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摘 要：目前而言，在金属材料大量运用中，金属材料的质量也尤为关键的，下文主要综述了金属材料的相关检测方法，对如何增强金属材料检测能力进行研究，仅供参考。
关键词：金属材料；检测方法；研究
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：
一、几种金属材料的检测
a马口铁镀层性能检测
镀锡量的测试方法很多,如化学容量法、金相法、X 射线荧光法、β 射线法和库仑法等。目前我国研制的仪器利用了库仑原理,这种方法的原理是,以试样为阳极,在盐酸电解液中通过恒定的电流使镀锡层溶解。由于纯锡层、合金层和钢基基体相对于参考电极的电位不同,因此通过记录溶解过程中试样电位随时间的变化,就可以分别得到纯锡层和合金层完全溶解所用的时间,计算出各自完全溶解所消耗的电量;最后根据法拉第电解定律求出纯锡量和合金锡量。
b铁磁基体非磁性膜厚测量
近年来,经常有一些涂覆塑料、富锌涂料和沥青涂料的钢铁制品要检测涂层厚度,使用MI- NI2100型膜厚测量仪,可以开展膜厚检验。
cΦ50mm钢管的弯曲试验
对钢管制造者和使用者来说,一般不担心钢管的拉伸性能能否合格,往往担心钢管在承受弯曲变形时能否开裂,尤其是焊接管。过去Φ50mm钢管不能开展钢管的弯曲试验,长春第一材料试验机厂专门研制了一台液压式弯曲试验机。除弯管试验外,该机还可用于螺纹钢、钢板等的弯曲性能试验。
d实现显微镜视频摄像
MM6大型金相显微镜是又一贵重仪器,主要用于金属显微组织分析,第二相及各类夹杂物的鉴别。这些分析鉴别工作通常需要拍摄记录下来,传统的方法是使用胶片。胶片感光后,拿到暗室经过显影、定影和晾干处理,然后再去印相。经过显影、定影和烘干后,才能看到照片,如果不好还需重新拍摄。在MM6显微镜上安装了一套视频摄像装置,通过计算机视频采集处理,使观测的显微组织在屏幕上成像。信号传送到视频拷贝机,随时可以获得照片。这套装置的成功实施,其意义不仅在于可以摄像,也为定量金相工作打下了硬件基础。需要说明,视频照片是无法代替胶片照片的。
e配备了图像分析仪
金相组织的评定正在由定性向定量化发展,并已逐步体现在金相检验标准之中。例如,YB27- 77《钢的晶粒度测定法》中對晶粒度的测定方法规定,一般采用比较法,而修订后的 GB/T6394- 1986《金属平均晶粒度测定法》等效采用了ASTME112- 81标准。对晶粒度的数值表示,除晶粒度级别指数外,还规定了平均截距、晶粒平均截面积和单位体积晶粒数等参数。同时还规定了晶粒度测定结果的置信度,运用了数理统计方法来表达测定结果的可靠程度。这表明定量金相学已进入日常金相检验工作。显微组织评定的定量化是控制产品质量的需要, 而能完成这项工作的先决条件就是要有图像分析仪。
图像分析仪是根据体视学原理将成像系统生成的图像转换成电信号,经逐行扫描图像,得到一个电压-位置函数。电压随着被扫描图像的明暗成比例地变化。当扫描束从一个组成相转移到另一个组成相时,由于彼此间的衬度不同,导致脉冲的变化。扫描器将一个可以调节的直流电压与扫描输出的视频信号进行比较,其交点就是特征物的边界。图像分析仪可以测出面积、周长、直径和体积等参数。把这些基本参数进行不同组合,可以完成复杂的图像识别工作。数据处理单元将计算机的计算结果进行变换,通过输出设备获得最终结果。目前,图像分析仪正在由专用型向以微机为基础附加若干硬件和软件的方向发展,价格比较经济。国内已有多家厂家通过合资或引进技术的方式开发了此类仪器。
二、检测仪器检测金属
2.1直读光谱或CCD光谱分析仪
目前我们采用的化学分析方法并不完全适合金属的分析试验。先进的实验室都使用直读光谱仪分析金属,样品只需简单的加工,就可上机试验,1~2min 就可得出结果。我所去年引进了德国产布鲁特仪器公的Q8直读光谱仪,检测效率高速度快.适应了客户对金属材料元素准确快速分析的需求。在这里特别应该提到发射光谱仪,新型发射光谱仪由于采用了 CCD 技术,性能更加优越,是目前性能价格比最好的金属光谱分析仪器。可以分析铁、镍、铜、铝、锌、镁、钛、锆、铅基基体及合金。传统的发射光谱(OE)是通过电极与试样之间的放电,对样品中元素的原子进行激发,原子中的电子跃迁发出的光经过光学系统分光,由光电倍增管接受并转换成电信号,再由计算机处理而得到分析结果。由于被测样品所发出的光含有许多特征谱线,这些谱线与存在金属中的元素一一对应,某元素含量越高,其特征谱线的强度就越强。发射光谱仪就是根据所接受的特征谱线的不同及其光强来确定元素的存在和含量。
CCD发射光谱仪的工作原理与传统的光谱仪相同, 但光的接受方式发生了重大变化。分光系统采用特制的全息平场型衍射光栅,探测器为电荷耦合器件(CCD)。CCD探测器是由众多像素构成的线阵,可以分辨 4096 个像元信号。与传统的光谱仪相比,CCD 发射光谱仪具有重量轻、对外界环境要求低、全谱接收和预装基体多等特点。
2.2硅钢片检验
目前硅钢片属重要的电工材料,用途广泛,我国的生产能力有限,价格也高于国外同类商品,每年要从日本、韩国、俄罗斯、德国等国进口。硅钢片分为热轧和冷轧两类,后者又可以继续分为晶粒取向型和无取向型两种。由于冷轧硅钢片性能优良,进口的几乎都是冷轧硅钢片。其检验项目有强度、膜厚、密度、叠装系数、铁损、磁感强度、矫顽力等。
2.3不锈钢腐蚀试验和涂膜镀锡钢板试验
一般来说，食品卫生越来越受到重视,近年,因包装材料影响食品质量的问题时有发生,检验涂覆环氧酚醛涂料或其他涂料的镀锡钢板(或镀铬板)的需求已提到工作日程。根据盛装内容的不同,这类材料通常要开展涂膜厚度、附着力、耐蚀力、耐酸蚀、耐硫蚀、抗冲击、耐弯折、透过率和孔性试验,这些检验内容对提高罐装食品的质量,增加出口,有一定意义。
2.4无损探伤检验
通常无损检验是金属材料的又一重要方面, 大多数锅炉压力容器材料都有无损探伤的要求。通常,用超声波等仪器对钢材内部的缺陷性质、等级、分布情况进行检测,无损探伤对了解和控制产品质量有重要意义。
三、结束语
总而言之，伴随着社会迅速发展，金属材料的检测技术随也随之提高,尤其是生产的迫切需要,在近几十年来有了长足的进展,现在已经成了生产过程中一种必不可少的手段。在实际的生产应用中应该根据方便性和可靠性的原则选择合适的金属材料的检测方法。利用金属检测结果对生产工艺和工序进行适当的调整从而保证生产中人员和设备的安全。
关键词：金属材料；检测方法；研究
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：
一、几种金属材料的检测
a马口铁镀层性能检测
镀锡量的测试方法很多,如化学容量法、金相法、X 射线荧光法、β 射线法和库仑法等。目前我国研制的仪器利用了库仑原理,这种方法的原理是,以试样为阳极,在盐酸电解液中通过恒定的电流使镀锡层溶解。由于纯锡层、合金层和钢基基体相对于参考电极的电位不同,因此通过记录溶解过程中试样电位随时间的变化,就可以分别得到纯锡层和合金层完全溶解所用的时间,计算出各自完全溶解所消耗的电量;最后根据法拉第电解定律求出纯锡量和合金锡量。
b铁磁基体非磁性膜厚测量
近年来,经常有一些涂覆塑料、富锌涂料和沥青涂料的钢铁制品要检测涂层厚度,使用MI- NI2100型膜厚测量仪,可以开展膜厚检验。
cΦ50mm钢管的弯曲试验
对钢管制造者和使用者来说,一般不担心钢管的拉伸性能能否合格,往往担心钢管在承受弯曲变形时能否开裂,尤其是焊接管。过去Φ50mm钢管不能开展钢管的弯曲试验,长春第一材料试验机厂专门研制了一台液压式弯曲试验机。除弯管试验外,该机还可用于螺纹钢、钢板等的弯曲性能试验。
d实现显微镜视频摄像
MM6大型金相显微镜是又一贵重仪器,主要用于金属显微组织分析,第二相及各类夹杂物的鉴别。这些分析鉴别工作通常需要拍摄记录下来,传统的方法是使用胶片。胶片感光后,拿到暗室经过显影、定影和晾干处理,然后再去印相。经过显影、定影和烘干后,才能看到照片,如果不好还需重新拍摄。在MM6显微镜上安装了一套视频摄像装置,通过计算机视频采集处理,使观测的显微组织在屏幕上成像。信号传送到视频拷贝机,随时可以获得照片。这套装置的成功实施,其意义不仅在于可以摄像,也为定量金相工作打下了硬件基础。需要说明,视频照片是无法代替胶片照片的。
e配备了图像分析仪
金相组织的评定正在由定性向定量化发展,并已逐步体现在金相检验标准之中。例如,YB27- 77《钢的晶粒度测定法》中對晶粒度的测定方法规定,一般采用比较法,而修订后的 GB/T6394- 1986《金属平均晶粒度测定法》等效采用了ASTME112- 81标准。对晶粒度的数值表示,除晶粒度级别指数外,还规定了平均截距、晶粒平均截面积和单位体积晶粒数等参数。同时还规定了晶粒度测定结果的置信度,运用了数理统计方法来表达测定结果的可靠程度。这表明定量金相学已进入日常金相检验工作。显微组织评定的定量化是控制产品质量的需要, 而能完成这项工作的先决条件就是要有图像分析仪。
图像分析仪是根据体视学原理将成像系统生成的图像转换成电信号,经逐行扫描图像,得到一个电压-位置函数。电压随着被扫描图像的明暗成比例地变化。当扫描束从一个组成相转移到另一个组成相时,由于彼此间的衬度不同,导致脉冲的变化。扫描器将一个可以调节的直流电压与扫描输出的视频信号进行比较,其交点就是特征物的边界。图像分析仪可以测出面积、周长、直径和体积等参数。把这些基本参数进行不同组合,可以完成复杂的图像识别工作。数据处理单元将计算机的计算结果进行变换,通过输出设备获得最终结果。目前,图像分析仪正在由专用型向以微机为基础附加若干硬件和软件的方向发展,价格比较经济。国内已有多家厂家通过合资或引进技术的方式开发了此类仪器。
二、检测仪器检测金属
2.1直读光谱或CCD光谱分析仪
目前我们采用的化学分析方法并不完全适合金属的分析试验。先进的实验室都使用直读光谱仪分析金属,样品只需简单的加工,就可上机试验,1~2min 就可得出结果。我所去年引进了德国产布鲁特仪器公的Q8直读光谱仪,检测效率高速度快.适应了客户对金属材料元素准确快速分析的需求。在这里特别应该提到发射光谱仪,新型发射光谱仪由于采用了 CCD 技术,性能更加优越,是目前性能价格比最好的金属光谱分析仪器。可以分析铁、镍、铜、铝、锌、镁、钛、锆、铅基基体及合金。传统的发射光谱(OE)是通过电极与试样之间的放电,对样品中元素的原子进行激发,原子中的电子跃迁发出的光经过光学系统分光,由光电倍增管接受并转换成电信号,再由计算机处理而得到分析结果。由于被测样品所发出的光含有许多特征谱线,这些谱线与存在金属中的元素一一对应,某元素含量越高,其特征谱线的强度就越强。发射光谱仪就是根据所接受的特征谱线的不同及其光强来确定元素的存在和含量。
CCD发射光谱仪的工作原理与传统的光谱仪相同, 但光的接受方式发生了重大变化。分光系统采用特制的全息平场型衍射光栅,探测器为电荷耦合器件(CCD)。CCD探测器是由众多像素构成的线阵,可以分辨 4096 个像元信号。与传统的光谱仪相比,CCD 发射光谱仪具有重量轻、对外界环境要求低、全谱接收和预装基体多等特点。
2.2硅钢片检验
目前硅钢片属重要的电工材料,用途广泛,我国的生产能力有限,价格也高于国外同类商品,每年要从日本、韩国、俄罗斯、德国等国进口。硅钢片分为热轧和冷轧两类,后者又可以继续分为晶粒取向型和无取向型两种。由于冷轧硅钢片性能优良,进口的几乎都是冷轧硅钢片。其检验项目有强度、膜厚、密度、叠装系数、铁损、磁感强度、矫顽力等。
2.3不锈钢腐蚀试验和涂膜镀锡钢板试验
一般来说，食品卫生越来越受到重视,近年,因包装材料影响食品质量的问题时有发生,检验涂覆环氧酚醛涂料或其他涂料的镀锡钢板(或镀铬板)的需求已提到工作日程。根据盛装内容的不同,这类材料通常要开展涂膜厚度、附着力、耐蚀力、耐酸蚀、耐硫蚀、抗冲击、耐弯折、透过率和孔性试验,这些检验内容对提高罐装食品的质量,增加出口,有一定意义。
2.4无损探伤检验
通常无损检验是金属材料的又一重要方面, 大多数锅炉压力容器材料都有无损探伤的要求。通常,用超声波等仪器对钢材内部的缺陷性质、等级、分布情况进行检测,无损探伤对了解和控制产品质量有重要意义。
三、结束语
总而言之，伴随着社会迅速发展，金属材料的检测技术随也随之提高,尤其是生产的迫切需要,在近几十年来有了长足的进展,现在已经成了生产过程中一种必不可少的手段。在实际的生产应用中应该根据方便性和可靠性的原则选择合适的金属材料的检测方法。利用金属检测结果对生产工艺和工序进行适当的调整从而保证生产中人员和设备的安全。