金相分析技术的应用以及应用案例

金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。

分析原理

金相显微镜是利用光学成像原理获得金属显微组织图像(即金相图谱),而后对金相图谱进行定性定量分析，对金属细微结构(数量大小取向排列缺陷位错等)以及非金属夹杂物的分布形貌进行分析。

金相分析技术的应用

金相分析在生产中有广泛的应用。下面以失效分析中的应用，举例说明，如下：

1、根据金相分析结果可以判断热处理生产工艺及其组织缺陷

(1)螺栓金相显微组织分析

螺栓的金相组织照片见图1。横剖面金相显微组织观察结果表明，该螺栓基本组织为铁素体(白色)+珠光体(黑色)，晶粒度比较细小(约为11～12级)，表明该螺栓采用变形加工或者正火热处理进行了细化晶粒处理，细小的晶粒可以提高螺栓的综合力学性能，对提高螺栓的强度有益。纵剖面金相显微组织观察结果表明，该螺栓存在较为严重的带状组织分布，带状组织分布程度等级为5级。

带状组织通常发生在经过热变形加工后的亚共析钢(中、低碳钢)中，其典型特征是铁素体和珠光体沿着压延变形方向交替分层分布。带状组织会使钢的力学性能产生各向异性，即沿着带状组织的纵向强度高、韧性好，而横向则强度低、韧性差，另外还会导致硬度不均匀。

应用实例

（1）球墨铸铁的石墨和基体组织的检验

（2）检查金属材料微观的组织构成、评判热处理质量

（3）检验金属材料宏观缺陷

按金属材料品种和检验的要求不同，试样在检验前要经过不同方式的热处理，分淬火断口、退火断口和调质断口，通常都采用淬火断口。在淬火断口上可以发现白点、夹杂、夹层、气孔等缺陷。比如，退火断口用于轴承钢和工具钢，可检查晶粒的均匀细密程度，以显示碳析出、夹杂、缩孔等缺陷。调质断口只用于少数钢材，断口形貌能在一定程度上反映钢的力学性能。