[发明专利]一种金属材料显微缺陷的分析方法

说明书

本发明涉及金属材料失效分析领域，具体公开了一种金属材料显微缺陷的分析方法，包括以下步骤：A、显微缺陷定位：对金属材料的显微缺陷进行标记定位；B、取样：沿垂直于显微缺陷的长度方向截取长度为20～30mm的微观缺陷试样；C、低温冷脆处理：将试样进行低温处理后握住试样两端一次性掰开，即得打开的显微缺陷面；D、微观观察分析：对打开的显微缺陷面进行微观形貌观察和判定分析。本发明将显微缺陷的试验低温冷脆处理后，可以将显微缺陷面无损的打开，保证了显微缺陷面的完整性，再对显微缺陷面进行观察和分析，能够更加准确的判定显微缺陷的性质，准确判定显微缺陷的性质后可以选择正确的措施避免或消除金属材料显微缺陷。

技术领域

本发明涉及金属材料失效分析领域，尤其是一种金属材料显微缺陷的分析方法。

背景技术

在金属材料研究及失效分析工作中，需结合工况开展一些相应的应用研究和分析。在应用研究过程中时常会发现材料本身或焊缝出现一些缺陷，如母材开裂，焊缝夹渣等。发现这些缺陷时，需要对缺陷进行研究分析，以确认缺陷性质，然后寻找相关解决办法。目前，对于尺寸较大的缺陷，在未打开缺陷面时，缺陷的性质就能够确定；对于金属材料的显微缺陷，因其尺寸特别小，金相试样面观察，一般小于1mm，肉眼几乎无法识别，需要在显微镜下进行观察，而由于显微缺陷难以打开，本领域便默认显微缺陷面不能打开，对显微缺陷的研究也仅限于表面观察。即不管对于尺寸较大的缺陷还是显微缺陷，目前的失效研究分析仅为观察其表面特征，从而确定缺陷的性质，但是对于显微缺陷，仅仅根据表面特征就判定缺陷性质具有局限性，显微缺陷本身较为微小，没有结合缺陷的全貌和表面特征，无法准确的判断缺陷的性质。对于一些新材料及已经应用的材料，在使用和服役过程中也时常存在一些未知的问题，需要对其进行研究分析，因此，亟需寻找一种金属材料显微缺陷的分析方法，对显微缺陷面进行全面分析，从而准确定性显微缺陷所属的类型名称、种类属性、形貌特征和缺陷深度，对金属材料的失效分析提供针对性的技术指导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对显微缺陷面进行全面分析的金属材料显微缺陷的分析方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属材料显微缺陷的分析方法，包括以下步骤：

A、显微缺陷定位：对金属材料的显微缺陷进行标记定位；

B、取样：沿垂直于显微缺陷的长度方向截取长度为20～30mm的微观缺陷试样；

C、低温冷脆处理：将试样进行低温冷脆处理后握住试样两端一次性掰开，即得打开的显微缺陷面；

D、微观观察分析：对打开的显微缺陷面进行微观形貌观察和判定分析。

进一步的，所述步骤(A)中首先用金相显微镜观察定位显微缺陷，然后采用显微维氏硬度计在显微缺陷周围定位压痕标记。

进一步的，所述步骤(B)中首先沿步骤(A)的定位标记画出宽≤1mm、高≤1mm试样形状，显微缺陷位于试样中部位置，沿画出的试样形状切割得到长条试样，然后用酒精清洗试样。长度为20～30mm，宽≤1mm、高≤1mm试样，显微缺陷包含在试样中部位置，试样截面尺寸较小需要较小的力就可以无损的掰开显微缺陷面。

进一步的，对所述步骤(B)所得的试样在显微镜下确认显微缺陷在试样内。

进一步的，所述步骤(C)中将试样采用液氮或酒精低温冷脆处理20～30min，然后在靠近标记定位处握住试样两端一次性掰开试样。低温处理20～30min是可以确保整个试样全部冷透(包括心部)，即试样整体实现冷脆，实现显微缺陷面的无损打开。

进一步的，所述步骤(C)的酒精低温冷脆处理温度为-85℃～-75℃，采用比较廉价的酒精介质在低温槽中在-80℃左右可以使绝大多数金属材料完全变脆，如果控温在低于-85℃及更低，酒精的流动性将变差，酒精变得黏糊，导致低温处理操作执行难度增加。