Industria fusorria_3 2015

ANALISI XRD
Il termine XRD sta ad indicare
una particolare tecnica di analisi
cristallografica nella quale si
sfrutta la diffrazione dei raggi X
ad opera dei piani cristallini del
materiale da analizzare. Tale
tecnica si basa sulla nota legge
di Bragg: si invia sulla superficie
del campione da analizzare un
fascio di raggi X monocromatico,
inclinati da un certo angolo,
che gradualmente cresce; questi
raggi vengono diffratti dai
piani atomici delle strutture
cristalline delle singole fasi solo
in corrispondenza a determinati
valori angolari in cui si verifi-
tecnico
MICROSCOPIA OTTICA
Il risultato di un esame micrografico
consiste nella descrizione
qualitativa della struttura e
successivamente, mediante le
tecniche metallografiche, nel
quantificare nel modo più preciso
possibile i costituenti
strutturali e le fasi presenti. Lo
studio della struttura può essere
eseguito mediante l’osservazione
con microscopio ottico
affiancato ad un software di acquisizione
ed elaborazione delle
immagini: si tratta di riconoscere
quindi le varie fasi, la loro
forma, la quantità e la presenza
di particolari costituenti che
potrebbero alterare le proprietà
e caratteristiche del materiale
presenti sulla superficie
di un provino, opportunamente
e preventivamente trattato.
Per la preparazione delle superfici
dei campioni di ADI da
sottoporre ad osservazione
metallografica, ci si riferisce alla
normativa UNI 3137 che regola
le modalità da seguire per
materiali ferrosi in genere. Le
operazioni necessarie da eseguire
sono essenzialmente:
1. prelievo del saggio, da getti o
da provini;
2. spianatura, con lo scopo di
rendere piana la superficie
da osservare mediante macchina
lapidatrice;
3. inglobatura, con la quale si
ingloba eventualmente il
provino in un disco di resina
termoindurente;
4. smerigliatura, eseguita in varie
fasi mediante fogli di carta
abrasiva a grana di volta in
volta più fina per eliminare le
graffiature delle lavorazioni
precedenti ed asportare lo
strato di metallo incrudito;
5. lucidatura, per eliminare definitivamente
le graffiature e
rendere la superficie con
una finitura a specchio grazie
ad una sospensione di allumina
o di particelle di diamante.
L’osservazione della superficie
lucidata permette di distinguere
i costituenti di colore nettamente
diverso tra loro: si possono
così osservare i noduli di
Fig. 4 - Micrografia di una ADI osservabile al microscopio ottico dopo lucidatura.
grafite in contrapposizione alla
matrice che risulta bianca (Fig.
4) e quindi, mediante un
software di elaborazione delle
immagini, si può stimare la frazione
volumetrica della grafite,
la numerosità media dei noduli
per mm 2 ed il grado percentuale
di nodularità (percentuale di
grafite in forma sferoidale rispetto
alla grafite totale).
Per rendere evidente la ferrite
aciculare è necessario attaccare
la superficie del provino mediante
un reagente opportunamente
scelto: utilizzando il Nital
al 2% (2 cm 3 di acido nitrico
e 98 cm 3 di etanolo) è possibile
rendere visibili le lamelle di ferrite,
che assumono una colorazione
marrone, mentre la grafite
e l’austenite restano inalterate.
Sempre mediante software
di elaborazione delle immagini
è dunque possibile individuare
la soglia di colore opportuna
per selezionare tutta la
ferrite ed ottenere quindi una
stima della sua frazione volumetrica
(Fig. 5).
Fig. 5 - Immagine di una ADI dopo attacco chimico (a) e definizione della soglia di colore
per la quantificazione della ferrite aciculare mediante software (b).
Industria Fusoria 3/2015
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