Métallographie

Le cristal idéal

La métallographie permet de rendre visible la structure des matériaux métalliques afin de pouvoir l’évaluer. On distingue généralement les procédés macroscopiques, microscopiques optiques et microscopiques électroniques, qui sont utilisés après une préparation appropriée des échantillons (meulage, nettoyage, gravure, éventuellement enrobage et polissage).

Trois procédés pour rendre visible la structure des matériaux métalliques

Macroscopique

L’observation macroscopique avec des grossissements de 1:10 à 1:60 permet de détecter les défauts importants tels que les retassures, les fissures, les ségrégations et les pores. Pour nous, fondeurs, ces défauts sont toutefois déjà visibles lors d’un simple contrôle visuel de la surface et d’une coupe correspondante, ou sont également détectés dans le cadre des essais non destructifs des matériaux.

Microscopie optique

La métallographie utilise des examens microscopiques (échelle d’agrandissement max. 1:1000) pour obtenir des informations sur la structure (disposition des cristaux les uns par rapport aux autres), leur extension et leur répartition, ainsi que leur orientation et leur structure. Chez Brechmann-Guss, outre une évaluation générale à partir d’images comparatives, le type de formation du graphite (lamellaire ou sphérique) est notamment évalué comme caractéristique de la fonte à graphite lamellaire (fonte grise) ou fonte à graphite sphéroïdal (fonte nodulaire) ainsi que, dans le cas de la fonte nodulaire, la répartition uniforme des sphérulites, leur taille et, le cas échéant, le type et la forme de certains dépôts, afin d’approuver le lot de production examiné ou, ce qui est moins souhaitable, de bloquer toutes les pièces d’un lot et éventuellement de procéder à un contrôle individuel des composants. Outre une métallographie sans défaut, il est particulièrement important de prélever des échantillons au préalable sur la ligne de coulée. L’échantillon destiné à l’examen doit toujours être prélevé dans le dernier moule d’un lot de coulée. En raison de « l’effet baignoire » de la formation des sphérulites, ce dernier moule contient le « pire fer » – toutes les pièces coulées précédemment présentent de meilleures valeurs matérielles / structures. Si le dernier moule est correct, tous les composants coulés avant celui-ci sont très probablement également corrects sur le plan métallurgique.

Au microscope électronique

La microscopie électronique (échelle 1:100 000) permet de visualiser les détails les plus fins d’une structure, tels que les précipitations, les dislocations et les défauts d’empilement. À ce jour, la microscopie électronique à transmission fournit les images les plus fines pour des échantillons d’une épaisseur de 10 à 100 nanomètres, qui documentent à l’échelle 1:100 000 tout écart par rapport au monocristal idéal. À l’inverse, cette chaîne de précision signifie également que des défauts de réseau ou autres peuvent toujours être détectés dans la fonte produite industriellement, c’est-à-dire des défauts. Quiconque orne un dessin technique de la mention « fonte brute sans défaut » ou « pièce moulée sans retassures » sans préciser la méthode de contrôle et la taille maximale des écarts d’ s admissibles par rapport à l’état idéal (ce que l’on observe malheureusement souvent chez les débutants) révèle certaines lacunes techniques. Il suffit de chercher suffisamment précisément pour toujours trouver quelque chose… Les constructeurs automobiles scandinaves, en particulier, ont élaboré des normes d’usine très détaillées pour ces contextes, qui offrent la possibilité d’attribuer des critères spécifiques à certaines zones des composants en fonction de la charge et même de définir des déformations admissibles de la couche superficielle de différentes épaisseurs en fonction de la position de coulée du composant.