.25, PL20x/0.4 и PL50x/0.7.

Подсветка:
галогенная лампа 20 Вт с плавной регулировкой яркости.

Дополнительно:
окулярная видеокамера на 8 Мп.

Дифференциальная интерференционно-контрастная (ДИК) микроскопия, также известная как контраст Номарского, помогает визуализировать небольшие перепады высот на поверхности образца, тем самым повышая контрастность объектов.

В ДИК используется призма Волластона вместе с поляризатором и анализатором, оси пропускания которых перпендикулярны (пересекаются под углом 90°) друг к другу. Две световые волны, разделенные призмой, интерферируют после отражения от поверхности образца, делая различия по высоте видимыми как вариации цвета и текстуры.

В большинстве случаев микроскопия в падающем свете дает большую часть необходимой информации. Однако в некоторых случаях, в частности, для полимеров и композитных материалов, микроскопия в проходящем свете (для прозрачных материалов) в сочетании с использованием травителей или красителей может дать представление о микроструктуре, которая остается скрытой при стандартных методах исследований.

Поскольку многие термореактивные материалы инертны к обычным металлографическим травителям, то зачастую микроструктуру образца лучше всего наблюдать в проходящем поляризованном свете для усиления различий в коэффициенте преломления отдельных элементов.

Поляризация: Естественный свет состоит из световых волн, которые колеблются в произвольном направлении.

Поляризационные фильтры пропускают только те световые волны, которые колеблются параллельно направлению поляризации. Два поляризатора, скрещенные под углом 90°, создают максимальную экстинкцию (затемнение). Если образец между поляризаторами изменяет направление колебаний света, появляются характерные цвета двойного лучепреломления.

Поляризационный микроскоп Opto-Edu A13.2501-B

Тип исследований:
в светлом поле, поляризация.

Оптическое увеличение:
от 100 до 400 крат.

Окуляр:
WF10X/18 мм.

Объективы:
PLL 10X/0.25, PLL 40X/0.65.

Подсветка:
светодиодная подсветка с плавной регулировкой яркости.

Дополнительно:
поляризационный набор, кейс.

Жизнь в красках

Естественный окрас микроструктур обычно имеет очень ограниченное применение в металлографии. Однако при использовании определенных оптических методов, таких как поляризованный свет или ДИК, или специальных методов подготовки образцов, таких, например, как цветное травление, цвет может дать больше полезной информации.

Микроскопия в поляризованном свете очень полезна при исследовании металлов с некубической кристаллографической структурой, таких как титан (Ti), бериллий (Be), уран (U) и цирконий (Zr).

К сожалению, основные коммерческие сплавы: железо (Fe), медь (Cu) и алюминий (Al) не чувствительны к поляризованному свету, поэтому только цветное или оттеночное травление обеспечивает дополнительный эффективный метод, помогающий выявить различия и особенности их микроструктуры.

Цветные (тонирующие) травители обычно наносятся химически (например, погружением в раствор) или электрохимически (погружением в раствор с электродами и приложенным потенциалом).
При этом на поверхности образца создается тонкая пленка, которая обычно зависит от характеристик включения. Тонкая пленка взаимодействует с падающим светом и создает цвет путем интерференции, который можно наблюдать при обычном светлопольном освещении, но значительно усиливается при использовании поляризованного света и фазового контраста (фазовый замедлитель или волновая пластины). Кроме того, альтернативными методами создания интерференционных пленок являются термическое окрашивание или осаждение из паровой фазы.

В стальных сплавах так называемые составляющие «второй фазы» могут быть селективно окрашены путем травления, что обеспечивает метод их отдельной идентификации и количественной оценки.
Выделение феррита и карбидов в стали с помощью цветного травления является распространенной процедурой.

Рост интерференционных пленок может зависеть от кристаллической ориентации элементов, например, зерен, на поверхности образца.
Для сплавов, где травление стандартными реагентами (для воздействия на границы зерен) дает неполную картину границ и, таким образом, препятствует цифровой реконструкции изображения, цветовое кодирование микроструктуры в зависимости от ориентации зерен позволяет выполнить анализ размера зерна.

Инвертированный металлографический микроскоп Opto-Edu A13.2602-B

Тип исследований:
в светлом поле.

Оптическое увеличение:
от 50 до 500 крат.

Окуляр:
WF10X/18 мм.

Объективы:
LPL 5x/0.13, LPL 10x/0.25 и LPL 50x/0.7.

Подсветка:
светодиодная подсветка 3 Вт.

Дополнительно:
набор фильтров.

Количественные показатели превыше качественных

Истоки количественной металлографии лежат в применении световой микроскопии для изучения микроструктуры металлических сплавов. Первыми основными вопросами, которые должны были решить материаловеды, это:

• Каковы размеры отдельных элементов в сплаве и сколько существует типов этих элементов?
• Какое количество тех или иных элементов содержится в сплаве?

В течение многих лет использование графиков и визуального сравнения было единственным подходом, позволяющим ответить на эти вопросы
, при этом только полуколичественными утверждениями. В настоящее время современные механизированные и компьютеризованные микроскопы, а также системы анализа изображений обеспечивают быстрое и точное средство для автоматизации большинства применяемых методов анализа и оценки, предусмотренных международными или отраслевыми стандартами.

Измерения обычно выполняются по серии двухмерных изображений и могут быть классифицированы на две основные группы. Первые – это те, которые используются для количественной оценки размера, формы и распределения дискретных частиц (измерения их характеристик). Вторая – те, которые связаны с микроструктурой материала (натуральные измерения).

Примером первой группы может служить определение содержания различных включений в стали, классификация графита в чугуне, а также оценка пористости покрытия, нанесенного термическим напылением, или запеканием детали.

Обычным применением натуральных измерений является определение среднего размера зерна методом случайного перехвата или планиметрическим методом, а также оценка объемной доли составляющих микроструктуры методом фазового анализа.
Используя для анализа изображений специализированное программное обеспечение, можно обнаружить несколько фаз на одном участке, оценить их количественно и представить результаты в графическом виде.

Не только микро, но и макро

Макроскопические методы исследования часто используются при обычном контроле качества, а также при анализе отказов или в исследовательских работах.

Эти методы обычно являются прелюдией к микроскопическому наблюдению, но иногда они используются самостоятельно в качестве критерия приемки или отбраковки.

Испытание макротравлением, вероятно, является наиболее информативным инструментом из всех применяемых методов. Оно широко используется для контроля качества на многих этапах обработки или формования материалов. С помощью стереомикроскопов и большого разнообразия режимов освещения макротравление позволяет получить общее представление о степени однородности детали, выявляя отсутствие однородности в микроструктуре материалов.
Вот некоторые примеры:

• Макроструктурные узоры, возникающие в результате затвердевания или обработки (узоры роста, линии течения, полосы и т.д.);
• Глубина проплавления (провара) сварного шва и зоны термического воздействия;
• Физические нарушения целостности (пористость, трещины) в результате затвердевания или обработки;
• Химические и электрохимические модификации поверхности (обезуглероживание, окисление, коррозия, загрязнение);
• Глубина закалки (поверхностное упрочнение) в стальных сплавах или узоры неоднородной закалки из-за нарушений технологии;
• Повреждения, вызванные неправильной шлифовкой или механической обработкой;
• Термические эффекты, вызванные перегревом или усталостью материала.

Важность исследования сплавов

Металлические сплавы играют важную роль во многих технологиях и прикладных задачах благодаря широкому спектру своих свойств. Сегодня существует несколько тысяч стандартизированных сплавов, и их число продолжает расти, поскольку новые требования могут потребовать новых сплавов.

Металлография — это изучение микроструктуры сплавов: микромасштабного пространственного распределения фаз, включений и других составляющих.
Для выявления микроструктуры сплава используются различные методы, чаще всего это микроскопия.

Микроструктура оказывает значительное влияние на многие из важных макроскопических свойств сплавов, таких как прочность на разрыв, удлинение, тепло- и электропроводность.
Глубокое понимание взаимосвязи между микроструктурой и свойствами сплавов является основополагающей причиной возникновения металлографии как науки. Знания из области металлографии используются в металлургии при проектировании, разработке и производстве сплавов.

При этом, в то же время, было разработано гораздо большее разнообразие керамики и полимеров
, которые также используются для различных целей. Основные принципы металлографии могут быть применены к определению характеристик любого материала. В результате этого более общий термин «материалография» начинает заменять металлографию.

Текущая версия страницы пока не проверялась
опытными участниками и может значительно отличаться от версии
, проверенной 28 июля 2012 года; проверки требуют 4 правки
.

Металлографика
 — способ нанесения надписи или изображения на металл
. Подразумевается только алюминий. Поверхность алюминия анодирована таким образом, что в процессе нанесения краска проникает внутрь металла, что обеспечивает высокую стойкость изображения, в том числе и в агрессивных средах. Поверхность анодированного алюминия, на которую наносится изображение, может быть окрашена «под серебро», «под золото» или в другие цвета (жёлтый, зелёный, синий, красный и т. д.) и иметь различную фактуру: матовую, сатиновую, глянцевую.

Разработан способ металлографики в 1980-х годах для военных нужд.

Органический краситель проникает в верхние пористые слои алюминиевого сплава на глубину 15-25 мкр, а поверх этого красочного изображения наносится прозрачный защитный слой, плотность которого приближена к плотности корунда.

Металлографика позволяет получать долговечные изображения, по качеству превосходящие полиграфические
. Разработанные технологии позволяют наносить полноцветные изображения. Технические характеристики металлографической продукции: точность изображения — до 6500 (точек на дюйм), растровые изображения, устойчивость к агрессивным воздействиям — щелочи, солёные туманы, некоторые виды кислот, устойчивость к абразивному истиранию. Температурный диапазон — от −193 до +537 °C. Гарантированный срок эксплуатации изделий согласно результатам лабораторных испытаний — 30 лет.

Текущая версия страницы пока не проверялась
опытными участниками и может значительно отличаться от версии
, проверенной 20 февраля 2018 года; проверки требуют 5 правок
.

Металлография
 — направление в металловедении
, классический метод исследования и контроля металлических материалов, подготовка и изучение строения структуры шлифа
обычно с помощью микроскопии
.

Структуру шлифа выявляют с помощью травления
, либо среза
, шлифования
и полирования
образца.

Металлографические исследования важны во многих областях промышленности:

• Металлургия
• Автомобилестроение
• Атомная промышленность
• Энергетика
• Аэрокосмическая промышленность
• Научно-исследовательские, изыскательские работы в различных исследовательских и научных центрах, университетах, лабораториях
• Обоюдный контроль стратегических наступательных вооружений ^[1]
  

Пробоподготовка является одним из первых этапов для проведения металлографии и крайне важна в металлографии. Качественное проведение пробоподготовки в итоге окажет положительный эффект на конечные результаты. От качества оборудования для пробоподготовки зависит очень многое, например, повторяемость измерений свойств материалов от пробы к пробе.

Пробоподготовка — это совокупность действий над изучаемым образцом, для перевода его в форму, наиболее подходящую для дальнейшего исследования.

Основная задача пробоподготовки — подготовка вещества, материалов, компонентов анализа для определённого вида анализа. Пробоподготовка помогает повысить точность получаемых результатов, расширить исследуемый диапазон значений, повысить безопасность исследования, ускорить тест, улучшить воспроизводимость и снизить погрешность результатов.

Этапы материалографической подготовки образцов:

1. Вырезка образца
2. Получение плоской поверхности (например при помощи токарного и фрезерного станка)
3. Шлифование
4. Полирование
5. Изучение поверхности микрошлифа до травления
6. Травление

Затем наступает этап анализа полученного образца:

1. Анализ изображения (микроскопия) — для распознавания структуры материала
2. Измерение твёрдости (твердометрия) — определение физических свойств материала

Также возможны другие методы получения образца для исследования. Например, получение реплики
 — отпечатка поверхности.

В настоящее время существует большое количество типов оборудования для выполнения задач по пробоподготовке.

Металлография начала развиваться более 200 лет тому назад. Первые опыты предпринял Рене Антуан Реомюр
(1683—1757 гг.). Путём травления он распознал различные сорта стали
. Макроструктурные выявления он осуществлял без оптических вспомогательных средств.

Травление оказалось пригодным средством распознавать различные сорта железа и сталей по твердости, плотности и равномерности или неравномерности структуры.

В России первые металлографические исследования железа и его сплавов были проведены П. П. Аносовым
(1799—1851 гг.). Работая на Златоустовском металлургическом заводе
(1830—1835 гг.), Аносов применил микроскоп для изучения структуры стали и её изменений после ковки и термообработки, и установил существование связи между строением и свойствами стали. Именно эти годы можно считать началом зарождения металлографии в России. В 1860-х годах Алоиз фон Видманштеттен
и Генри Клифтон Сорби
применили микроскоп для исследования строения железа метеоритов
.

Основы научного металловедения, в рамках которого существует металлография, были заложены русским металлургом Д. К. Черновым
, который открыл зависимость свойств стали от температуры нагрева и охлаждения, выявил взаимосвязь структуры и свойств стали. В 1878 году Чернов изложил свои представления о механизме кристаллизации стали (более подробно см. в статье Металловедение
)

Фрэнсис Биттер
в 1931 году и независимо от него Н. С. Акулов
в 1934 году разработали методы порошковых фигур, позволяющие наблюдать доменную
структуру ферромагнетиков
.

Раздел науки о металлах, основой которого являются два принципа: объективный, строго количественный характер оценки микроструктуры и выбор геометрических параметров пространственного микроскопического строения в качестве критериев оценки.

1. Metallic ‘Fingerprints’ Identify Missiles
   Архивная копия
   от 26 марта 2019 на Wayback Machine
   . // Army Research and Development
   , September 1967, v. 8, no. 8, p. 4.
2. Тейлор А. Рентгеновская металлография. Перевод с английского Лютцау В. Г., Костюковой Е. П., Синайского В. М., Светлова И. Л. Под редакцией Пинеса Б. Я. М. Изд-во Металлургия. 1965 г. 664с.
3. Металлография
   — статья из Большой советской энциклопедии
   . 

Металлография. Металлографическое исследование

Металлография — метод исследования и контроля металлических материалов.

Металлография изучает закономерности образования структуры, исследуя макроструктуру и микроструктуру металла (путём наблюдения невооруженным глазом либо с помощью светового и электронного микроскопов), а также изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры.

Задача металлографии

Задачей металлографического исследования является установление взаимосвязи между качественными и количественными характеристиками структуры, и физическими, механическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами металлических материалов.

С помощью металлографического исследования отслеживают изменения состояния структуры металла, которые приводят к снижению прочности материала, и соответственно — к снижению прочности всей конструкции, ее остаточного ресурса.

Разрушающая и неразрушающая металлография

Разрушающая металлография или металлография с вырезом образца — классический вид металографии, при котором из объекта контроля удаляется образец. Из образца затем приготовляется препарат и исследуется на стационарном микроскопе в лаборатории. При этом целостность объекта, из которого изъяли образец, нарушается.

Неразрушающая металлография делится на два вида — металлография методом реплик и металлография непосредственно на объекте. В первом случае с зашлифованной поверхности металла делается «слепок» — реплика, во втором случае шлиф непосредственно наблюдается с помощью портативного металлографического микроскопа. При металлографии непосредственно на объекте изображение структуры также получают непосредственно на объекте, и сразу проверяют качество изображения.

Этапы металлографического исследования и их особенности

Говоря о металлографических исследованиях металлов, в каждом отдельном случае требуется индивидуальный подход. Тем не менее, можно выделить несколько основных этапов, которые непременно присутствуют во время проведения подобных исследований:

• Подготовка микрошлифов – специальных образцов, которые тщательно шлифуются, полируются и промываются до получения плоской поверхности, пригодной для детального осмотра.
• Изучение микроструктуры образца в нетравленом виде, непосредственно после полировки и промывки. Во время осмотра под микроскопом можно заметить отдельные темные участки и вкрапления, которые могут представлять собой мелкие поры, неметаллические включения, структурные составляющие.
• Макро- и микроанализ во время металлографических исследований металла позволяет своевременно выявить его дефекты, понижающие эксплуатационные свойства и надежность изделий в работе.
  

   

Во время работы лаборанты используют самое разное оборудование, в том числе и микроскопы, добиваясь увеличения до нескольких тысяч раз. Так можно определить размеры и форму кристаллических зерен, а также обнаружить изменения во внутреннем строении металлического сплава под влиянием высоких температур или механического воздействия, микротрещины и другие дефекты.

Где применяется металлография

В нефтегазовой промышленности

Исследование эксплуатационной надежности промысловых труб (ГОСТ Р 53580-2009 “Трубы стальные для промысловых трубопроводов”) – металлографический контроль продольного сварного шва сварных труб

В химической промышленности

Металлографическое исследование (контроль) основного металла и сварных соединений, выполненных сваркой плавлением из низкоуглеродистых, низколегированных, среднелегированных, высоколегированных и двухслойных сталей, а также цветных металлов (меди, алюминия, серебра, титана) при изготовлении сосудов и аппаратов, предназначенных для работы в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой отраслях промышленности. ( РД 24.200.04-90)

В зоне термического влияния и в основном металле сварного соединения при необходимости проверяют:

• загрязненность неметаллическими включениями по ГОСТ 1778;
• микроструктуру по ГОСТ 5640; ГОСТ 8233;
• величину зерна по ГОСТ 5639;
• содержание альфа-фазы (в высоколегированных сталях) по ГОСТ 11878;
• склонность к межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032.

Также металлография входит в перечень исследований для определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств (Методика МООР-98)

В энергетике

Оценка качества и исследование причин повреждений сварных соединений паропроводов тепловых электростанций (МУ 34-70-161-87).

Оценка балла зерна гибов паропроводов по ГОСТ 5639.

Металлогра́фия, металлогра́фская печа́ть
— собирательное понятие для всех способов безрастровой
глубокой печати
, оригинальные клише
для которых обрабатываются вручную или механически гравировкой
, выжиганием лазером
или травлением
на плоской металлической пластине (плите). Печать производится красками повышенной вязкости
и липкости
, которые подаются на клише сверху — с той стороны, к которой прижимается окрашиваемый материал.

Подача краски со стороны, противоположной окрашиваемому материалу, происходит при трафаретной печати
, при этом ракель продавливает краску сквозь клише. Растр глубокой печати используется при ротационной
глубокой печати, при этом ракель снимает лишнюю краску с клише.

Металлографская печать — основное средство защиты от подделок в полиграфии
. Связано это с уникальными особенностями металлографского оттиска, не воспроизводимыми обычными способами печати ( офсетной
и высокой печатью
).

В Российской Федерации
существует единственная типография, которая специализируется на выпуске книг по старинным технологиям, в том числе и офортной печати. Поэтому имеется некий вакуум информации о процессах металлографской печати.

Металлографией
могут называть также металлические формы как плоской печати
, так и высокой
. Эти виды печати в данной статье не рассматриваются.

Технология и характерные черты

• сначала краски накатываются
  на форму, заполняя при этом как углубленные печатные элементы
  , так и попадая на пробелы
  ;
• затем осуществляется истирание пробелов
  , при этом краска удаляется не только с пробельных элементов, но также частично вытягивается
  и из печатных;
• в итоге процесс печати требует очень высокого давления на бумагу для того, чтобы бумага сдеформировалась
  , смогла войти в печатные элементы формы и соприкоснулась в них с краской.

В начале статьи находится художественная миниатюра, рисунок которой напечатан растровой глубокой печатью (светлые растровые точки) и металлографией (тёмные штрихи, буквы и цифры).

• выпуклой рельефности изображения и вдавленности на его обороте, возникающих главным образом за счёт пластической деформации бумаги
  ;
• высокой разрешающей способности в негативной и позитивной графике и высокой оптической плотности
  изображения вследствие большой толщины красочного слоя
  .

Рельефность изображения хорошо показана на микрофотографиях
, иллюстрирующих следующие, описанные ниже эффекты. На иллюстрации справа показан оборот художественной миниатюры из начала статьи с эффектом вдавленности рисунка миниатюры.

Характерными чертами металлографской печати также являются следующие эффекты.

• Эффект шприца, или усатость
  — это частичный выход краски за пределы штриха по причине очень высокого давления
  в зоне печати. Давление при металлографской печати может составлять порядка . Производители по-разному оценивают эффект шприца: одни считают, что это ещё один защитный признак, другие видят его как проявление брака и пытаются минимизировать ^[4]
  
  . Эффект шприца ( американский доллар
  ) показан на рисунке ниже. На почтовых миниатюрах СССР этот эффект минимизируется, как хорошо видно на иллюстрации в начале статьи (большие буквы и цифры внизу рисунка).

• Донный эффект, или просветление широкого печатного элемента
  — дефицит краски во время металлографской печати в центре широкого печатного элемента, что приводит к понижению оптической плотности в центре. Этот эффект — следствие того, что в процессе печати бумага деформируется, входит в широкий печатный элемент и частично выдавливает краску от его середины к краям ^[4]
  
  . Донный эффект показан на рисунке ниже. На почтовых миниатюрах СССР этот эффект минимизируется, как хорошо видно на иллюстрации в начале статьи (большие буквы и цифры внизу рисунка).

• Эффект нестабильности
  — это нестабильный, неравномерный выбор краски из печатного элемента. Во время металлографской печати краска то накапливается в углублении штриха, то, наоборот, под действием случайных факторов попадает на оттиск более толстым слоем. Отношение производителей к эффекту нестабильности также неоднозначное; например, на азиатских банкнотах он ярко выражен ^[4]
  
  . Эффект нестабильности показан на рисунке ниже. На почтовых миниатюрах СССР этот эффект незаметен, как хорошо видно на иллюстрации в начале статьи.

• Характерные черты металлографской печати ^[4]
  

• 
  
  

  Слева направо: 1) эффект шприца; 2) донный эффект; 3) эффект нестабильности

Рельефная печать Screentaglio

• Оттиски, выполненные рельефным способом печати Screentaglio ^[4]
  

• 
  
  

  Металлизированная краска. Слева направо: 1) серебро; 2) золото

• Граллерт В., Грушке В.
  Филателистический словарь. Сокр. пер. с нем. Ю. М. Соколова и Е. П. Сашенкова. М.: Связь, 1977. 271 с., ил.
• Немировский Е. Л.
  Изобретение Иоганна Гутенберга. Из истории книгопечатания. Технические аспекты. М.: Наука, 2000. 659 с., ил. U SBN 5-02-002489-9.
• Петрищев А. С.
  Каталог почтовых марок СССР. 1976—1991. М.: Издательство «Перо», 2019. 347 с., ил. U SBN 978-5-00006-021-6.
• Платонов Максим
  (зам. главного технолога ИПК «Н. Т. Г РАФ», канд. техн. наук). Как живешь, металлография? Май 2010 // КомпьюАрт
  . Архивная копия
  от 3 июня 2023 на Wayback Machine
  
• Michel Sowjetunion-Spezial-Katalog 2005/06.
  Unterschleißheim: Schwaneberger Verlag GmbH, 2005. 958 S. ISBN 3-87858-385-0
  .
• Scott Standard Postage Stamp Catalogue
  . 2017. 173rd edition. Volume 5 N-Sam. Sidney, OH: Amos Media Co., August 2016. 56A+1706 p. ISBN 978-0-89487-611-3
  .
• Stanley Gibbons Stamp Catalogue
  . Part 10. Russia. 7th edition, 2014. London and Ringwood: Stanley Gibbons Publications Ltd., 2014. xxv+808 p. I SBN-10: 0-85259-892-0. I SBN-13: 978-0-85259-892-4.