金相檢驗(yàn)是判定金屬材料的反映和表征構(gòu)成材料的相和組織組成物、晶粒(亦包括可能存在的亞晶)、非金屬夾雜物乃至某些晶體缺陷(例如位錯(cuò))的數(shù)量、形貌、大小、分布、取向、空間排布狀態(tài)等問(wèn)題。
金相檢驗(yàn)的主要目的,一方面是常規(guī)檢驗(yàn),根據(jù)已有知識(shí)判斷或確定金屬材料的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝及過(guò)程是否完善,如有缺陷時(shí),可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生缺陷的原因;另一方面是更深入地了解金屬材料的微觀組織和各種性能的內(nèi)在關(guān)系,以及各種微觀組織形成的規(guī)律等,為研制新材料和新工藝提供可靠的依據(jù)。
金相檢驗(yàn)就是在人們主觀意識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)于金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究與分析,將物理冶金學(xué)理論運(yùn)用到實(shí)際的操作過(guò)程中,針對(duì)其金屬以及合金的成分進(jìn)行檢驗(yàn),性能的分析。
化學(xué)成分與金相組織:金相檢驗(yàn)是驗(yàn)證和解釋所設(shè)計(jì)成分是否合理的強(qiáng)有力的手段。
金相學(xué)與材料科學(xué):必須依靠實(shí)際的金相研究和金相檢驗(yàn)工作,來(lái)證實(shí)材料設(shè)計(jì)的科學(xué)性,制定工藝的合理性。
金相檢驗(yàn)分析,不僅有組織識(shí)別還有評(píng)定,既有定性還有定量、半定量的檢測(cè)。
金相檢驗(yàn)的內(nèi)容:
(1)材料基體相的組織結(jié)構(gòu)及其缺陷;
(2)顯微組織的取向和狀態(tài)的非均勻性,如帶狀、分布不均、晶粒度等;
(3)第二相的類型、結(jié)構(gòu)、組成、數(shù)量、形態(tài)、尺寸和分布;
(4)研究原子按鍵力分布的晶體結(jié)構(gòu)和電子按能量分布的原子、離子結(jié)構(gòu)。
常用的金相檢驗(yàn)主要可分為以下幾個(gè)方面:
1.原材料檢驗(yàn):對(duì)原材料的冶金質(zhì)量情況如偏析、非金屬夾雜物分布類型與級(jí)別檢查;對(duì)鑄造材料的鑄造疏松、氣孔、夾渣組織均勻性檢查;對(duì)鍛造件的表面脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒、裂紋、變形等情況檢查。
2.生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制:金相分析可以提供調(diào)整工序及修改工藝參數(shù)的根據(jù),指導(dǎo)生產(chǎn),如熱處理淬火加熱溫度、保溫時(shí)問(wèn)、冷卻速度等是否合適(正確);化學(xué)表面熱處理工藝參數(shù)的控制;鍛造的起始和終鍛溫度是否合適等。
3.產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn):有些機(jī)械零件或產(chǎn)品除要求機(jī)械性能、物理性能指標(biāo)外,有的還要求顯微組織參數(shù),作為質(zhì)量評(píng)定的技術(shù)指標(biāo)之一。
4.失效分析:金相組織分析方法在機(jī)械失效分析方面廣泛應(yīng)用,對(duì)一些常見(jiàn)的弊病鑒定很方便。如機(jī)件表面脫碳;顯微裂紋的形貌及分布特征;化學(xué)熱處理缺陷;熱處理后的不正常組織;晶界脆性相析出等。這些金相分析的結(jié)果常作為故障分析的根據(jù)。