金属材料的显微结构分析测试标准

1、显微结构分析介绍

显微结构分析是通过光学显微镜（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。

2、显微结构分析意义

利用显微结构分析来考察如合金元素、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。

3、应用领域

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。

4、显微结构分析的应用及检测标准

1、显微金相组织分析 

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：

铜及铜合金：

镁及镁合金：

铝及铝合金：

2、X射线衍射仪技术（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。

主要应用：

物相定性分析、物相定量分析、点阵常数测定、微观应力测定、结晶度测定、单晶取向和多晶织构测定等。

3、非金属夹杂物评定

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：

轴承钢、弹簧钢、不锈钢、高速钢、合金钢、模具钢等。

参考标准：

4、宏观金相组织分析

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。

依据标准：

5、金属平均晶粒粒度评定

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。

参考标准：

6、渗碳/渗氮/硬化层深度测量

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

参考标准：

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