金屬材料的微觀組織決定了材料的性能，金相分析是研究金屬材料微觀組織和成分的重要手段之一。通過金相照片可以直觀的表征材料的組織組成物、材料的相、晶粒、夾雜物等，同時金相分析也是評價材料工藝的優(yōu)劣和查找失效及缺陷原因的有效手段。

 

今天我們就著重來講講金相分析在材料性能檢測分析中的應(yīng)用，首先我們來了解一下什么是金相分析技術(shù)！

 

金相分析是金屬材料試驗(yàn)研究的重要手段之一，采用定量金相學(xué)原理，由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測量和計(jì)算來確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關(guān)系。

 

計(jì)算機(jī)定量金相分析正逐漸成為人們分析研究各種材料，建立材料的顯微組織與各種性能間定量關(guān)系，研究材料組織轉(zhuǎn)變動力學(xué)等的有力工具。采用計(jì)算機(jī)圖像分析系統(tǒng)可以很方便地測出特征物的面積百分?jǐn)?shù)、平均尺寸、平均間距、長寬比等各種參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)來確定特征物的三維空間形態(tài)、數(shù)量、大小及分布，并與材料的機(jī)械性能建立內(nèi)在聯(lián)系，為更科學(xué)地評價材料、合理地使用材料提供可靠的數(shù)據(jù)。

 

 

1.金相顯微鏡結(jié)構(gòu)原理圖

金相顯微鏡最常見的有臺式、立式和臥式三大類。金相顯微鏡通常由光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三大部分組成。下方是立式金相顯微鏡結(jié)構(gòu)圖：

 

 

 

（本圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)）

 

顯微鏡的成像放大部分主要由物鏡和目鏡組成。通過物鏡和目鏡的兩次放大，就能將物體放大到較高的倍數(shù)。物體AB置于物鏡前，離其焦點(diǎn)略遠(yuǎn)處，物體的反射光線穿過物鏡折射后，得到了一個放大的實(shí)象A1B1，若此象處于目鏡的焦距之內(nèi)，通過目鏡觀察到的圖象是目鏡放大了的虛象A2B2。

 

 

簡單來說就是：取樣→清洗→鑲嵌→研磨→拋光→微蝕→觀察

 

 1.GB/T6394-2002金屬平均晶粒度測定法;

 2.ASTM E112-2013測定平均粒徑的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法;

 3.GB/T 15749-2008定量金相測定方法;

 4.GB/T 13298-2015金屬顯微組織檢驗(yàn)方法;

 5.GB/T 11354-2005鋼鐵零件 滲氮層深度測定和金相組織檢驗(yàn);

 6.JB/T 2798-1999鐵基粉末冶金燒結(jié)制品金相標(biāo)準(zhǔn);

 

金相分析的標(biāo)準(zhǔn)有很多，特別是針對不同的金屬材料不同的測試條件和要求，有不同的標(biāo)準(zhǔn)，如鋼材、鑄鐵、鋁及鋁合金等等都有許多的標(biāo)準(zhǔn)要求。以上是較為常見的幾個通用標(biāo)準(zhǔn)，其他的標(biāo)準(zhǔn)就不一一贅述，在美信檢測實(shí)驗(yàn)室的官網(wǎng)上可以了解到。

 

 

（本圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)）

 

 

常見的焊縫缺陷主要包括未焊透、裂紋、疏松、夾雜及氣孔等幾種。不允許組織指馬氏體和屈氏體兩種。因此需要對焊縫進(jìn)行必要的金相檢驗(yàn)來檢出特定的焊接缺陷，確認(rèn)焊接產(chǎn)品的質(zhì)量是否存在問題。

 

檢驗(yàn)鑄鐵金相組織及組織評級。專用于評價鑄鐵的石墨形態(tài)，包括石墨的大小和形態(tài)，珠光體的數(shù)量，球化率等級等等；基體組織，如鐵素體，伽馬體等。

 

熱處理是機(jī)械制造中的重要環(huán)節(jié)之一，熱處理質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系產(chǎn)品或零部件的內(nèi)在質(zhì)量和性能。在生產(chǎn)中影響熱處理質(zhì)量的因素很多，為了確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，必須要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。在金相分析中常對產(chǎn)品進(jìn)行如鋼熱處理后的纖維組織鑒別、顯微缺陷檢驗(yàn)、化學(xué)熱處理的層深測定等等。

 

為研究新材料、新工藝，探討組織與性能之間的關(guān)系，提供依據(jù)。金相分析檢測技術(shù)是冶金和機(jī)械制造工廠鑒定金屬材料的質(zhì)量、判斷生產(chǎn)工藝是否完善的常規(guī)手段。

在產(chǎn)品驗(yàn)收、新品試制、工藝調(diào)整與控制方面占有十分重要的地位。低倍檢驗(yàn)為金相檢驗(yàn)的一部分，低倍相對高倍而言，包括酸蝕低倍、塔形發(fā)紋、S印、P印、流線等方法。

單位面積中晶粒的數(shù)量與晶粒的尺寸有關(guān)，晶粒的大小對金屬的拉伸強(qiáng)度、韌性、塑性等機(jī)械性質(zhì)有重大影響。檢查材料晶粒尺寸大小，可以評估材料性能。

 

鋼中非金屬夾雜物會降低鋼的機(jī)械性能，特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴(yán)重時，還會使鋼在熱加工與熱處理時產(chǎn)生裂紋或使用時突然脆斷。非金屬夾雜物也促使鋼形成熱加工纖維組織與帶狀組織，使材料具有各向異性。嚴(yán)重時，橫向塑性僅為縱向的一半，并使沖擊韌性大為降低。因此，對重要用途的鋼（如滾動軸承鋼、彈簧鋼等）要檢查非金屬夾雜物的數(shù)量、形狀、大小與分布情況。

 

檢查構(gòu)件經(jīng)過表面滲碳、滲氮或硬化處理后，滲透深度及組織變化情況。常應(yīng)用于滲碳、滲氮、脫碳、碳氮共滲等表面處理鋼件，經(jīng)感應(yīng)淬火的鋼件。

 

 

 

 

 

 

 

金相分析檢測技術(shù)能考查如合金元素、成分變化及其與顯微組織變化的關(guān)系：冷熱加工過程對組織引入的變化規(guī)律；還可對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)以及失效分析等；是材料質(zhì)量管控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。美信檢測作為專業(yè)的第三方檢測實(shí)驗(yàn)室，專注于金屬材料領(lǐng)域的金相分析檢測技術(shù)，歡迎您的咨詢！

 

本次的科普知識到此結(jié)束，為了更好的給廣大客戶朋友們帶來更多的技術(shù)知識分享和我們的前沿案例解析，我們將持續(xù)為大家更新材料與零部件檢測分析相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)知識文章，與企業(yè)共探產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)！

 

下篇分享內(nèi)容：產(chǎn)品環(huán)境可靠性之冷熱沖擊試驗(yàn)的重要意義！