金屬材料檢測技術(shù) 余自勇

金屬材料檢測技術(shù)余自勇第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五

金屬材料常規(guī)性檢驗(yàn)1.1化學(xué)成分

1.2物理性質(zhì)1.3力學(xué)性能1.4表面性能1.5細(xì)微組織

1.6拉伸試驗(yàn)主要內(nèi)容：第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.1金屬材料化學(xué)成分1.1.1研究化學(xué)成分目的

金屬的化學(xué)成分決定了材料的基本性能.?材料鑒定,了解該材料特性;?研判競爭對手的材料;?制程表面異常污染分析;?

重金屬含量測試,環(huán)保要求.?

含量大于0.001%的元素;?

測量表面>直徑8mm的塊狀,研磨適當(dāng)及平坦.?

多元素同時(shí)分析?

鐵/鎂/鋁/銅/錫/鋅/鈦基材料的化學(xué)成分第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.2金屬物理性能1.2.1研究物理性能目的?了解銅材料導(dǎo)電率,以作為連接器設(shè)計(jì)選材的參考.?測試表面光澤,驗(yàn)證產(chǎn)品品質(zhì)及制程能力.?了解金屬材料在溫度作用下的性能變化.?

其它物理性能如熱傳導(dǎo)等。1.2.2物理性質(zhì)測試項(xiàng)目

?金屬密度:鎂1.74,鋁2.7,鈦4.5,鐵7.8

?金屬導(dǎo)電率:Ag·Cu·Au·Al

?表面光澤度

?金屬熱處理性能第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.2.3測設(shè)物理性能的儀器一般依據(jù)規(guī)范,微歐姆計(jì)配合適當(dāng)?shù)闹尉邅頊y量電阻.?導(dǎo)電度IACS%.ρ=(W.D.Rt)/L(μΩ.m)%IACS=(0.017241*100)/ρ

?阻抗

測量范圍為200mΩ-200kΩ

解析度微0.01mΩ-10Ω?表面阻抗:?,?/□,Ω.cm.微歐姆計(jì)表面阻抗計(jì)第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.3金屬機(jī)械性質(zhì)

1.3.1研究性能的目的

?原物料的進(jìn)料管制

?金屬材料設(shè)計(jì)選用的參考

?制程參數(shù)控制，如沖壓或焊接

?生產(chǎn)遭遇問題時(shí)，有關(guān)材料因素的判定。

1.3.2機(jī)械性能測設(shè)項(xiàng)目

?抗拉強(qiáng)度

?降伏強(qiáng)度

?伸長率

?彎曲強(qiáng)度

?硬度?推拉力第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.3.3測試儀器及功能--推力＆扭力精密荷重試驗(yàn)機(jī)Scale:5/20/50/100/200kg精度:±0.2%測試:焊接·熔接·鉚接等組件結(jié)合力

彈簧彈力機(jī)殼壓縮疲勞

CONN插撥力等Scale:60Kg*cm,6Kg*cm精度:±3%測試:螺絲及螺柱扭矩.

第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五維氏硬度計(jì)1.3.3測試儀器及功能---維氏硬度?作用載荷:HV0.5,HV500g?維氏硬度:HV,HRC?表面硬度與芯部硬度?測試精度:±0.7%?適用范圍:小五金,沖壓薄材,不規(guī)則零件等第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五洛氏硬度計(jì)1.3.3測試儀器及功能---洛氏硬度?切取適當(dāng)大小試片,將其上下表面磨平,并保持平行,以硬度試驗(yàn)機(jī)在試片表面壓下印痕,再依據(jù)印痕深度或大小量測材料硬度.?洛氏硬度及適用范圍:HRA(硬質(zhì)合金),HRB(沖壓板材),HRC(模具零件),HR30NHR45NHR30THREHRFHRR等.第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五?最大力:10噸?標(biāo)準(zhǔn)試片:寬約12.5(25)/長約200?測試項(xiàng)目:抗拉強(qiáng)度/降伏強(qiáng)度/伸長率/楊氏模量/

彎曲試驗(yàn)等.?焊/鉚等組合件力學(xué)測試,沖壓板材彎曲性,電鍍件結(jié)合力1.3.4測試儀器及功能---萬能材料試驗(yàn)機(jī)萬能材料試驗(yàn)機(jī)第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.4金屬表面性質(zhì)1.4.1研究表面性質(zhì)目的

了解金屬材料表面特性及零件,以作為:

?表面處理制程之參考

?進(jìn)料檢驗(yàn)管制

?缺陷分析

1.4.2鍍層性質(zhì)測試項(xiàng)目

?涂鍍層/陽極層厚度

?鍍層結(jié)構(gòu)

?鍍層顯微組織?表面粗糙度

?

耐磨耗性第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.4.3表面性質(zhì)測試儀器及功能X-Ray膜厚儀單層:Ni/Fe,Zn/Fe等.雙層:Sn/Ni/Cu,Ni/Cu/Fe合金鍍層:SnPb/Cu金屬及ABS塑膠上膜厚;應(yīng)用:鍍層結(jié)構(gòu)判定與量測;鍍層成份測試.以X-Ray照射樣品,使鍍層金屬原子激發(fā)產(chǎn)生二次發(fā)射光譜,由其頻率及強(qiáng)度值求出鍍層厚度第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五?

指定紙帶?

55/175/275g接觸壓力?

適用:陽極膜,印刷字體,烤漆面等的耐磨耗性

RCA耐磨耗儀

線性磨耗試驗(yàn)機(jī)?

磨耗測試(CS-10).?

耐刮痕測試?

鋼絲絨磨耗?適用於陽極膜產(chǎn)品

第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.5金相顯微組織1.5.1顯微分析目的

材料性質(zhì)與其組織有密不可分的關(guān)系:?預(yù)測及研判材料可能之特性,如材質(zhì)判定;?發(fā)生破壞的可能原因,如各種失效分析;?表面及內(nèi)部缺陷觀察,如錫球內(nèi)部空洞;?制程改善&驗(yàn)證.

1.5.2觀察和評估項(xiàng)目

?結(jié)晶組織?晶粒大小

?介在物?析出組織

?鍍層組織?形貌觀察第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.5.3顯微組織測試之儀器精密切割機(jī)研磨拋光機(jī)熱鑲埋機(jī)a切割:b鑲埋:c研磨:d拋光:e腐蝕:第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.5.3顯微組織測試儀器及功能經(jīng)前處理好的金相試片置於金相顯微鏡下,將調(diào)整焦距使圖像清晰,以適當(dāng)?shù)姆糯蟊堵?觀察其組織.(放大倍率50~1000X)金相顯微鏡第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.5.3顯微組織缺陷觀察實(shí)例錫球空洞鋁合金鐳射點(diǎn)焊第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.6掃描電子顯微鏡+能譜儀1.6.1儀器配置參數(shù)?型號

SEM(HITACH,S-3700N)+

EDS(OXFORD,INCA)

?技術(shù)參數(shù)放大倍數(shù):5~300,000X

解析度:3nm

分析元素范圍:Be(4)~U(92)

最大樣品尺寸:300mm

分析對象:固體樣品,如金屬/塑膠/生物樣品等.第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五1.6拉伸試驗(yàn)定義：測定材料在單向靜拉伸力作用下強(qiáng)度與塑性指標(biāo)的力學(xué)性能試驗(yàn)。應(yīng)用學(xué)科：材料科學(xué)技術(shù)（一級學(xué)科）；材料科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)（二級學(xué)科）；材料科學(xué)基礎(chǔ)（二級學(xué)科）；材料的表征與測試（二級學(xué)科）第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五拉伸試驗(yàn)是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗(yàn)方法。利用拉伸試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、屈服強(qiáng)度和其它拉伸性能指標(biāo)。從高溫下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)可以得到蠕變數(shù)據(jù)。金屬拉伸試驗(yàn)的步驟可參見ASTME-8標(biāo)準(zhǔn)。塑料拉伸試驗(yàn)的方法參見ASTMD-638標(biāo)準(zhǔn)、D-2289標(biāo)準(zhǔn)（高應(yīng)變率）和D-882標(biāo)準(zhǔn)（薄片材）。ASTMD-2343標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用于玻璃纖維的拉伸試驗(yàn)方法；ASTMD-897標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了適用于粘結(jié)劑的拉伸試驗(yàn)方法；ASTMD-412標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了硬橡膠的拉伸試驗(yàn)方法。鋼筋高速拉伸試驗(yàn)

第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五（－）低碳鋼拉伸試驗(yàn)1.準(zhǔn)備試件。用刻線機(jī)在原始標(biāo)距范圍內(nèi)刻劃圓周線（或用小鋼沖打小沖點(diǎn)），將標(biāo)距內(nèi)分為等長的10格。用游標(biāo)卡尺在試件原始標(biāo)距內(nèi)的兩端及中間處兩個相互垂直的方向上各測一次直徑，取其算術(shù)平均值作為該處截面的直徑，然后選用三處截面直徑的最小值來計(jì)算試件的原始截面面積A。（取三位有效數(shù)字）。2.調(diào)整試驗(yàn)機(jī)。根據(jù)低碳鋼的抗拉強(qiáng)度σb和原始橫截面面積估算試件的最大載荷，配置相應(yīng)的擺錘，選擇合適的測力度盤。開動試驗(yàn)機(jī)，使工作臺上升10mm左右，以消除工作臺系統(tǒng)自重的影響。調(diào)整主動指針對準(zhǔn)零點(diǎn)，從動指針與主動指針靠攏，調(diào)整好自動繪圖裝置。3.裝夾試件。先將試件裝夾在上夾頭內(nèi)，再將下夾頭移動到合適的夾持位置，最后夾緊試件下端。4.檢查與試車。請實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查以上步驟完成情況。開動試驗(yàn)機(jī)，預(yù)加少量載荷（載荷對應(yīng)的應(yīng)力不能超過材料的比例極限），然后卸載到零，以檢查試驗(yàn)機(jī)工作是否正常。5.進(jìn)行試驗(yàn)。開動試驗(yàn)機(jī)，緩慢而均勻地加載，仔細(xì)觀察測力指針轉(zhuǎn)動和繪圖裝置繪出圖的情況。注意捕捉屈服荷載值，將其記錄下來用以計(jì)算屈服點(diǎn)應(yīng)力值σS,屈服階段注意觀察滑移現(xiàn)象。過了屈服階段，加載速度可以快些。將要達(dá)到最大值時(shí)，注意觀察“縮頸”現(xiàn)象。試件斷后立即停車，記錄最大荷載值。第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期五6.取下試件和記錄紙。7.用游標(biāo)卡尺測量斷后標(biāo)距。8.用游標(biāo)卡尺測量縮頸處最小直徑d1。低碳