渗氮化学热处理可提高机械零件的耐磨性和疲劳强度,改善零件耐介质腐蚀的性能,因而在机械制造业中被广泛应用。而渗氮层深度检查是控制渗氨化学热处理质量的主要检验指标之一。渗氮层深度测量常用的方法有金相法和硬度法。金相法即将试样检验面在放大100倍或200倍的显微镜下,从试样表面沿垂直方向测至与基体组织有明显分界处的距离,即为渗氮层深度;硬度法即采用维氏硬度在规定的试验力下,从试样表面测至比基体维氏硬度点高一定值的位置即为渗氮层深度。
渗碳是目前机械制造工业中应用相当广泛的一种化学热处理方法,通过对低碳零件的表层进行渗碳,以获得不同于心部的良好机械性能。为了使渗碳零件都能够达到预期的性能,作为检验渗碳零件的重要手段之精确地测定渗碳层深度是很重要和很有意义的。
焊接接头的成分和宏观组织对焊接接头的影响会非常大,它们会影响焊接接头的力学性能,抗腐蚀性能等等。钢材焊接接头的力学性能主要是表征强度、韧性和塑性变形能力的判据,是机械设计时选材和强度计算的主要依据。
零件在破断后形成的断裂面称为断口,断口的形成方式有很多,但金属总是寻求最薄弱、最捷径的途径发生断裂,因此断口呈现出的各种形貌,记录着断裂方式、机制、热处理效果以及材料的内部质量。断口检验是评价金属质量的重要手段之一,也是宏观检验常用的一种方法。
低倍组织检验是用肉眼或放大适当的倍数来观察试样浸蚀面的宏观组织缺陷及断口形貌的一种检测方法。低倍检验常用的方法有酸蚀、断口形貌、硫印、塔形发纹等,其中酸蚀又包括热酸腐蚀法、冷酸腐蚀法及电解腐蚀法,如需仲裁是推荐使用热酸腐蚀法。低倍检验所需设备简单,操作简便迅速结果直观,易于掌握。它是鉴定制品品质的一种重要方法,也是研究工艺制造以及对制品进行品质分析时普遍采用的一种手段。低倍检验时试样的粗糙度要保证,不得有油污和加工伤痕;酸洗时的温度和时间要适宜;清洗时试样表面的腐蚀产物要刷干净,并及时吹干;酸洗后需立即评定。
铸铁的组织因化学成分和冷却速度而异,当铸铁凝固速度足够大时,得到白口铸铁组织,随冷却速度减小、铸铁组织依次改变为马口铸铁、珠光体灰口铁、珠光体铁素体灰口铸铁和铁素体灰口铸铁;球墨铸铁是在浇铸前向灰口铁中加入少量的球化剂获得球状石墨的铸铁。因此铸铁金相检验科对各类铸铁的金相组织进行分析研究,着重区别各自的组织形态特征,了解铸铁组织中不同组织组成物和组成相的形态、分布对铸铁性能的影响;了解不同热处理对铸铁组织和性能的影响。
一些材料如奥氏体不锈钢、铁素体奥氏体双相不锈钢中的铁素体的含量在某些情况下需控制其两相的百分比,例如奥氏体不锈钢在焊接过程中容易产生热裂纹,为了减小热烈倾向,焊缝中显微结构设计一般含有少量的铁素体。铁素体含量的测试一般可采用磁性法、网格数点法、网格截点法、显微镜测微目镜测定法及图像分析仪器测定等方法来测定。
通过光学显微镜、扫描电子显微镜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。利用显微结构分析来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织的关系。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,如确定热处理淬火加热温度、保温时间、冷却速度等是否合适等。
非金属夹杂物是一种非金属的化合物,主要有硫化物、氮化物、硅酸盐、氧化物等。夹杂物主要来自钢材冶炼和浇铸过程,以机械混合物形式存在于钢中,是不可避免的一相。钢中非金属夹杂物含量一般都很少,但它们对材料性能的危害作用却不可忽视,非金属夹杂物的存在破坏了材料的连续性,降低了材料的强度、韧性和塑性,降低材料的耐疲劳性能,此外,夹杂物的存在对锻造、热轧、冷变形开裂、淬火裂纹、焊接层状撕裂及零件磨削后的表面粗糙度等都有不利的影响。夹杂物的危害程度与非金属夹杂物的类型、大小、数量、形态及分布有关,因此,钢种非金属夹杂物的金相检验,对钢材的冶金质量评价及机械零件的失效具有十分重要的意义。非金属夹杂物的评定方法一般是采用标准评级图进行测定。
铁素体晶粒度的测量方法通常有比较法和截点法两种,一般采用比较法,仲裁时采用截点法。比较法即选取有代表性的视场与标准评级图进行比较,选取与检验图像最接近的标准评级图级别。截点法则是计算测量网格与晶界相交和相切是的截点数,然后根据相应的公式计算出晶粒度级别。
晶粒度是晶粒大小的量度,金属晶粒的大小对材料的机械性能、耐腐蚀性能等,均存在不同程度的影响。晶粒的大小通常可以使用长度、面积、体积或晶粒度级别数表示,使用晶粒度级别数表示的晶粒度级别数与测量方法和使用单位无关。金属材料平均晶粒度的测定常用比较法,也可采用截点法和面积法,有争议时采用截点法。通常情况下不同种类的材料有不同的晶粒度形成和显示的方法,常用的晶粒度形成及显示方法包括:渗碳法、铁素体网法、氧化法、直接淬硬法、渗碳体网法和细珠光体网法。评定平均晶粒度的试样的截取需遵循一定的原则,对于有加工变形晶粒的试样其检验面一般平行于加工方向,必要时可以垂直于加工方向,等轴晶晶粒的试样可随机选取检验面。
金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。电化学腐蚀,电化学腐蚀是金属和周围的电解质溶液相接触时发生电化学作用而产生的腐蚀。化学腐蚀是由于金属的化学反应导致的腐蚀。
金属与其表面接触的介质发生反应而造成的损坏称为腐蚀。腐蚀失效类型:腐蚀失效的特点是失效形式众多,失效机理复杂,按腐蚀形态分为:均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、磨蚀、应力腐蚀和氢损伤,腐蚀疲劳、高温氧化和热腐蚀九种。
金属构件在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形,当变形达到一定程度后,构件完全丧失或部分丧失其规定的功能称为变形失效。
相互接触并作相对运动的物体,由于机械作用所造成的材料位移及分离的破坏形式。磨损失效的类型包括:粘着磨损,磨粒磨损,接触疲劳磨损,微动磨损
疲劳破坏是零件最常见的一种失效形式,根据国内外的统计显示,机械零件的破坏有60%~90%属于疲劳破坏,由此造成的经济损失是巨大的。根据材料或零件的失效机理可知,疲劳过程一般经历裂纹形核、裂纹扩展、裂纹失稳断裂三个阶段,表现为从无裂纹到小裂纹,之后裂纹扩展,最后达到临裂纹失稳断裂。
X射线无损探伤是检测复合材料损伤的常用方法。目前常用的是胶片照相法,它是检查复合材料中孔隙和夹杂物等体积型缺陷的优良方法”,对增强剂分布不匀也有一定的检出能力,因此是一种不可缺少的检测手段。
现场模拟腐蚀检测是指在实验室内对模拟实际的应用环境,然后检查材料的腐蚀情况,评定材料在实际应用环境下的抗腐蚀能力。客户需要提供腐蚀介质、温度、湿度(纯液相不涉及)、励(气体总压及各成分分压)、 pH等。