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金相分析

【方案简介】金相分析概述:1.1检测目的金相分析是研究金属及其合金微观组织类型及组织缺陷的基本手段,在金属材料力学、物理性能研究中具有极为重要的地位。显微分析可以研究金属及合金的

金相分析概述:

1.1 检测目的

金相分析是研究金属及其合金微观组织类型及组织缺陷的基本手段,在金属材料力学、物理性能研究中具有极为重要的地位。显微分析可以研究金属及合金的组织与其化学成分的关系;可以确定各类合金材料经过不同的加工及热处理后的显微组织;可以判别金属材料的质量优劣,如组织是否正常、比例是否正常;各种非金属夹杂物(氧化物,硫化物,硅酸盐等)在组织中的数量、形状及分布情况;金属晶粒度的大小是否正常;渗碳渗氮层厚度是否正常等。

1.2 检测原理

将需要检查的金属材料从基体上以损伤最小化方式截取下来,用环氧树脂、电木粉等热固性树脂包封,露出感兴趣的金属表面。然后使用不同粗细等级的专用砂纸将样品截面磨平,去除截取时留下的机械变形层和热影响层,然后使用不同粒径的悬浮抛光液和不同纤维长度、硬度的抛光织物将磨平后的截面制成镜面,随后用不同配方的腐蚀液对镜面进行微腐蚀,使不同的微观组织产生微观上凹凸不平的效果。最后利用金相显微镜放大100-1000倍来观察微观组织,并使用专业金相软件进行定量研究。

1.3 应用领域

1)轨道交通、压力容器、机械零件、轨道、金属管线、机电产品壳体、工具模具、量具刃具、线缆、连接器等;

2)来料检验、生产过程中及成品质量控制,保证全流程材料质量;

3)判断机械零件失效模式,确定失效根因,预防产品再次发生失效,提高产品性能和可靠性;

4)总结金属微观组织与性能之间的关系,为开发新材料、新工艺提供研发依据;

1.4 测试要求

应依据标准要求取样,一般为轧制方向、块状试样,客户需要提供材料牌号及热处理工艺条件。

1.5 测试设备

3D数码显微镜:最大9000X,具备明场、暗场、MIX、微分干涉和偏光模式;具备X,Y,Z 三轴自动拼接功能;配备专业金相分析软件;

双盘研磨机:转速 50~500 转/分钟;

精密切割机:锯片尺寸: 最大为178毫米 最大切割尺寸:38mm圆棒 主轴转速 0~975 转/分钟,连续可调;

真空镶埋机:真空度可达到-30kpa。

金相分析

■ 金相组织观察

1、检测目的:

常用金属材料铸造后一般是多晶体材料,由大量微小的单晶体靠晶间结合力组合而成。在铸造、锻造、轧制、滚压、挤压、弯折、墩粗等冷热变形后,这些小的单晶体会发生各种塑性变形,晶粒之间会发生晶粒内部的元素也会因为热动力学及化学势的不同发生偏聚。此外,在淬火、正火、退火、回火等热处理后,金属的微观组织形态也会发生各种变化,产生诸如马氏体、贝氏体、珠光体、铁素体、魏氏体、莱氏体、奥氏体等各种组织,晶粒大小也会产生粗化或细化,这些元素的不均匀分布、晶粒大小的变化、组织的多样化会造就金属材料具备各种各样的力学、物理、电学、磁学性能,进而影响具体产品的各项功能。因此,金相组织观察就是要通过专业手段揭示材料本身的组织特点,为判断、分析、利用材料的各种理化特性奠定基础。

2、适用范围:

2.1 钢铁、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金、镁及镁合金材料;

2.2 管材、型材、板材、线材等;

2.3 轨道交通、压力容器、机械零件、轨道、金属管线、机电产品壳体、工具模具、量具刃具、线缆、连接器等;

3、检测标准:

钢铁金相分析:GB/T 13298-1991 金属显微组织检验方法

GB/T 13299-91 钢的显微组织评定方法

GB/T 226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法

GB/T 1299-2000 工模具钢

GB/T 14979-1994 钢的共晶碳化物不均匀度评定法

GB/T 9441-2009 球墨铸铁金相检验

GB/T 7216-2009 灰铸铁金相检验

GB/T 13320-2007 钢制模锻件金相组织

GB/T 11354-2005 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验

GB/T 13305-2008 不锈钢中a相面积含量金相测定法

JB/T 9211-1999 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级

JB/T 6141-1992 重载齿轮 渗碳金相检验

JB/T 1255-2001 高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件

JB/T 9204-2008 钢件感应淬火金相检验

JB/T 7710-2007 薄层碳氮共渗或薄层渗碳钢件 显微组织检测

JB/T 7713-2007 高碳高合金钢制冷作模具显微组织检验

QC/T 262-1999 汽车渗碳齿轮金相检验

QC/T 29018-1991 汽车碳氮共渗齿轮金相检验

铝合金金相分析:JB/T 7946.1-1999 铸造铝合金金相 铸造铝硅合金变质

JB/T 7946.2-1999 铸造铝合金金相 铸造铝硅合金过烧

JB/T 7946.3-1999 铸造铝合金金相 铸造铝合金针孔

JB/T 7946.4-1999 铸造铝合金金相 铸造铝铜合金晶粒度

GB/T 3246.1-2000 变形铝及铝合金制品组织检验方法

铜合金金相分析:QJ 2337-92 铍青铜的金相检验方法

镁合金金相分析:GB/T 4296-2004 变形镁合金显微组织检验方法

4、典型案例:

金相组织观察

■ 晶粒度评定

按照晶粒度评价标准制作金相试样,按照固定的检查倍率选取不同的观察视场,测量并记录晶粒的平均大小。

1、检测目的:

晶粒大小会影响金属材料的强度、韧性、疲劳寿命等。晶粒细化后晶界面积增加,位错塞积更不易,从而提高材料强度。同时晶粒细化后会使得塑性变形分散到各个小晶粒中,降低了应力集中程度,允许的变形量更大。但晶粒大时会造成电子穿越晶界困难,使得电阻增加。因此评价晶粒大小对评价材料力学、电学、物理性能具有重要意义。

2、适用范围:

2.1 钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金、镁及镁合金、钛及钛合金;

2.2 管材、型材、板材、线材等;

3、检测标准:

GB/T 4335-1984 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法

GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定法

ASTM E112-2010 平均晶粒度测定的标准方法

YS/T 347-2004 铜及铜合金 平均晶粒度测定方法

GB/T 10852-89 铸造铝铜合金晶粒度

4、典型案例:

晶粒度评定案例

■ 非金属夹杂物评定

按照夹杂物评价标准制作金相试样,在光学显微镜下检查、测量金属材料中硫化物、氧化铝、硅酸盐、氧化物、氮化物、大颗粒氧化物等夹杂物类型、形状及分布情况。

1、检测目的:

金属材料的非金属夹杂物通常来自冶炼过程,如脱硫脱氧、浇铸等环节,可能引入硅酸盐、氧化铝、硫化物、氮化物等非金属夹杂物,其中有的是生产中不可避免产生的,有的则是故意引入的。非金属夹杂物具有不同的形状、数量和分布情况,如尖锐的非金属夹杂物、粗大的夹杂物、脆性夹杂物、晶间夹杂物等会严重破坏基材的连续性和均匀性,导致基材强度、硬度、韧性下降,成为疲劳裂纹或过载时的裂纹起源。夹杂物对于轴承、齿轮、压力容器、金属线材、管道钢、模具钢的使用寿命起到关键作用。

2、适用范围:

不锈钢、高速钢、合金钢、模具钢等制作的线材、管道、压力容器、船用钢、桥梁用钢等。

3、检测标准:

夹杂物评定:

GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法

ASTM E45-2010 测定钢材夹杂物含量的试验方法

4、 典型案例:

非金属夹杂物评定


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