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金相分析

【方案簡介】金相分析概述:1.1檢測目的金相分析是研究金屬及其合金微觀組織類型及組織缺陷的基本手段,在金屬材料力學、物理性能研究中具有極為重要的地位。顯微分析可以研究金屬及合金的

金相分析概述:

1.1 檢測目的

金相分析是研究金屬及其合金微觀組織類型及組織缺陷的基本手段,在金屬材料力學、物理性能研究中具有極為重要的地位。顯微分析可以研究金屬及合金的組織與其化學成分的關系;可以确定各類合金材料經過不同的加工及熱處理後的顯微組織;可以判别金屬材料的質量優劣,如組織是否正常、比例是否正常;各種非金屬夾雜物(氧化物,硫化物,矽酸鹽等)在組織中的數量、形狀及分布情況;金屬晶粒度的大小是否正常;滲碳滲氮層厚度是否正常等。

1.2 檢測原理

将需要檢查的金屬材料從基體上以損傷最小化方式截取下來,用環氧樹脂、電木粉等熱固性樹脂包封,露出感興趣的金屬表面。然後使用不同粗細等級的專用砂紙将樣品截面磨平,去除截取時留下的機械變形層和熱影響層,然後使用不同粒徑的懸浮抛光液和不同纖維長度、硬度的抛光織物将磨平後的截面制成鏡面,随後用不同配方的腐蝕液對鏡面進行微腐蝕,使不同的微觀組織産生微觀上凹凸不平的效果。最後利用金相顯微鏡放大100-1000倍來觀察微觀組織,并使用專業金相軟件進行定量研究。

1.3 應用領域

1)軌道交通、壓力容器、機械零件、軌道、金屬管線、機電産品殼體、工具模具、量具刃具、線纜、連接器等;

2)來料檢驗、生産過程中及成品質量控制,保證全流程材料質量;

3)判斷機械零件失效模式,确定失效根因,預防産品再次發生失效,提高産品性能和可靠性;

4)總結金屬微觀組織與性能之間的關系,為開發新材料、新工藝提供研發依據;

1.4 測試要求

應依據标準要求取樣,一般為軋制方向、塊狀試樣,客戶需要提供材料牌号及熱處理工藝條件。

1.5 測試設備

3D數碼顯微鏡:最大9000X,具備明場、暗場、MIX、微分幹涉和偏光模式;具備X,Y,Z 三軸自動拼接功能;配備專業金相分析軟件;

雙盤研磨機:轉速 50~500 轉/分鐘;

精密切割機:鋸片尺寸: 最大為178毫米 最大切割尺寸:38mm圓棒 主軸轉速 0~975 轉/分鐘,連續可調;

真空鑲埋機:真空度可達到-30kpa。

金相分析

■ 金相組織觀察

1、檢測目的:

常用金屬材料鑄造後一般是多晶體材料,由大量微小的單晶體靠晶間結合力組合而成。在鑄造、鍛造、軋制、滾壓、擠壓、彎折、墩粗等冷熱變形後,這些小的單晶體會發生各種塑性變形,晶粒之間會發生晶粒内部的元素也會因為熱動力學及化學勢的不同發生偏聚。此外,在淬火、正火、退火、回火等熱處理後,金屬的微觀組織形态也會發生各種變化,産生諸如馬氏體、貝氏體、珠光體、鐵素體、魏氏體、萊氏體、奧氏體等各種組織,晶粒大小也會産生粗化或細化,這些元素的不均勻分布、晶粒大小的變化、組織的多樣化會造就金屬材料具備各種各樣的力學、物理、電學、磁學性能,進而影響具體産品的各項功能。因此,金相組織觀察就是要通過專業手段揭示材料本身的組織特點,為判斷、分析、利用材料的各種理化特性奠定基礎。

2、适用範圍:

2.1 鋼鐵、鑄鐵、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金材料;

2.2 管材、型材、闆材、線材等;

2.3 軌道交通、壓力容器、機械零件、軌道、金屬管線、機電産品殼體、工具模具、量具刃具、線纜、連接器等;

3、檢測标準:

鋼鐵金相分析:GB/T 13298-1991 金屬顯微組織檢驗方法

GB/T 13299-91 鋼的顯微組織評定方法

GB/T 226-1991 鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法

GB/T 1299-2000 工模具鋼

GB/T 14979-1994 鋼的共晶碳化物不均勻度評定法

GB/T 9441-2009 球墨鑄鐵金相檢驗

GB/T 7216-2009 灰鑄鐵金相檢驗

GB/T 13320-2007 鋼制模鍛件金相組織

GB/T 11354-2005 鋼鐵零件 滲氮層深度測定和金相組織檢驗

GB/T 13305-2008 不鏽鋼中a相面積含量金相測定法

JB/T 9211-1999 中碳鋼與中碳合金結構鋼馬氏體等級

JB/T 6141-1992 重載齒輪 滲碳金相檢驗

JB/T 1255-2001 高碳鉻軸承鋼滾動軸承零件熱處理技術條件

JB/T 9204-2008 鋼件感應淬火金相檢驗

JB/T 7710-2007 薄層碳氮共滲或薄層滲碳鋼件 顯微組織檢測

JB/T 7713-2007 高碳高合金鋼制冷作模具顯微組織檢驗

QC/T 262-1999 汽車滲碳齒輪金相檢驗

QC/T 29018-1991 汽車碳氮共滲齒輪金相檢驗

鋁合金金相分析:JB/T 7946.1-1999 鑄造鋁合金金相 鑄造鋁矽合金變質

JB/T 7946.2-1999 鑄造鋁合金金相 鑄造鋁矽合金過燒

JB/T 7946.3-1999 鑄造鋁合金金相 鑄造鋁合金針孔

JB/T 7946.4-1999 鑄造鋁合金金相 鑄造鋁銅合金晶粒度

GB/T 3246.1-2000 變形鋁及鋁合金制品組織檢驗方法

銅合金金相分析:QJ 2337-92 铍青銅的金相檢驗方法

鎂合金金相分析:GB/T 4296-2004 變形鎂合金顯微組織檢驗方法

4、典型案例:

金相組織觀察

■ 晶粒度評定

按照晶粒度評價标準制作金相試樣,按照固定的檢查倍率選取不同的觀察視場,測量并記錄晶粒的平均大小。

1、檢測目的:

晶粒大小會影響金屬材料的強度、韌性、疲勞壽命等。晶粒細化後晶界面積增加,位錯塞積更不易,從而提高材料強度。同時晶粒細化後會使得塑性變形分散到各個小晶粒中,降低了應力集中程度,允許的變形量更大。但晶粒大時會造成電子穿越晶界困難,使得電阻增加。因此評價晶粒大小對評價材料力學、電學、物理性能具有重要意義。

2、适用範圍:

2.1 鋼、鑄鐵、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、钛及钛合金;

2.2 管材、型材、闆材、線材等;

3、檢測标準:

GB/T 4335-1984 低碳鋼冷軋薄闆鐵素體晶粒度測定法

GB/T 6394-2002 金屬平均晶粒度測定法

ASTM E112-2010 平均晶粒度測定的标準方法

YS/T 347-2004 銅及銅合金 平均晶粒度測定方法

GB/T 10852-89 鑄造鋁銅合金晶粒度

4、典型案例:

晶粒度評定案例

■ 非金屬夾雜物評定

按照夾雜物評價标準制作金相試樣,在光學顯微鏡下檢查、測量金屬材料中硫化物、氧化鋁、矽酸鹽、氧化物、氮化物、大顆粒氧化物等夾雜物類型、形狀及分布情況。

1、檢測目的:

金屬材料的非金屬夾雜物通常來自冶煉過程,如脫硫脫氧、澆鑄等環節,可能引入矽酸鹽、氧化鋁、硫化物、氮化物等非金屬夾雜物,其中有的是生産中不可避免産生的,有的則是故意引入的。非金屬夾雜物具有不同的形狀、數量和分布情況,如尖銳的非金屬夾雜物、粗大的夾雜物、脆性夾雜物、晶間夾雜物等會嚴重破壞基材的連續性和均勻性,導緻基材強度、硬度、韌性下降,成為疲勞裂紋或過載時的裂紋起源。夾雜物對于軸承、齒輪、壓力容器、金屬線材、管道鋼、模具鋼的使用壽命起到關鍵作用。

2、适用範圍:

不鏽鋼、高速鋼、合金鋼、模具鋼等制作的線材、管道、壓力容器、船用鋼、橋梁用鋼等。

3、檢測标準:

夾雜物評定:

GB/T 10561-2005 鋼中非金屬夾雜物含量的測定 标準評級圖顯微檢驗法

ASTM E45-2010 測定鋼材夾雜物含量的試驗方法

4、 典型案例:

非金屬夾雜物評定


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