របៀបអនុវត្តការវិភាគហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វីលើលោហៈ
ការវិភាគហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វី គឺជាវិធីសាស្ត្រស៊ើបអង្កេតមួយសម្រាប់សិក្សាពីផ្ទៃបាក់ឆ្អឹងនៅក្នុងវត្ថុធាតុ - ជាពិសេសលោហធាតុ - ដើម្បីកំណត់យន្តការបរាជ័យ ប្រភពដើមនៃស្នាមប្រេះ ទិសដៅនៃការរីករាលដាលនៃស្នាមប្រេះ និងលក្ខខណ្ឌផ្ទុកដែលបណ្តាលឱ្យមានវា។ នៅក្នុងការអនុវត្តវិស្វកម្ម ហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វីត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ក្នុងករណីខូចសមាសធាតុ៖ អ័ក្សបាក់ ប៊ូឡុងបាក់ ស្ព្រីងប្រេះ បំពង់លេចធ្លាយ និងរចនាសម្ព័ន្ធផ្សារដែលដួលរលំ។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីជំហានសម្រាប់ធ្វើការវិភាគហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វីលើលោហធាតុជាប្រព័ន្ធ ចាប់ពីការរៀបចំគំរូរហូតដល់ការបកស្រាយលក្ខណៈពិសេសនៃការបាក់ឆ្អឹង។
១. យល់ពីគោលដៅ និងវិសាលភាព
មុននឹងយកសំណាកទៅពិនិត្យ សូមកំណត់គោលបំណងនៃការវិភាគ។ តើអ្នកចង់កំណត់ថាតើការបាក់បែកគឺបណ្តាលមកពីការផ្ទុកលើសទម្ងន់ឋិតិវន្ត ភាពអស់កម្លាំង ការច្រេះដោយសារភាពតានតឹង (SCC) ការផុយស្រួយអ៊ីដ្រូសែន ឬការលូនចូលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែរឬទេ? គោលបំណងនឹងមានឥទ្ធិពលលើកម្រិតនៃភាពលម្អិតនៃការពិនិត្យ និងឧបករណ៍ដែលប្រើ។
វិសាលភាពក៏សំខាន់ផងដែរ៖ ការបាក់ឆ្អឹងត្រូវបានផ្សំជាមួយទិន្នន័យផ្សេងទៀតដូចជាប្រវត្តិប្រតិបត្តិការ បន្ទុកការងារ បរិស្ថាន (กัดกร่อน ឬអត់) សីតុណ្ហភាព កំណត់ត្រាថែទាំ និងលទ្ធផលតេស្តសម្ភារៈ (សមាសភាព ភាពរឹង មីក្រូស្ត្រូក្រាម)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបាក់ឆ្អឹងច្រើនតែជា "ច្រកទ្វារ" ពីព្រោះផ្ទៃបាក់ឆ្អឹងមានតម្រុយដែលមើលឃើញជាច្រើន។
២. ការយកសំណាក និងការគ្រប់គ្រងត្រឹមត្រូវ
កំហុសទូទៅបំផុតនៅក្នុងការវិភាគប្រេះស្រាំគឺការបំផ្លាញ ឬ "ធ្វើឱ្យប្រឡាក់" ផ្ទៃបាក់មុនពេលពិនិត្យ។ ដូច្នេះ៖
១. កុំប៉ះផ្ទៃដែលបាក់ដោយផ្ទាល់ដោយដៃរបស់អ្នក។ ប្រេង និងញើសអាចលាបលើផ្ទៃដែលប្រេះ។
2. ជៀសវាងការដុសខាត់ ការខាត់ ឬការសម្អាតយ៉ាងសកម្ម។ ការសម្អាតមិនត្រឹមត្រូវអាចលុបស្នាមឆ្នូតៗដែលអស់កម្លាំង ឬលំនាំផុយស្រួយចេញ។
៣. ការពារផ្ទៃប្រេះ។ ប្រើធុងស្អាត ក្រណាត់គ្មានសរសៃ ឬក្រដាសអាលុយមីញ៉ូមរុំ។ សម្គាល់ទិសដៅនៃសមាសធាតុ (កំពូល-បាត ខាងក្នុង-ខាងក្រៅ)។
៤. កត់ត្រាស្ថានភាពដំបូង។ ថតរូបសមាសធាតុនៅនឹងកន្លែង (ប្រសិនបើអាចធ្វើទៅបាន) រួមទាំងទីតាំងបាក់បែក ទិសដៅផ្ទុក និងស្ថានភាពផ្ទៃជុំវិញ (ការច្រេះ ការពាក់ ស្នាមប៉ះទង្គិច)។
នៅក្នុងស្ថានភាពវាលស្រែ បំណែកដែលខូចជារឿយៗត្រូវបានបំបែកជាពីរ។ ត្រូវប្រាកដថាបំណែកទាំងពីរត្រូវបានរក្សាទុក និងដាក់ស្លាក ដើម្បីឱ្យពួកវាអាចត្រូវបានផ្គូផ្គងក្នុងអំឡុងពេលសាងសង់ឡើងវិញ។
៣. ការត្រួតពិនិត្យដោយមើលឃើញម៉ាក្រូ (ដំណាក់កាលដំបូងដ៏សំខាន់)
ជំហានបន្ទាប់គឺការត្រួតពិនិត្យដោយមើលឃើញតាមម៉ាក្រូស្កុបដោយមិនចាំបាច់ពង្រីក ឬដោយប្រើកែវពង្រីកសាមញ្ញមួយ។ គោលដៅគឺដើម្បីស្វែងរក៖
– ទីតាំងដើមនៃស្នាមប្រេះ៖ ជាធម្មតាបង្ហាញដោយផ្ទៃរលោងជាងមុន ការផ្លាស់ប្ដូរពណ៌ ឬចំណុចនៃកំហាប់ភាពតានតឹង (ស្នាមរន្ធ ខ្សែស្រោប អ័ក្សជាជំហានៗ ពិការភាពនៃការផ្សារ)។
– ទិសដៅរីករាលដាលនៃស្នាមប្រេះ៖ អាចអានបានពីលំនាំ “ស្នាមឆ្នេរ” (ជាស្នាមអស់កម្លាំង) ឬស្នាមឆេវរ៉ុន (ការបាក់ផុយ)។
– តំបន់បាក់ឆ្អឹង៖ សមាសធាតុអស់កម្លាំងជាទូទៅមានតំបន់រីករាលដាលនៃស្នាមប្រេះ (រលោង) និងតំបន់ផ្ទុកលើសទម្ងន់ចុងក្រោយដែលរដុបជាង។
– សញ្ញានៃការខូចទ្រង់ទ្រាយប្លាស្ទិក៖ ការកោងនៃឆ្អឹងដោយសារភាពតានតឹង បបូរមាត់កាត់នៃការបាក់ឆ្អឹងដោយសារការបាក់ឆ្អឹងដែលអាចបត់បែនបាន ឬការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយធរណីមាត្រ។
ការកត់ត្រាម៉ាក្រូត្រូវបានធ្វើបានល្អបំផុតជាមួយកាមេរ៉ាដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ និងមាត្រដ្ឋានវាស់។ រូបថតពីមុំច្រើនជួយបញ្ចូលគ្នានូវរឿងរ៉ាវបរាជ័យ។
៤. ការពិនិត្យម៉ាក្រូជាមួយនឹងការពង្រីកទាប
ប្រើមីក្រូទស្សន៍ស្តេរ៉េអូ ឬកែវពង្រីក 10x–50x ដើម្បីបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់អំពីលក្ខណៈពិសេសនៃម៉ាក្រូ៖
– ស្នាមរមួល៖ សញ្ញាបង្ហាញពីភាពអស់កម្លាំងពីប្រភពច្រើន។
– ស្នាមឆ្នេរ៖ ខ្សែបន្ទាត់រាងជាចំណុចកណ្តាលដែលកើតចេញពីការប្រែប្រួលបន្ទុកតាមកាលកំណត់។
– ស្នាមឆេវរ៉ុន៖ ចង្អុលទៅចំណុចដើមនៃការបាក់បែកផុយ (ការប្រេះឆ្អឹង)។
– គែមបាក់រាងអឌ្ឍគោល៖ គែមបាក់រាងទ្រេតដែលបង្ហាញពីការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃកម្លាំងកាត់ និងការខូចខាតសមត្ថភាពពត់បាន។
នៅដំណាក់កាលនេះ អ្នកវិភាគចាប់ផ្តើមបង្កើតសម្មតិកម្មនៃយន្តការបាក់ឆ្អឹង ប៉ុន្តែវាមិនមែនជាចុងក្រោយទេ ព្រោះលក្ខណៈពិសេសមីក្រូទស្សន៍ច្រើនតែជាការសម្រេចចិត្ត។
៥. ការសម្អាតគំរូ (បើចាំបាច់) ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រសុវត្ថិភាព
មិនមែនសំណាកទាំងអស់សុទ្ធតែត្រូវការសម្អាតនោះទេ។ ប្រសិនបើមានភក់ ប្រេងក្រាស់ ឬផលិតផលច្រេះរលុងគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃបាក់ឆ្អឹង ការសម្អាតគួរតែត្រូវបានធ្វើដោយប្រុងប្រយ័ត្ន៖
– សារធាតុរំលាយស្រាលៗ ដូចជាអាល់កុលអ៊ីសូប្រូពីល ឬអាសេតូន (មាននីតិវិធីសុវត្ថិភាព)។
– ការសម្អាតដោយប្រើអ៊ុលត្រាសោនអាចប្រើបាន ប៉ុន្តែត្រូវប្រុងប្រយ័ត្នព្រោះវាអាចបញ្ចេញភាគល្អិតសំខាន់ៗ ឬបំផ្លាញលក្ខណៈពិសេសដែលឆ្ងាញ់ខ្លាំងក្នុងករណីខ្លះ។
- ជៀសវាងការដុសសម្អាតដោយប្រើជក់លួស និងការដុសសម្អាតខ្លាំងៗ។
ប្រសិនបើសង្ស័យថា SCC ឬការច្រេះដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ ការសម្អាតយ៉ាងសកម្មពិតជាអាចលុបបំបាត់ភស្តុតាងនៃផលិតផលច្រេះ និងលំនាំស្នាមប្រេះបែក។
៦. ការវិភាគមីក្រូទស្សន៍ជាមួយ SEM (មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន)
សម្រាប់ការវាស់ស្ទង់ប្រេះស្រាំលោហៈសម័យទំនើប SEM គឺជាឧបករណ៍ចម្បង។ SEM អនុញ្ញាតឱ្យមានការពង្រីកខ្ពស់ និងជម្រៅវាលធំទូលាយ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានភាពមើលឃើញច្បាស់លាស់នៃសណ្ឋានដីផ្ទៃបាក់។ នៅក្នុង SEM សូមរកមើលលក្ខណៈពិសេសដូចខាងក្រោម៖
ក) ការបាក់ឆ្អឹងដែលអាចបត់បែនបាន
– ការបែករន្ធតូចៗ៖ រូបរាងនៃរន្ធតូចៗដោយសារយន្តការរួមគ្នានៃមីក្រូវ៉យដ៍។
- ស្នាមជ្រួញវែងអាចបង្ហាញពីការកាត់។
– ជាធម្មតាទាក់ទងនឹងបន្ទុកឋិតិវន្តហួសប្រមាណ ឬការផ្ទុកលើសទម្ងន់លើសម្ភារៈដែលអាចបត់បែនបាន។
ខ) ការបាក់ឆ្អឹងផុយស្រួយ
– ផ្ទៃកាត់ជាបំណែក៖ តំបន់រាបស្មើដែលបង្ហាញការបំបែកគ្រីស្តាល់។
– លំនាំទន្លេ៖ លំនាំដូចទន្លេដែលបង្ហាញពីទិសដៅនៃការរីករាលដាលនៃស្នាមប្រេះ។
– ជាទូទៅកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពទាប សម្ភារៈរឹង ឬវត្តមាននៃការផុយស្រួយ។
គ) អស់កម្លាំង
– ស្នាមជ្រួញ៖ ខ្សែល្អិតៗដែលតំណាងឲ្យការលូតលាស់នៃស្នាមប្រេះក្នុងមួយវដ្ត។
– ការប្រេះស្រាំបន្ទាប់បន្សំ៖ ស្នាមប្រេះតូចៗបែកមែកដោយសារតែភាពតានតឹងក្នុងតំបន់។
– វត្តមាននៃស្នាមឆ្នូតៗ គឺជាសញ្ញាដ៏រឹងមាំនៃភាពអស់កម្លាំង ទោះបីជាវាមិនតែងតែលេចឡើងក៏ដោយ (អាស្រ័យលើសម្ភារៈ និងលក្ខខណ្ឌ)។
ឃ) SCC / ការច្រេះ-អស់កម្លាំង
– ស្នាមប្រេះបែកមែកឈើ ផ្ទៃផុយស្រួយបន្តិច។
– តំបន់ដែលមានផលិតផលច្រេះ និងលំនាំអន្តរគ្រាប់ ឬឆ្លងកាត់គ្រាប់។
– ជារឿយៗតម្រូវឱ្យមានទំនាក់ទំនងជាមួយបរិស្ថានប្រតិបត្តិការ និងការវិភាគគីមី។
ង) ការលូន (សីតុណ្ហភាពខ្ពស់)
– ប្រហោងនៅព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ស្នាមប្រេះអន្តរគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ផ្ទៃដូចជាគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។
– ជាធម្មតាកើតឡើងនៅក្នុងសមាសធាតុដែលដំណើរការរយៈពេលយូរនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (បំពង់ចំហាយទឹក ទួរប៊ីន)។
៧. ការវិភាគសមាសភាពជាមួយ EDS/EDX (ស្រេចចិត្ត ប៉ុន្តែសំខាន់)
ឧបករណ៍ SEM ជាច្រើនត្រូវបានបំពាក់ដោយ EDS (វិសាលគមវិសាលគមបំបែកថាមពល) សម្រាប់ការកំណត់អត្តសញ្ញាណធាតុ។ EDS មានប្រយោជន៍សម្រាប់៖
– ពិនិត្យមើលសារធាតុចម្លងរោគ (ឧទាហរណ៍ ក្លរីតលើដែកអ៊ីណុក SCC)។
– ការរកឃើញសារធាតុផ្សំ (MnS, អុកស៊ីដ) ដែលបង្កឱ្យមានប្រភពដើមនៃស្នាមប្រេះ។
– កំណត់ផលិតផលច្រេះប្រកបដោយគុណភាព។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ EDS មិនមែនជាឧបករណ៍ត្រឹមត្រូវបំផុតសម្រាប់ការវាស់វែងបរិមាណជាក់លាក់នោះទេ វាស័ក្តិសមជាងសម្រាប់ការកំណត់អត្តសញ្ញាណរហ័ស និងការប្រៀបធៀបដែលទាក់ទង។
៨. កំណត់ប្រភពដើមនៃការប្រេះ និងចងក្រង "បន្ទាត់ពេលវេលា" នៃការបរាជ័យ
ខ្លឹមសារនៃការបាក់ឆ្អឹងមិនមែនគ្រាន់តែមើលផ្ទៃបាក់ឆ្អឹងនោះទេ ប៉ុន្តែត្រូវចងក្រងលំដាប់នៃព្រឹត្តិការណ៍៖
១. ប្រភពដើម៖ កន្លែងដែលស្នាមប្រេះចាប់ផ្តើម (ស្នាមរន្ធ រន្ធផ្សារ ឫសខ្សែស្រឡាយ ការរួមបញ្ចូល)។
២. របៀបលូតលាស់៖ អស់កម្លាំង ដុះស្លេកស្លាំង ឬ វារ (សាយភាយយឺត)។
៣. ការបាក់ចុងក្រោយ៖ ការបាក់ចុងក្រោយ ពីព្រោះផ្ទៃកាត់ដែលនៅសល់មិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទ្របន្ទុក។
តាមរយៈការគូសផែនទីតំបន់ទាំងនេះ អ្នកអាចពន្យល់បានថាហេតុអ្វីបានជាសមាសធាតុនានាមានរយៈពេលយូរ ហើយបន្ទាប់មកស្រាប់តែខូច។
៩. ការតភ្ជាប់ហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វីជាមួយលោហធាតុវិទ្យា និងការធ្វើតេស្តជំនួយ
សម្រាប់ការសន្និដ្ឋានដ៏រឹងមាំ fractography គួរតែត្រូវបានគាំទ្រដោយ៖
– លោហធាតុវិទ្យា (ផ្នែកឆ្លងកាត់ជិតប្រភពដើម) ដើម្បីមើលមីក្រូស្ត្រុកទ័រ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ គុណភាពនៃការព្យាបាលកំដៅ ឬស្នាមប្រេះអន្តរគ្រាប់។
– ការធ្វើតេស្តភាពរឹង ដើម្បីរកឃើញការរឹងហួសកម្រិត ការបំបែកកាបូន ឬការប្រែប្រួលនៃលក្ខណៈសម្បត្តិ។
- ការវិភាគគីមីដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ថ្នាក់សម្ភារៈ។
– ការត្រួតពិនិត្យ NDT លើផ្នែកផ្សេងទៀត (MT/PT/UT) ដើម្បីរកមើលស្នាមប្រេះស្រដៀងគ្នា។
សហសម្ព័ន្ធនេះការពារការបកស្រាយខុស។ ឧទាហរណ៍ ផ្ទៃដែលហាក់ដូចជាផុយស្រួយអាចមិនចាំបាច់បណ្តាលមកពីសម្ភារៈ "មិនល្អ" នោះទេ។ វាអាចបណ្តាលមកពីសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការទាប ឬកំហាប់ស្ត្រេសខ្ពស់។
១០. លទ្ធផលវិភាគរបាយការណ៍
របាយការណ៍ fractography ដ៏ល្អមួយជាធម្មតារួមមាន៖
– អត្តសញ្ញាណនៃសមាសធាតុ សម្ភារៈ និងប្រវត្តិប្រតិបត្តិការ។
- រូបថតម៉ាក្រូ និងមីក្រូ រួមជាមួយនឹងមាត្រដ្ឋាន។
– ការកំណត់ប្រភពដើម ទិសដៅនៃការរីករាលដាល យន្តការបាក់ឆ្អឹង។
– ភស្តុតាងគាំទ្រ (SEM, EDS, លោហធាតុវិទ្យា, ភាពរឹង)។
– សេចក្តីសន្និដ្ឋាន និងអនុសាសន៍៖ ការកែលម្អការរចនា (កាំនៃសាច់ដែកធំជាង) ការកាត់បន្ថយកំហាប់ភាពតានតឹង ការគ្រប់គ្រងគុណភាពផ្សារ ការផ្លាស់ប្តូរសម្ភារៈ ការព្យាបាលដោយកំដៅ ការការពារការច្រេះ ឬការផ្លាស់ប្តូរនីតិវិធីប្រតិបត្តិការ។
Penutup
ការវិភាគហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វីនៃលោហៈគឺជាជំនាញដ៏សំខាន់មួយក្នុងវិស្វកម្មសម្ភារៈ និងការវិភាគការបរាជ័យ។ គន្លឹះនៃភាពជោគជ័យស្ថិតនៅក្នុងការគ្រប់គ្រងគំរូត្រឹមត្រូវ ការពិនិត្យជាជំហានៗពីម៉ាក្រូទៅមីក្រូ ការប្រើប្រាស់ SEM ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណលក្ខណៈពិសេសនៃយន្តការបាក់បែក និងការរួមបញ្ចូលការរកឃើញជាមួយនឹងទិន្នន័យប្រតិបត្តិការ និងទិន្នន័យតេស្តគាំទ្រ។ ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តជាប្រព័ន្ធ ហ្វ្រាក់តូក្រាហ្វីអាចបំលែង "ការបាក់បែកសមាសធាតុ" ទៅជាព័ត៌មានដែលអាចអនុវត្តបាន ដើម្បីការពារការបរាជ័យស្រដៀងគ្នានាពេលអនាគត។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចកែសម្រួលអត្ថបទនេះទៅតាមបរិបទជាក់លាក់មួយ (ឧទាហរណ៍ ការខូចប៊ូឡុង អ័ក្សបង្វិល បំពង់ផ្សារ ឬដែកអ៊ីណុកក្នុងបរិស្ថានក្លរួ) ឬបន្ថែមឧទាហរណ៍ករណី និងបញ្ជីត្រួតពិនិត្យការត្រួតពិនិត្យនៅនឹងកន្លែង។
