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掃描電鏡測試案例-金屬斷裂失效分析

發(fā)布時間: 2024-08-30  點擊次數(shù): 350次

掃描電鏡原理:

掃描電鏡利用高能量電子束轟擊樣品表面,激發(fā)出樣品表面的各種物理信號,再利用不同的信號探測器接受物理信號轉(zhuǎn)換成圖像信息,可對陶瓷、金屬、粉末、塑料等樣品進(jìn)行形貌觀察和成分分析。

掃描電鏡測試項目:

SEM:形貌觀察,利用背散射電子(BEI)和二次電子(SEI)來成像。

EDS:成分分析(半定量),通過特征X-RAY獲取樣品表面的成分信息。

掃描電子顯微鏡作為一種高分辨率的電子顯微技術(shù),廣泛應(yīng)用于金屬材料生產(chǎn)和加工過程中,如缺陷檢測和失效分析。通過SEM觀察,可以及時發(fā)現(xiàn)金屬中的裂紋、氣孔、夾雜物等缺陷,并評估這些缺陷對材料性能的影響。

案例:掃描電鏡應(yīng)用之螺柱斷裂失效分析

某電腦頂蓋組裝段鎖螺絲時,鉚合在頂蓋上的螺柱易發(fā)生斷裂。

 

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斷面形貌分析

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螺柱斷面為撕裂狀形貌,未發(fā)現(xiàn)氫脆特征;

與位置2相比,位置1,3表面覆有大量顆粒狀物質(zhì),經(jīng)EDS鑒定為Zn;

正常螺柱扭轉(zhuǎn)斷裂斷口形貌應(yīng)與位置2相似,斷口成分應(yīng)不含Zn。

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螺柱的表面存在很多孔洞,其形貌與成分和斷面位 置1、3相似;

由此懷疑斷面位置1、3檢測到之Zn元素可能是由于鍍Zn前螺柱表面存在大量孔洞導(dǎo)致電鍍時Zn滲入螺柱內(nèi)部所致。

 


在螺柱邊緣發(fā)現(xiàn)很多黑色的類似“孔洞"狀物質(zhì)在材料內(nèi)部,其深度約60~70μm。

在螺柱邊緣亦有很多黑色的類似“孔洞"狀物質(zhì),深度約90μm;依成分結(jié)果可知其為孔洞;

在位置3、4為裂縫形貌,內(nèi)部含大量Zn,且有S, Cl等腐蝕性元素。

 

由此上述現(xiàn)象可推斷:

孔洞的產(chǎn)生應(yīng)該是被含有S, Cl等腐蝕性元素的腐蝕液腐蝕所致

裂縫在鍍Zn之前就已存在,部分孔洞在鍍鋅時被滲入的Zn填滿。

 

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