
鋅合金金相分析方法及內(nèi)容有哪些


在鋅合金生產(chǎn)與質(zhì)檢環(huán)節(jié),金相分析是揭示材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)、判斷性能優(yōu)劣的關(guān)鍵技術(shù)。通過鋅合金金相分析,觀察鋅合金的晶粒形態(tài)、相組成及缺陷分布,可精準(zhǔn)追溯產(chǎn)品開裂、變形、耐蝕性差等問題的根源,為工藝優(yōu)化與質(zhì)量管控提供科學(xué)依據(jù)。
鋅合金金相分析方法
(1)光學(xué)顯微鏡觀察:
借助光學(xué)顯微鏡(放大倍數(shù)50-1000倍)觀察試樣微觀結(jié)構(gòu),適用于分析晶粒大小、相分布及常見缺陷(如氣孔、夾雜)。操作簡便、成本低,是企業(yè)質(zhì)檢的常規(guī)手段,可通過圖像分析軟件測量晶粒尺寸,判斷是否符合GB/T13818-2017《壓鑄鋅合金》中對晶粒細(xì)化的要求。
(2)電子顯微鏡觀察:
包括掃描電子顯微鏡(SEM)與透射電子顯微鏡(TEM),適用于高分辨率分析。SEM可觀察表面形貌與斷口特征,放大倍數(shù)可達(dá)10萬倍,能清晰顯示微小夾雜與晶間腐蝕痕跡;TEM則可觀察原子級別的相結(jié)構(gòu),深入分析合金中強化相的形態(tài)與分布,為高端鋅合金研發(fā)提供微觀數(shù)據(jù)支持。
鋅合金金相分析內(nèi)容
1、晶粒結(jié)構(gòu)分析
晶粒大小與形態(tài)直接影響鋅合金的力學(xué)性能:
晶粒尺寸:通過顯微鏡觀察并結(jié)合圖像分析,測量晶粒平均直徑。通常情況下,鋅合金晶粒越細(xì)小,強度與韌性越高;若晶粒粗大(直徑超過100μm),易導(dǎo)致材料延展性下降,在受力時出現(xiàn)開裂。
晶粒均勻性:優(yōu)質(zhì)鋅合金的晶粒應(yīng)均勻分布,無明顯大小差異。若存在局部晶粒異常長大(如熱加工不當(dāng)導(dǎo)致),會形成性能薄弱區(qū)域,影響產(chǎn)品整體穩(wěn)定性。
2、相組成與分布分析
鋅合金的相組織決定其綜合性能,主要分析以下內(nèi)容:
基體相(α-Zn相):作為鋅合金的基礎(chǔ)相,呈亮白色,需觀察其連續(xù)性與完整性。若基體相出現(xiàn)斷裂或不連續(xù),可能是鑄造時冷卻速度過快導(dǎo)致的組織缺陷。
強化相(如β相、γ相):鋁、銅等元素在鋅合金中形成的強化相(如β-Zn13Al相),通常呈黑色或灰色。需分析強化相的分布密度與形態(tài),若強化相聚集或呈網(wǎng)狀分布,會降低合金耐蝕性;均勻彌散分布則能顯著提升強度。
有害相:如鐵元素形成的FeZn13相,呈針狀或塊狀,若含量過高(超過0.1%),會導(dǎo)致合金硬脆,加工時易產(chǎn)生裂紋,需通過金相分析精準(zhǔn)識別并控制其含量。
3、缺陷檢測
通過金相分析可精準(zhǔn)識別鋅合金中的常見缺陷,為質(zhì)量改進(jìn)提供方向:
氣孔與疏松:鑄造過程中若排氣不暢,易形成圓形或橢圓形氣孔;疏松則表現(xiàn)為晶粒間的微小空隙,兩者均會降低合金密度與力學(xué)性能,需統(tǒng)計缺陷數(shù)量與分布區(qū)域,優(yōu)化澆注工藝。
夾雜與偏析:夾雜多為外來雜質(zhì)(如氧化物、硫化物),呈不規(guī)則黑色塊狀;偏析則是元素分布不均導(dǎo)致的局部成分差異,表現(xiàn)為局部區(qū)域相組織異常。需通過分析追溯缺陷來源,如原材料純度或熔煉工藝問題。
晶間腐蝕:在腐蝕后的試樣中,晶間腐蝕表現(xiàn)為晶粒邊界出現(xiàn)黑色腐蝕溝,會嚴(yán)重破壞合金結(jié)構(gòu)完整性,需結(jié)合腐蝕試驗,評估鋅合金的耐蝕性能。
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電話:400-133-6008
地址:廣州市天河區(qū)興科路368號(天河實驗室)
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