Speziell für die Beschreibung von Poren (Größenmessung, Anzahl der Poren pro Flächeneinheit, Größenverteilung etc.) wird eine Bildanalysesoftware empfohlen. Geben Sie seine Anwendung in den Daten zur Porenklassifizierung an.
2. Mikroskopische Analyse von MIM-Teilen
(1) Übersicht
Für die metallographische Untersuchung gibt es einige Unterschiede zwischen der Herstellung von Proben im Spritzgussverfahren (MIM) und den allgemein verwendeten metallographischen Proben. Siehe 6. l oben.
(2) Inspektion des optischen Mikroskops
1) Ausrüstung
Ein hochwertiges optisches Mikroskop, das ca. x 50-, x I00-, x 200- und x 500-mal vergrößern kann. Es benötigt ein Mikroskoplineal zum Messen von Abmessungen. Um die Maße manuell messen und aufzeichnen zu können, ist eine fotografische Ausrüstung erforderlich. Bei der Bildanalyse können digitale Bilder von der Kamera mit spezieller Software im Computer gewonnen und verarbeitet werden.
2) Porosität
Überprüfen Sie zuerst die Porosität auf der nicht belichteten Probe; Führen Sie bei Bedarf einen weiteren Test an der geätzten Probe durch.
A. Prüfung der Porenverteilung
Überprüfen Sie die Porenverteilung bei geringer Vergrößerung (x 50). Wenn die Porosität recht gleichmäßig ist, kann sie an der Oberfläche überprüft und gemessen werden. Wenn die Porendichte in bestimmten Teilen der Oberfläche unterschiedlich ist, sollten weitere Tests separat in jedem repräsentativen Teil durchgeführt werden. Die allgemeinen Anzeichen der Porenverteilung sollten aufgezeichnet werden (z.B. bei 0 Niedrigere Porosität nahe der Oberfläche mit einer Dicke von 6 mm.
B. Charakterisierung der Porosität
Die Charakterisierung der Porosität sollte mit x 100-mal durchgeführt werden. Die zu prüfende Oberfläche sollte mit typischer Repräsentativität und guter optischer Qualität (Glätte, Polierzustand, keine Kratzer usw.) ausgewählt werden. Um sicherzustellen, dass während der Probenvorbereitung keine geschlossenen Poren entstehen, kann es sinnvoll sein, den gleichen Bereich nach dem zusätzlichen Polieren zu inspizieren.
Die Charakterisierung der Porosität sollte folgende Daten umfassen:
Die Porenform wird anhand der Form der meisten Poren bewertet. Oder es kann als "kreisförmige oder kugelförmige Poren" oder "unregelmäßige Poren" bezeichnet werden. Wenn die Poren unregelmäßig geformt sind, können spezifische Beschreibungen der tatsächlichen Porenform nach Bedarf hinzugefügt werden.
Die durchschnittliche Porengröße.Der durchschnittliche Porendurchmesser wird durch Analyse von Bildern oder Messen und Berechnen der durchschnittlichen Größe einer ausreichenden Anzahl sichtbarer Poren (*10% der Summe) ermittelt.
Die Abundanz der Poren.Die Abundanz einer Pore wird durch das Verhältnis der Anzahl der Poren in der gemessenen Fläche zur gemessenen Gesamtfläche bestimmt. Bei der Bildanalyse wird dieser Wert allgemein als "count/area" bezeichnet. Zusätzlich kann es wichtig sein, den Porenbereich durch den gemessenen Bereich zu teilen.
a) das Forschungsgebiet; b) Berechnung der kleineren Fläche; c) Nicht Rettungspore
C. Beispiele für manuelle Messung und Berechnung.
Bei der untersuchten Fläche besteht die eigentliche Berechnungs- und Messmethode darin, die Oberfläche in mehrere kleinere Bereiche zu unterteilen, wie z.B. in Buchstabe b), und dann die Anzahl der Poren in einem oder mehreren Bereichen zu berechnen. Wenn die Pore ein Teil von zwei verschiedenen Bereichen ist, sollte nur der untere rechte Teil der Fläche berechnet werden. In Buchstabe c wird der durchschnittliche Durchmesser nicht kugelförmiger Poren durch den Mittelwert zwischen der Mindestgröße a) und der maximalen Größe b bestimmt.
D. Überprüfung der Porosität
Um die Mikrostruktur des Materials anzuzeigen, ist es notwendig, die Probe zu ätzen. Wie zuvor, wenn die Probe mit der gleichen Vergrößerung getestet wird, sollte sie die gleiche Form von Poren, Größe und Verformung anzeigen.
3) Sauberkeit
Sauberkeit zeichnet sich durch Leistung, Menge und Umfang der Einschlüsse aus. Einschlüsse sind im Wesentlichen metallische oder nichtmetallische Verunreinigungen, die sich in ihrer Zusammensetzung vom Matrixmaterial unterscheiden und unabhängig voneinander sind. Mikroskope können oft nicht zwischen Einschlüssen und Poren unterscheiden. Manchmal kann eine Vergrößerung höher als x 500-mal oder höher anzeigen, ob es sich bei den Poren um echte Poren oder Einschlüsse handelt. Die erste Maßnahme, die bei Verdacht ergriffen werden kann, ist die gründliche Reinigung der Probe mit Ethanol und Ultraschall Rühren. Die Verwendung spezieller Reagenzien und deren Anwendung auf Einschlüsse führt zu einer anderen Farbe als die Poren und Matrix.
Die geeignetste Methode zur Bestimmung von Einschlüssen ist die Verwendung der Rasterelektronenmikroskopie (SEM). In dieser Richtlinie wird die Anwendung von SEM im folgenden Abschnitt konkret erörtert.
Nach der Bestimmung der Einschlüsse charakterisieren Sie sie mit der gleichen Methode wie für Poren. Manchmal ist es aufgrund der kleinen Unterschiede in Form, Farbe und Aussehen zwischen Poren und Einschlüssen schwierig, sie mithilfe von Bildern zu analysieren. Wenn die Anzahl der Einschlüsse nicht zu groß ist, kann die manuelle Auswahl von Einschlüssen eine praktikable Lösung für dieses Problem sein.
4) Mikroskopische Organisation
Die Mikrostrukturprüfung von MIM-Teilen kann nur mit Sinterteilen durchgeführt werden. Das Programm ist dasselbe wie Materialien, die für andere Quellen verwendet werden, mit dem einzigen Unterschied, dass die meisten MIM-Materialien eine geringe und gleichmäßige Porosität aufweisen (siehe Abbildung 22).
5) Ätzen
Die chemischen Reagenzien, die zum Ätzen verwendet werden, sind in Tabelle 7 dargestellt und können aus ihnen ausgewählt werden. Seien Sie besonders vorsichtig, da es die Porosität des Materials erodieren kann. Bleibt die Flüssigkeit in den Poren, kann sie während der Inspektion entweichen, was die Bildqualität beeinträchtigt und sogar die Ausrüstung korrodiert, insbesondere bei umgedrehten Mikroskopen.
6) Inspektion
Zur Überprüfung der Porosität (siehe oben) sollte nach der ersten Inspektion um x 100-mal, zur Identifizierung verschiedener Phasen und zur metallographischen Beobachtung eine geeignete Vergrößerung gewählt werden.
7) Messung der Korngröße
Bei Bedarf kann die Korngröße bestimmt werden. Für MIM-Materialien gilt auch das in Norm ISO 643 beschriebene Verfahren.
8) A. Ferrit
Besonderes Augenmerk sollte auf S-Ferrit gelegt werden. Diese Phase ist weit verbreitet in MIM-Prozessen für Edelstahl (wie 316L). Wenn Edelstahl auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt wird, erscheint er an Korngrenzen. Diese Farbe hat eine sehr helle hellblaue Farbe. Das Vorhandensein von Ferrit sollte gemeldet werden, und die relative Häufigkeit dieser Phase kann bestimmt werden.
9) Mängel
A. Ein Defekt ist ein Unfall, der das Aussehen, die Form oder die Leistung eines Teils beeinträchtigen kann. Dazu gehören Defekte im Spritzguss (Schweißlinien, unvollständiges Füllen, Senken usw.), Materialheterogenität, Hohlräume und Risse. Löcher sind viel größer als Poren, und einige Defekte mit längeren Abmessungen größer als 100 μ m sind systematisch oder zufällig. Das System ist viel einfacher zu prüfen und zu identifizieren als gelegentliche Mängel.
B. Die Inspektion und Charakterisierung von Defekten auf der Oberfläche eines grünen oder gesinterten Teils kann visuell beobachtet werden. Schließlich kann eine Lupe oder ein Mikroskop zur Inspektion verwendet werden. Je nach Art und Größe der Mängel können mehrere zerstörungsfreie Prüfmethoden zur Inspektion verwendet werden. Sowohl perspektivische Prüfverfahren als auch magnetische Prüfverfahren sind effektiv, um Oberflächenrisse in magnetischen Materialien abbilden zu können.
Wenn sich Defekte im Inneren befinden, ist es schwierig, sie zu erkennen, es sei denn, es besteht der Verdacht auf Defekte oder interne Defekte, die äußere Verformung des Aussehens verursachen. Wenn die inneren Hohlräume und Risse groß genug sind, können sie mit Röntgen- oder Ultraschall-Tiefen-Automatikgeräten lokalisiert werden. Kleinere Defekte kleiner als 1 mm können mittels Röntgenmikroskopie-Tomographie nachgewiesen werden.
Bei Defekten an grünen und braunen Teilen kann eine zerstörerische Prüfung durch Brechen oder Schneiden der Teile durchgeführt werden. Überprüfen Sie die beschädigten und geschnittenen Abschnitte, um Informationen über die Fehlerstelle zu erhalten. Defekte können auch unter dem Mikroskop untersucht werden. Es sei denn, der Ort des Defekts wird abgeleitet und die Größe des Defekts ist groß oder länglich innerhalb von Null, ist es unzuverlässig, dass die Probe durch den Defekt bricht.
(3) Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
1) Ausrüstung
SEM ist eine sehr nützliche Ausrüstung für die Inspektion von Materialien. Es verwendet einen Elektronenstrahl, um das zu prüfende Material anzuregen und erzeugt ein Videobild der Oberfläche unter Verwendung der sekundären Elektronen, die vom Material emittiert werden. Aufgrund der Tiefe der Brennweite ist es durch Zoomen möglich, die Kontur dieses Bildes und die angezeigte Oberfläche genau zu bestimmen. Die typische Vergrößerung von SEM beträgt von x 20 bis x20000 Mal.
Durch die Verwendung eines energetisch dispersiven Spektrometers (EDS), das an SEM befestigt ist, und die Nutzung der Energie von Röntgenstrahlen, die von Materialien emittiert werden, kann die Zusammensetzung lokaler Materialien analysiert werden.
2) Inspektion und Analyse
Um die Entladung von Ladungen mittels Elektronenstrahl zu induzieren, muss die mit REM getestete Probe leitfähig sein. Wenn die Probe selbst keinen Strom leiten kann (Polymer aus Rohteilen oder eingebetteten Proben), muss sie vor der Inspektion metallisiert werden. Eine dünne Vakuumbeschichtung aus Kohlenstoff oder Gold wird häufig verwendet.
Wie ein optisches Mikroskop kann es an der Oberfläche und im Querschnitt von Teilen inspiziert werden. Es kann auch die Bruchfläche inspizieren und ist sehr nützlich. Nachdem die Probe korrekt in das Mikroskop eingeführt und die Probenkammer abgesaugt wurde, ähnelt das Inspektionsverfahren dem eines optischen Mikroskops. Die SEM-Inspektion ist jedoch einfacher als die optische Mikroskopie.