- مقدمه

منيزيم  به پنج سيستم آلياژي متداول در صنعت تقسيم مي شود. كه اين طبقه بندي بر اساس عنصر آلياژي اصلي بنا نهاده شده است. اين عناصر شامل آلومينيوم، منگنز، روي، زيركونيم و عناصر نادر خاكي مي باشند. اخيرا عنصر توريم نيز در آلياژ هايي كه نياز به استحكام خزشي در دماهاي بالا دارند مورد استفاده قرار گرفته است. هرچند طبيعت راديواكتيو اين عنصر باعث عدم استفاده از اين عنصر در اكثر كاربرد ها شده است.

نوع ديگر طبقه بندي آلياژهاي منيزيم بر اساس روش توليد مي باشد. كه بر اساس روش توليد آنها به سه دسته 1) آلياژهاي ريخته گري شده در قالب ماسه اي، يا قالب تحت فشار كم، 2) ريخته گري تحت فشار بالا 3) و آلياژهاي كارشده تقسيم بندي مي شوند..

تركيب اسمي و پروسه شكل گيري اين آلياژها در جدول زير خلاصه شده است.

 - آماده سازی جهت بررسی های میکروسکپی

 

از حيث آماده سازي نمونه جهت بررسي هاي ميكروساختاري ، منيزيم و آلياژهاي آن از جمله سخت ترين نمونه هاي فلزي مي باشند. به دلایل زیر آلیاژهای منيزيم دشواری بیشتری در حین آماده سازی ايجاد مي نمايند.

 

(1) دفورمگی ایجاد شده درحین برشکاری و سنباده زنی در این آلیاژها بیشتر است.

(2) واكنش پذيري زياد منيزيم كه باعث محدوديت در استفاده از آب در حين پوليش نهايي و همچنين محدوديت در استفاده از اچانت  مي گردد.

(3) خراش هاي سمج  و دفورمگي سطح كه معمولا به شكل دوقلويي مكانيكي به وجود مي آيد.

نكته:

1)      در انتخاب نمونه بايد سعي شود كه ساختار نمونه مورد بررسي نماينده تمامي قطعه باشد.

2)       در شمش هاي بزرگ لبه و مركز نمونه مورد بررسي قرار گيريد.

3)       از قطعات اكستروژن شده، فورج شده و ورق ها نمونه هاي طولي و عرضي تهيه شود.

4)   در قطعات توليد شده به روش تحت فشار، تفاوت ساختاري در قسمت پوسته نزديك به سطح و عمق نمونه وجود دارد و همچنين باندهاي زير سطحي كه معمولا مقوله متداولي در قطعات ريخته گري تحت فشار  مي باشند ايجاب مي كنند كه نمونه از سطح به عمق مورد بررسي قرار گيرد.

 

مقطع زنی (sectioning) : درحین برشکاری نباید تغییرات ریزساختاری و یا آرایش اتمی در سطح نمونه ایجاد شود. به این منظور از روشهای استانداردی مانند برش با اره،کاتر، قیچی اره نواری و ... می توان استفاده کرد . همواره استفاده از روشهاي برشكاري كه كمترين آسيب سطحي را وارد مي نمايند جهت برشكاري استفاده شوند. استفاده از محلول خنك كاري در طول پروسه برشكاري به جهت به حداقل رساندن اثرات حرارتي ايجاد شده، توصيه مي گردد. در اين مرحله بايد دقت شود كه كارسرد بر روي فلز صورت نگيرد زيرا باعث ايجاد تغييرات ساختاري در فلز شده و نهايتا تشريح ريزساختار با مشكل مواجه خواهد شد.

مانت کردن (mounting) : مانت کردن در پلاستیک به شکل یک قطعه گرد پروسه مورد قبول می باشد، مگر اینکه اندازه نمونه برای در دست گرفتن به قدر کافی بزرگ  باشد. مشکلات عمده در رابطه با انتخاب روش مانت متاثر از (1) نیاز به نگهداری لبه نمونه ها  (2) نیاز به اتصال هادی جریان الکتریسیته (3) نیاز به مانت نمونه های ورقی نازک می باشد.

مواد مانت نباید آنقدر سخت باشد که از پولیشینگ جلوگیری کند و نه آنقدر نرم که باعث گرد شدن لبه نمونه ها گردد. در اينجا مانت سرد توصيه مي شود. اما از مانت دگرم نيز مي توان استفاده كرد.

سنباده زنی (grinding) :  با استفاده از کاغذ های سنباده از جنس SiC به ترتیب از شماره های 180 و 220 و320 و 400 و 600 و 800 و1000و2000 و5000 سطح نمونه مسطح می گردد. کاغذ سنباده های 800 و 1000  به عنوان مرحله fine grinding  و به ترتیب معادل خمیر الماس 5 و 10 میکرون می باشند، با این تفاوت که دفورمگی ایجاد شده در سطح در صورت استفاده از این گرید کاغذ سنباده ها کاهش و صافی سطح نهایی  بهتری نسبت به استفاده از خمیر الماس به وجود می آورند که در نتیجه آن عملیات مرحله پولیشینگ تسهیل می گردد. پاشش آب در تمامی مراحل به عنوان سردکننده الزامی می باشد. و نیز نمونه بعد از هر مرحله به جهت جلوگیری از انتقال ذرات ربز مواد ساینده به خوبی با آب شسته می شود. سرعت ديسك دوار 250 تا 300 دور بر دقيقه مناسب مي باشد. نيروي اعمالي به نمونه مانت شده 20 تا 25 نيوتن مي باشد. زمان سنباده زني در هر مرحله 2 تا 3 دقيقه مي باشد.

پولیش مکانیکی (mechanical polishing ) :  

نمدی از جنس پارچه بدون پرز و استفاده از خمیر الماس 1 میکرون ( بسته به مراحل استفاده شده در سنباده زنی نهایی ) می تواند صورت پذیرد. در هر مورد زمان و فشار زیاد باعث گرد شدن لبه های نمونه و برجسته شدن اجزا سازنده میکروساختار خواهد شد. الماس به دو صورت اسپری و یا خمیر می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در طول پروسه پولیش کاری با خمیر الماس استفاده از یک روان کننده پایه نفت یا روغن و یا محلول پروپیلن گلیکول بر روی نمد پولیش توصیه می شود. در این مورد پروپیلن گلیکول عمومیت بیشتری دارد. سرعت چرخش دیسک 150  دور در دقیقه می باشد. زمان مناسب جهت عملیات پولیش کاری 1 تا 2 دقیقه می باشد. نمونه پس از عملیات پولیش زبر کاملا با آب یا تمیز کننده التراسونیک از مواد ساینده ریز تمیز می گردد.

پولیش نهایی ( final polishing) : پولیش نهایی منيزيم و آلیاژهای آن معمولا با استفاده از یک پودر اکسید آلومينا به همراه آب مقطر یا آب دی یونیزه شده بر روی یک نمد با پرز کوتاه یا متوسط انجام می پذیرد. سوسپانسیون اکسید SiO2 در آب مقطر نیز به صورت تجارتی در دسترس و قابل مهیا می باشد. اندازه ذرات سیلیس 0.04 میکرون و کمی خاصیت اسیدی دارد. یکی از مزیت های استفاده از SiO2 این است که به صورت سوسپانسیون باقی مانده و ته نشین نخواهد شد.

باید توجه داشت که بعد از هر مرحله پولیش کاری به جهت جلوگیری از تشکیل ترکیبات سخت، نمد پولیش بایستی به سرعت شسته شود. این مرحله میزان پاشش آب به تدریج افزایش و فشار اعمالی کاهش می یابد. ذرات باقی مانده بر روی سطح با کشیدن یک دستمال به آرامی بر روی سطح  و در نهایت شستشو با آب گرم و خشک کردن از بین خواهد رفت.

 

- بررسی های میکروساختاری (Microexamination) : پس از اچ كردن، نمونه ها در زير ميكروسكپ نوري با بزرگنمايي هاي مختلف مورد بررسي قرار مي گيرد. مدل ميكروسكپ leitz ساخت كشور آلمان مي باشد.