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        显微分析

         

        简要介绍:

        显微结构分析是人们通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透视电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析仪器来研究金属材 料、复合材料、各种新材料等的显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。显微组织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。利用这种方 法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织变化的关系:冷热加工过程对组织引入的变化规律;应用金相检验还可对产品进行质量控制和产品检验以及失效分析等。故材料微观结构检查是材料质量管控的关键环节。

         

        应用范围:

        航空航天、能源、机电、汽车、交通运输、计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工、冶金等。

         

         

        非金属夹杂物评定 宏观金相组织分析 金属平均晶粒度评定 X射线衍射仪技术(XRD) 显微金相组织分析 渗碳/渗氮/硬化层深度测量
        • 目的:

          钢中非金属夹杂物会降低钢的机械性能,特别是降低塑性、韧性及疲劳极限。严重时,还会使钢在热加工与热处理时产生裂纹或使用时突然脆断。非金属夹杂 物也促使钢形成热加工纤维组织与带状组织,使材料具有各向异性。严重时,横向塑性仅为纵向的一半,并使冲击韧性大为降低。因此,对重要用途的钢(如滚动轴 承钢、弹簧钢等)要检查非金属夹杂物的数量、形状、大小与分布情况。

           

          应用范围:

          不锈钢、高速钢、合金钢、模具钢等

           

          测试步骤:

          取样→清洗→镶嵌→研磨→抛光→观察

           

          依据标准:

          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 E45-2013   测定钢材夹杂物含量的试验方法

           

          典型图片:

           

          硫化物夹杂 氧化物夹杂

           

          硫化物夹杂图片

           

           

          氧化物夹杂图片

           

        • 目的:

          评价压铸件或焊缝是否存在空洞、夹杂,压铸件的组织走向,焊缝是否存在未焊透等明显缺陷。

           

          应用范围:

          铸铁、钢、有色金属件、焊接件等。

           

          测试步骤:

          取样→清洗→镶嵌→研磨→抛光→微蚀→观察

          GB/T 3246.2-2000 变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法

          GB/T 226-1991    钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法

           

          典型图片:

           

          宏观金相 宏观金相

           

          不锈钢角焊缝宏观金相图片

           

           

          铜棒宏观金相图片

           

        • 目的:

          单位面积中晶粒的数量与晶粒的尺寸有关,晶粒的大小对金属的拉伸强度、韧性、塑性等机械性质有决定性的影响。检查材料晶粒尺寸大小,可以评估材料性能。

           

          应用范围:

          钢、铜合金、铝合金、镁合金、镍合金、钛合金等。

           

          测试步骤:

          取样→清洗→镶嵌→研磨→抛光→微蚀→观察

           

          依据标准:

          GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定法

          ASTM E112-2013 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

           

          典型图片:

           

          晶粒度 晶粒度

           

          纯铜晶粒度

           

           

          铝合金晶粒度

           

          晶粒度 晶粒度

           

          工业纯铁晶粒度

           

           

          铝合金晶粒度

           

        • 1、X射线衍射仪技术(XRD)

          X射线衍射仪技术(X-ray diffraction,XRD)。通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射 线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某物质(晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶 型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性 的大量信息等优点。因此,X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。 

           

          2. X射线衍射仪技术(XRD)可为客户解决的问题

          (1)当材料由多种结晶成分组成,需区分各成分所占比例,可使用XRD物相鉴定功能,分析各结晶相的比例。

          (2)很多材料的性能由结晶程度决定,可使用XRD结晶度分析,确定材料的结晶程度。

          (3)新材料开发需要充分了解材料的晶格参数,使用XRD可快捷测试出点阵参数,为新材料开发应用提供性能验证指标。

          (4)产品在使用过程中出现断裂、变形等失效现象,可能涉及微观应力方面影响,使用XRD可以快捷测定微观应力。

          (5)纳米材料由于颗粒细小,极易形成团粒,采用通常的粒度分析仪往往会给出错误的数据。采用X射线衍射线线宽法(谢乐法)可以测定纳米粒子的平均粒径。

           

          3. X射线衍射仪技术(XRD)注意事项

          (1)固体样品表面>10×10mm,厚度在5μm以上,表面必须平整,可以用几块粘贴一起。

          (2)对于片状、圆拄状样品会存在严重的择优取向,衍射强度异常,需提供测试方向。

          (3)对于测量金属样品的微观应力(晶格畸变),测量残余奥氏体,要求制备成金相样品,并进行普通抛光或电解抛光,消除表面应变层。

          (4)粉末样品要求磨成320目的粒度,直径约40微米,重量大于5g。

           

          4.应用实例

          样品信息:送检样品为白色粉末状的珍珠粉,送检方要求进行物相鉴定。本试验使用设备为日本理学D/max2500的X射线衍射仪。

          试验参数:管压40KV,管流200μA,Cu靶,衍射宽度DS=SS=1°,RS=0.3mm,扫描速度2.000 (d•min-1),扫描范围10°~80°。

           

          测试谱图:

           

          XRD分析

           

          测试结果:样品的主要成分为碳酸钙。

        • 目的:

          主要用于检查金属材料微观的组织构成、评判热处理质量。

           

          应用范围:

          铸铁、钢、铜合金、铝合金、镁合金、镍合金、钛合金等。

           

          测试步骤:

          取样→清洗→镶嵌→研磨→抛光→微蚀→观察。

           

          依据标准:
          钢铁:

          GB/T 13298-1991  金属显微组织检验方法

          GB/T 13299-1991  钢的显微组织评定方法

          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 1299-2000   合金工具钢

          GB/T 13320-2007  钢质模锻件 金相组织评级图及评定方法

          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α-相面积含量金相测定法

          GB/T 4334-2008   金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀

          GB/T 14979-1994  钢的共晶碳化物不均匀度评定方法

          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   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

           

          铜及铜合金:

          QJ 2337-1992     铍青铜的金相试验方法

           

          镁及镁合金:

          GB/T 4296-2004   镁合金加工制品显微组织检验方法

           

          铝及铝合金:

          JB/T 7946.1-1999 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 铸造铝合金针孔

          JB/T 7946.4-1999 铸造铝铜合金晶粒度

           

          典型图片:

           

          45钢金相组织

          合金工具钢金相组织

           

          45钢金相组织

           

           

          合金工具钢金相组织

           

          314不锈钢晶间腐蚀 奥氏体双相不锈钢

           

          314不锈钢晶间腐蚀

           

           

          奥氏体双相不锈钢

           

          铝合金金相组织 铜合金金相组织

           

          铝合金金相组织

           

           

          铜合金金相组织

           

        • 目的:

          检查构件经过表面渗碳、渗氮或硬化处理后,渗透深度及组织变化情况。

           

          应用范围:

          渗碳、渗氮、脱碳、碳氮共渗等表面处理钢件,经感应淬火的钢件。

           

          测试步骤:

          取样→清洗→镶嵌→研磨→抛光→微蚀→观察

           

          依据标准:

           

          ISO 3887-2003 钢.脱碳层的测定
          GB/T 224-2008 钢的脱碳层深度测定法
          QC/T 29018-1991 汽车碳氮共渗齿轮金相检验
          ASTM E1077-2001
          (2005)
          评估钢样品脱碳层深度的试验方法
          ISO 2639-2002 钢.渗碳层和硬化层深度的测定和检验
          GB/T 11354-2005 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验
          GB/T 9451-2005 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定
          GB/T 5617-2005 钢的感应淬火或火焰淬火后有效硬化层深度的测定
          GB/T 9450-2005 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核
          GB/T 9095-2008
          (ISO 4507-2000)
          烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗硬化层深度的测定及其验证


          典型图片:

           

          渗氮层深度检测 渗氮层深度检测
          渗氮层深度检测 渗碳层深度检测
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        01
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