[发明专利]一种材料断口与金相组织相结合的分析方法

说明书

本发明公开了一种材料断口与金相组织相结合的分析方法，包括宏观与微观断口检查分析；断口镶嵌；断口面上的金相磨面制备；试样腐蚀；金相检测分析；扫描电镜检测分析交截区；清除断口上的镶嵌料；扫描电镜检测分析交截区与断口。本发明的材料断口与金相组织相结合的分析方法，采用将金相磨面与断口形貌特征联系分析的方法，能直接在微观尺度上确定断裂与组织特征之间的对应关系，直接获取断口上的信息与组织形貌间的联系；有效的结合分析方法为材料深层次的研究分析提供了依据。

技术领域

本发明涉及钢铁材料技术领域，尤其涉及一种材料断口与金相组织相结合的分析方法。

背景技术

材料的断裂与组织有着密切的关系，材料的显微组织明显地影响材料的断裂过程。因此，材料断裂后的断口分析常需要将断口形貌与金相组织特征联系起来考虑，这种综合分析在断裂研究中已经受到普遍的重视。目前，现有技术在分析材料的断裂与组织时，一般为分别进行断口和金相分析，不能直接在微观尺度上确定断裂与组织特征之间的对应关系。例如在断口金相技术方法中最常使用的直接侵蚀法，该方法是清洗断口不镶嵌，不打磨抛光，直接对断口面进行化学(或电化学)处理的方法，将腐蚀的断口放入扫描电子显微镜内进行观察，存在的缺陷为只能观察到断口的金相组织的形貌和形态，无法获取断口上的信息与组织形貌间的直接联系。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种材料断口与金相组织相结合的分析方法，解决上述在分析断口形貌与金相组织特征联系时存在的技术缺陷。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术中在分析断口形貌与金相组织特征联系时，不能直接在微观尺度上确定断裂与组织特征之间的对应关系，无法获取断口上的信息与组织形貌间的直接联系的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种材料断口与金相组织相结合的分析方法，包括以下步骤：

步骤1、宏观与微观断口检查分析；

步骤2、断口镶嵌；

步骤3、断口面上的金相磨面制备；

步骤4、试样腐蚀；

步骤5、金相检测分析；

步骤6、扫描电镜检测分析交截区；

步骤7、清除断口上的镶嵌料；

步骤8、扫描电镜检测分析交截区与断口。

进一步地，所述步骤1，具体步骤为检查并用丙酮溶液清洗断口，清洗后放入扫描电子显微镜中进行微观观察，确定分析内容和分析部位，根据确定的分析部位确定交截方式和打磨位置与深度；

进一步地，所述步骤2，所述镶嵌为热镶嵌；所述镶嵌温度为150℃～180℃；所述镶嵌的镶嵌料为丙烯酸树脂和聚氯乙烯；

进一步地，所述步骤3，具体步骤为根据步骤1检查确定的分析部位，进行打磨；所述打磨的磨面与需观察的断面之间的夹角为20°～45°；

进一步地，所述步骤4，具体为将步骤3打磨的磨面浸入腐蚀液中进行腐蚀；

进一步地，所述步骤5，具体为将步骤4腐蚀后的断口金相试样放在光学显微镜下进行组织观察，观察并记录下组织特征；

进一步地，所述步骤6，将在光学显微镜下观察后的断口金相试样放入扫面电子显微镜下进行观察交截区的组织是否显露清楚，如果达不到要求则需要重新抛光腐蚀；

进一步地，所述步骤7，具体为采用机械方法将步骤6的试样周边和底部的镶嵌料去除，再将断口金相样品放入丙酮溶液中溶解5～72小时，最后超声波进行清洗，使断口洁净；

进一步地，所述步骤8，具体为采用扫面电子显微镜观察步骤7得到的试样的交截区的组织特征与断口形貌特征。