直播回顾 | 金相分析技术在材料失效分析中的应用

十九世纪末，金相这一名词获得了新的意义，且与显微镜组织结下了不解之缘，金相显微镜也就成为了研究金属内部组织结构的重要工具。

金相技术：制样、显微镜的使用、组织识别、定量测量及记录等试验技术

金相检验：对试样的金相组织作出定性鉴别和定量测量的过程

金相分析：对材料研究中的某种现象、质量控制中某种事件进行广泛的金相检验后，运用金相原理进行综合分析，得出科学结论

失效分析就是对失效件的宏观特征与微观特征、材质、工艺、理化性能、规定功能、受力状态及环境因素等进行综合分析，判明失效模式与原因，提出预防与纠正措施的技术与管理活动。

确定失效分析的对象，判断失效件的失效模式，找出引发失效的原因，提出改进或预防措施，防止同类失效事件再次发生，保障装备的使用安全。

失效件损伤特征及位置可借助体视显微镜下作进一步的观察与分析，全面地掌握失效件的宏观特征(断裂起源与扩展方向、源区形貌、腐蚀与磨损的深度与颜色、损伤痕迹与特征等)，为判断失效模式提供依据。

金相检验是失效分析中很重要的一项工作，包括宏观检验与微观检验利用光学显微镜对失效件的低倍组织、高倍组织、夹杂物及晶粒度等进行检查分析。

低倍酸蚀检验：检查材料内部偏析、疏松、夹杂、气孔等缺陷；表面折叠、夹砂、斑疤等缺陷；内裂纹、白点、过烧等；锻造流线、焊接质量、磨削烧伤等。

显微组织分析：判断失效件的热处理或冷加工工艺是否正常。

分析失效件在工作条件下发生的腐蚀、磨损、氧化和表面加工硬化等。

显微镜的鉴别能力主要决定于物镜，物镜的鉴别能力可分为平面和垂直鉴别能力。

平面鉴别能力：即物镜的分辨率，指物镜所具有的将显微组织中两物点清晰区分的最小距离d的能力。d即为物镜的分辨能力（鉴别率）。两物点间最小距离d愈小，物镜的分辨能力愈高。

d=λ/2NA

垂直鉴别能力：即物镜垂直分辨率又称景深，指物镜所具有在景深方面能清晰造像的能力，即垂直方面能清晰造像的最大景深深度，深度越大表示垂直鉴别率越大。景深h为：

h=n/(NA)M（0.15~0.30）

由此可见，物镜的垂直鉴别率与数值孔径、放大倍数成反比，要提高景深，最好选用数值孔径小的物镜或减小孔径光阑以缩小物镜的工作孔径，但这样就会降低物镜的分辨能力。所以要调和这一矛盾只能视具体情况而定。

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