Vous souhaitez réaliser une analyse métallographique sur vos échantillons ?
En laboratoire, la technique qui consiste à déterminer la structure d’un alliage métallique en l’observant avec un microscope optique (MO) après une préparation spécifique, est appelée la métallographie. C’est un examen par coupe métallographique. Dans le cadre des analyses d’alliages métalliques, la connaissance des propriétés du matériau métallique nécessite l’étude et l’analyse métallographique.
Qu'est-ce qu'une analyse métallographique ?
Une analyse métallographique aussi appelé examen métallographique est une technique de caractérisation des matériaux, basée sur la microstructure de ceux-ci. Elle est souvent utilisée dans l’industrie métallurgique pour évaluer la qualité, les propriétés et la structure des métaux et des alliages.
Les données collectées lors de l’analyse métallographique incluent des informations sur la composition chimique, la structure cristalline, la distribution des phases et des inclusions, ainsi que la qualité du matériau. L’interprétation de ces données peut apporter de précieuses informations sur les propriétés mécaniques, électriques et thermiques des matériaux métalliques, ainsi que sur leur résistance aux contraintes et à la corrosion ou d’autres défaillances métallurgiques.
Les principales étapes d’une expertise métallographique
En combinant les observations microscopiques, les données chimiques et les résultats des tests mécaniques, le laboratoire peut tirer des conclusions sur la qualité, la performance et la durabilité du matériau métallique.
Comment se déroule une analyse par coupe métallographique ?
Une analyse par coupe métallographique est une méthode utilisée pour étudier la structure d’un matériau métallique. Cette technique implique en effet la préparation d’une section mince du matériau et son examen au microscope optique ou électronique.
Pour effectuer cette analyse, l’échantillon doit être coupé, monté sur une lame de microscope, puis poli pour obtenir une surface lisse et polie. Ensuite, l’échantillon est étudié à différentes étapes de grossissement pour observer les différents aspects de la structure du matériau, tels que la taille et la forme des grains, la présence de fissures, de pores, ou d’inclusions. La coupe métallographique est une technique précise et utile pour déterminer les propriétés d’un matériau et comprendre sa structure interne.
Pourquoi réaliser une analyse métallographique ?
Les propriétés des matériaux métalliques dépendent de leur structure métallurgique. C’est-à-dire de l’arrangement interne de la matière. Cette organisation au sein des matériaux métalliques est influencée par leur composition chimique ainsi que par le procédé de mise en forme : moulage, forgeage, laminage … Elle peut également évoluer de façon significative par un traitement thermique (trempe, revenu, recuisson, …), thermo-mécanique (tréfilage, étirage, …) ou thermo-chimique (cémentation, nitruration, carbonitruration, …).
Pour obtenir ces informations structurales, on procède à une expertise métallurgique: outil de caractérisation de la santé matière. L’objectif étant de déterminer la nature des phases cristallographiques qui composent l’alliage métallique. Mais également leur forme, distribution et quantité. Cet examen métallographique mis en œuvre par microscopie optique peut être réalisé pour contrôler la santé matière d’un matériau métallique (afin de vérifier si sa structure correspond à celle attendue) mais aussi lors d’expertise de défaillance.
Comment le laboratoire FILAB vous accompagne dans vos besoins d'examens par coupe métallographique ?
Présentant une expérience significative dans la réalisation d’examen par coupe métallographique et dans la mise en œuvre de moyens de microscopie (optique et électronique à balayage), le laboratoire FILAB vous accompagne dans le cadre de vos besoins d’analyses et de caractérisation métallographique :
L’expertise métallographique du Laboratoire FILAB
Un laboratoire d’expertise métallographique est un environnement spécialisé où des échantillons de matériaux métalliques sont analysés en détail pour étudier leur structure, leur composition et leurs propriétés mécaniques. Le laboratoire FILAB dispose d’un parc analytique dédié.
L’expertise métallographique est utilisée dans de nombreuses industries, notamment l’industrie de l’aérospatiale, l‘automobile, de la métallurgie, l’électronique, etc. En résumé, cette expertise est une technique pour garantir la fiabilité des matériaux métalliques dans diverses applications industrielles.
Nos moyens techniques pour déterminer la structure de votre alliage métallique
L’ examen ou l’étude métallographique réalisé sur la surface ainsi préparée par microscopie optique permet de déterminer notamment la nature de la structure, la taille de grain, la nature et la teneur des inclusions mais également de mettre en évidence la présence d’un éventuel traitement thermique ou traitement de surface.
Si nécessaire, la surface préparée peut également être étudiée par Microscopie Electronique à Balayage couplée à une microsonde (MEB-EDX) afin notamment d’identifier la nature chimique de précipités et d’inclusions inconnus ou de caractériser de façon spécifique l’empilement d’un traitement de surface (dans le cadre de revêtement obtenu par galvanoplastie par exemple).
Caractérisation de structure
Analyses métallurgiques en laboratoire
Détermination de la taille de grains, de micro-structure
Analyse métallographique selon la norme NF EN ISO 945:2017 (classification du graphite dans les fontes par analyse visuelle comparative)
La métallographie dans les secteurs de la métallurgie, automobile et fonderie
Grâce à la métallographie, les industries peuvent optimiser la composition des matériaux pour améliorer leur résistance, leur durabilité et leur capacité à résister à des conditions environnementales extrêmes.
En mesurant et en quantifiant ces paramètres, les industries peuvent optimiser leurs matériaux dans une variété d’industries, de la production de pièces automobiles à la fabrication de composants électroniques. En somme, l’analyse métallographique est une étape essentielle du processus de contrôle qualité et de développement de nouveaux matériaux.
FAQ
Une analyse métallographique est une technique d'analyse des matériaux métalliques qui a pour but d'examiner leur microstructure à l'échelle microscopique. Elle implique la préparation d'échantillons métalliques, généralement par polissage et attaque chimique, suivie de l'observation au microscope. Cette technique permet de visualiser et d'étudier la distribution des phases, des inclusions, des défauts et des grains dans le matériau, ce qui est essentiel pour comprendre ses propriétés mécaniques et thermiques . Les informations obtenues grâce à une analyse métallographique sont utiles dans de nombreux domaines comme l'industrie de la métallurgie, la recherche en matériaux et le contrôle de la qualité.
On peut réaliser une analyse métallographique pour plusieurs raisons :
- Comprendre la microstructure : dans ce cas elle permet d'observer la microstructure des matériaux métalliques, y compris la taille et la distribution des grains, les phases présentes, les inclusions et les défauts. Cela offre une compréhension approfondie de la structure interne du matériau.
- Évaluer les propriétés mécaniques. La microstructure influence directement les propriétés mécaniques du matériau, telles que la résistance, la dureté, la ductilité et la ténacité. Si on en comprend la microstructure on peut prédire comment le matériau se comportera sous différentes contraintes.
- Contrôle de la qualité. Dans ce cas elle est utilisée pour vérifier la conformité des matériaux aux spécifications requises. Elle permet de détecter des anomalies telles que les fissures, les porosités ou les inclusions indésirables qui pourraient affaiblir le matériau.
- Développement de nouveaux matériaux : Grâce à l'étude de la microstructure des matériaux existants on peut concevoir de nouveaux alliages ou traitements thermiques pour améliorer les performances des matériaux.
- Résolution de problèmes : En cas de défaillance ou de problème de performance dans un composant ou une pièce métallique, une analyse métallographique peut aider à en identifier la cause. Cela peut être lié à des défauts de fabrication ou des conditions de service inadéquates.
- Recherche en matériaux : Elle est couramment utilisée dans la recherche pour étudier les propriétés des matériaux métalliques et pour développer de nouvelles théories et applications.
En résumé, une analyse metallographique est essentielle pour comprendre, caractériser et optimiser les matériaux métalliques, assurer leur qualité et résoudre les problèmes liés à leur utilisation.
Plusieurs appareils et équipements peuvent être utilisés pour réaliser une analyse métallographique :
1. Microscope optique : Cet outil permet d'observer la microstructure des échantillons. Il permet d'agrandir et d'illuminer les échantillons pour une visualisation détaillée.
2. Microscope électronique à balayage (MEB) : Le MEB permet une observation à une plus grande résolution que le microscope optique. Il est particulièrement utile pour étudier des détails submicroscopiques et pour l'analyse de surface.
3. Microscope électronique en transmission (MET) : Le MET est utilisé pour l'observation de coupes minces d'échantillons. Il fournit des informations sur la structure interne des matériaux à une échelle atomique.
4. Polisseuse et politrices : Ces machines sont utilisées pour préparer les échantillons en les polissant afin d'obtenir une surface lisse et plane, prête pour l'observation microscopique.
5. Étuve : Une étuve est utilisée pour le traitement thermique des échantillons, notamment pour simuler des conditions de service spécifiques.
6. Attaques chimiques : Des réactifs chimiques spéciaux sont utilisés pour attaquer sélectivement la surface des échantillons, révélant ainsi leur microstructure.
Ces équipements sont essentiels pour réaliser une analyse métallographique approfondie et précise des matériaux métalliques. Le choix des instruments dépend de la nature de l'échantillon et des informations recherchées.
