Металлографический анализ

Металлографический  анализ

 

Металловедение  было описано и как наука и как искусство. Традиционно, металлография изучало микроскопического строения металлов и сплавов с использованием оптических, электронных микроскопов и другого оборудование для анализа поверхности. Со временим, качество металлов улучшалось, и металлография расширялась включая новые материалы. На основе анализа микроструктуры материала, можно судить о производительности и надежности этого матереала. Таким образом металлография используется в разработке материалов, осуществляет входной контроль, производство и контроль изготовления, другими словами, гарантирует надежность продукта. Металловедение или микроструктурных анализ включает следующие виды анализа:

• Размер зерна

• Пористость и пустоты

• Этап анализа

• Рост дендритов

• Трещины и других дефекты

• Коррозионный анализ

• Анализ межкристаллитной коррозии (IGA)

• Толщина  покрытия и целостности

• Включение  размера, формы и распределения

• Анализ сварных соединений и околошовной зоны (ХАЗ)

• Изучение и распределение составных наполнители

• Науглероживания  толщины

• Обезуглероживания

 

Размер зерна

 

    Для  металлов и керамики, размер зерна, возможно, самое значительное металлографическое измерение, поскольку оно может быть непосредственно связан с механическими свойствами материала. Хотя размер зерна на самом деле 3-мерных собственности, она измеряется от 2-мерного сечения материала. Общие измерения размера зерна включают измерения зерна на единицу площади / объема, средний диаметр или количество зерна. Определение количества размер зерна рассчитывается в сравнение с стандартизированными диаграммами размера зерна. Современные алгоритмы анализа изображений очень полезны для определения размера зерна.

 

Двойникование

 

Удвоение  границ может произойти, когда два зеркальных кристалла расположены напротив друг друга. Для некоторых материалов, двойникование происходит за счет упрочнения при низких температурах. Чтобы правильно определить размер зерна в этих типах материалов, границ двойников должны быть удалены из расчета. Пористость и пустоты отверстий или пробелов в материал в целом можно классифицировать как пористость или пустоты. Пористость в целом относится к дыркам в результате спекания металлических или керамических порошков или из-за усадки при литье. Пустоты, как правило, возникают в результате вовлечения воздуха и являются общими в свернутых или литых материалах, таких как полимерная матрица композитов.

 

Трещины

 

    Дефекты, такие как растрескивание могут привести к катастрофическому разрушению материала. Металловедение часто используется в анализ отказов чтобы выяснить, почему материал сломался, однако поперечного сечения анализа также является очень полезным методом для оценки производства вопросы, которые могут вызвать эти дефекты.

 

Фазы

 

    Металлические  сплавы могут проявлять различные  фазы (однородных) в зависимости  от состава и скорости охлаждения. Для металлографии может быть интересно распределение, размер и форма этих фаз. Для композитных материалов, идентификации и характеристики наполнителя также представлять интерес.

 

Дендриты

 

На поверхности  медленно застывающих жидких сплавов, может сформироваться древовидная дендритная структура. Дендриты первоначально растут в один слой и в зависимости от скорости охлаждения, состава и агитации, второй слой растёт наружу от первичного слоя. Кроме того, высший слой растёт наружу из второго слоя. Металлографический анализ этой структуры будет состоять из характеристик  дендритных интервалов.

 

Коррозии

 

    Воздействия  коррозии, а также причину и потенциальные средства защиты можно при помощи металлографического анализа.

 

Межкристаллическая  коррозия

 

Межкристаллическая  коррозия (МПК), (также её называеют межкристаллитной коррозией (IGA)), одна из форм неоднородной коррозии. Коррозия инициирует неоднородности в металле и является более выраженной на границах зерен, когда антикоррозийных соединения истощаются. Например, хром добавляемый в никелевых сплавов и нержавеющих сталей обеспечить устойчивость к коррозии. Если хром истощаются через образование карбида хрома на границах зерен (этот процесс называется сенсибилизация), может произойти межкристаллитная коррозия.

 

Толщина покрытия

 

    Покрытия  используются для улучшения свойств  поверхности материалов. Покрытия  могут улучшить сопротивление  (плазменного покрытия), повышение  твердости (анодирование), обеспечивают  защиту от коррозии (оцинкованные  покрытия), повышают сопротивление износу, и обеспечивают тепловое расширение и присоединение для диэлектрических металлов. Металлографический анализ может дать полезную информацию относительно толщины покрытия, плотности, однородности и наличие каких-либо дефектов.

 

Включения

 

    Включений  посторонних частиц, которые загрязняют  поверхность металла при прокатке  или других металлов давлением  процессов. Общие частиц включения  это оксиды, сульфиды или силикатов. Включения могут быть охарактеризованы  формой, размером и распределением.

 

Сварка Анализ

 

    Сварка  процесс для соединения двух  отдельных кусков металла. Наиболее  распространенными процессами сварки  производства это плавленый определенной области, которую называют шарик литой структуры. Район или зона, прилегающие к шарику представляет интерес для металлографического анализа и известна как ХАЗ (зоны термического влияния). Обычно эти области  имеют различные микроструктуры и, следовательно, различные физические и механические свойства по сравнению с оригинальным металлом. Анализ может также включать оценку трещин и сварку неблагородных металлов в сварных области.

 

Припой швов

 

    Для  электронных компонентов, целостности  паяных соединений очень важно  для характеристики надежности  электронных компонентов.

 

Композиты

 

    Композиты- разработаные материалы, которые содержат наполнители в матрице. Общие наполнители включают в себя керамические частицы или частицы графита и углерода, или керамические волокна. Эти наполнители заключены в полимер, металл, или керамическую матрицу. Металлографический анализ композитов включает анализ ориентации и распределения этих наполнителей, пустот и других дефектов.

 

Науглероживания

 

    Наиболее  распространенными термическую  обработку для упрочнения сплавов  цветных металлов известен как цементации. Цементация процесс включающий в себя диффундирующий углерод в черных сплавов при повышенных температурах. Сразу после цементации, поверхностный слой может быть жестким. Металлографический анализ, наряду с анализом микротвердости, можно выявить детали в отношении твердости и его глубины.

 

Обезуглероживания

 

    Обезуглероживания  это дефект, который может произойти,  если происходит потеря углерода с поверхности стали при нагревании его до высоких температур. Эта потеря углерода может снизить как пластичность так и прочность стали. Это может также привести к водородной хрупкости стали.