ANALISI METALLURGICHE

Analisi chimiche leghe metalliche

L’analisi chimica è indispensabile per una classificazione univoca del materiale in esame. Dalla composizione chimica di una lega metallica dipendono tutte le sue proprietà fisiche e meccaniche. Per determinare la composizione di un metallo sono disponibili numerose tecniche analitiche. Il laboratorio metallurgico di Modena Centro Prove utilizza le seguenti tecniche analitiche tramite strumenti fissi e portatili:

Spettrometria in emissione ottica (OES)
Spettrometria in fluorescenza a raggi x (XRF)
Plasma da accoppiamento induttivo (ICP)
Determinatore gas volumetrico di C/S

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Le leghe analizzate dal nostro laboratorio

Acciai	Ghise	Leghe leggere	Leghe di rame	Superleghe	Leghe speciali
Acciai per impieghi strutturali	Ghisa sferoidale	Alluminio puro	Bronzi	Leghe di nichel	Leghe piombo/antimonio
Acciai da cementazione e da bonifica	Ghisa grigia	Leghe di alluminio da fonderia	Bronzi all’alluminio		Leghe di zinco
Acciai inossidabili ferritici, martensitici, austenitici e duplex	Ghisa resistente all’usura	Leghe da alluminio da trasformazione plastica	Ottoni
Acciai da utensili per lavorazioni a caldo e a freddo		Leghe di magnesio	Cuproleghe in genere
Acciai automatici
Acciai per cuscinetti

Campionamento

La preparazione del campione da analizzare viene eseguita nell’officina interna del laboratorio utilizzando apparecchiature differenti a seconda che il campione sia destinato all’analisi chimica per dissoluzione o all’analisi chimica strumentale sul solido. Per il taglio dei pezzi di grosse dimensioni vengono utilizzate segatrici a nastro o con disco diamantato per tagliare ogni tipo di materiale, per quanto duro ed abrasivo.

Poiché i campioni prelevati per l’analisi chimica devono rappresentare quanto più possibile i lotti da cui provengono, il campionamento viene eseguito sempre secondo i metodi previsti dalle norme di riferimento del materiale. I campioni destinati all’analisi chimica per dissoluzione (via umida), vengono ricavati per truciolatura (materiali duttili) o mediante taglio per materiali polifasici per ottenere sottili frammenti metallici e per evitare la perdita della fase fragile durante il campionamento (es. la grafite nella ghisa sferoidale o lamellare). I campioni prelevati vengono poi identificati in modo univoco secondo la procedura approvata dal responsabile della qualità del laboratorio.

Spettrometria d’emissione ottica (OES)

Lo strumento che utilizziamo è un recente quantometro dotato di tre basi di misura per l’analisi completa di acciai non legati e speciali, ghise da fonderia e resistenti all’usura, leghe di rame e leghe di alluminio da fonderia e da trasformazione plastica. Per i campioni troppo piccoli (es. viti, rondelle, ecc.), viene utilizzata una fonditrice elettronica per metalli o leghe, in grado di fondere il metallo in un apposito crogiolo e, una volta liquido, iniettarlo in uno stampo apposito (conchiglia di rame) per ottenere, dopo raffreddamento, una pastiglia: l’intero processo viene eseguito in atmosfera controllata (argon). La superficie delle provette deve essere rettificata o levigata su carta abrasiva prima di procedere a scarica elettrica in atmosfera di gas inerte (argon).

Spettrofotometria di fluorescenza ai raggi X (XRF)

Si tratta di una tecnica di analisi non distruttiva basata sull’impiego di radiazioni altamente energetiche (raggi X) che presenta il vantaggio, rispetto alla spettrometria OES, di non essere soggetta a limiti di matrice e può analizzare tutti gli elementi della tavola periodica tranne quelli con numero atomico molto basso.

La sezione metallurgia utilizza questa tecnica congiuntamente alla spettrometria OES, sfruttandone la capacità di misurare con estrema precisione anche alte concentrazioni degli elementi di lega grazie alla sorprendente linearità di emissione. Inoltre questa tecnica risulta l’unica applicabile quando il cliente non vuole danneggiare in alcun modo il particolare da analizzare (es. pezzi finiti pronti per la commercializzazione). Lo strumento utilizzato in Modena Centro Prove è corredato di un programma semiquantitativo che consente una rapida analisi del particolare per individuare il tipo di lega o, eventualmente, la natura del rivestimento applicato.

Determinatore gas volumentrico di C/S

Quando il tenore di carbonio della lega deve essere valutato con particolare precisione, la determinazione del carbonio (e dello zolfo) viene effettuata anche mediante analisi spettrofotometrica all’infrarosso, dopo combustione del campione in corrente di ossigeno con uno strumento dedicato.

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