Металлография

Металлогра́фия (от металлы и ...графия), наука о структуре металлов и сплавов; раздел металловедения. Изучает кристаллическое строение металлических объектов, их макро- и микроструктуру; закономерности структурообразования; взаимосвязи между структурой и физическими свойствами. Металлография зародилась в 17 в., когда для исследования металлического образца впервые применили простейший оптический прибор – лупу. П. П. Аносов (1831) и Г. К. Сорби (1863) для изучения поверхности металлических объектов использовали микроскоп, работающий в отражённом свете. В металлографии с середины 20 в. для исследования структуры и кристаллического строения вещества применяются рентгеновский и электронный микроскопы, с конца 20 в. для изучения рельефа поверхности объекта – сканирующие туннельный и атомно-силовой микроскопы.

В металлографии основным прибором (инструментом) для исследования металлических поверхностей в отражённом свете при больших увеличениях является металлографический (оптический) микроскоп. Металлография выявляет также причины возникновения текстуры металлов и сплавов при кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации. Металлографические исследования позволяют определить структурные составляющие сплава – участок наблюдаемой структуры, однообразно повторяющийся во всех частях объекта; может состоять из одной или нескольких фаз (рисунок).

В металлографии из исследуемых металлических объектов готовятся шлифы. Для выравнивания поверхности шлифов применяют шлифовку и полировку, для создания рельефа на поверхности – избирательное травление. Травление осуществляется химическим или электрохимическим способом; применяется также обработка поверхности высокотемпературным нагревом или ионной бомбардировкой. Различие химической активности атомов в местах дефектов кристаллической структуры позволяет исследовать плотность дислокаций, блочную структуру кристаллитов (зёрен), ориентацию кристаллитов на поверхности образца по форме и количеству ямок травления, возникающих в местах выхода дислокаций на поверхность.

В оптической световой металлографии применяется косое или темнопольное (когда экранируется центральная часть луча) освещение объекта. Использование поляризованного света позволяет анализировать магнитную (доменную) структуру. Основные характеристики металлографических методов: разрешаемое расстояние – минимальное расстояние, на котором различимы объекты; разрешающая способность – величина, обратная разрешаемому расстоянию; контрастность изображения; коэффициент увеличения. Металлография также изучает элементы структуры металлов и сплавов методами, позволяющими реконструировать пространственную структуру с помощью простых измерений в плоскости наблюдения; измерения проводятся с помощью автоматических анализаторов изображений.