金相分析技術(shù)在鍋爐壓力容器中的應(yīng)用

 

 

俄 國 學(xué) 者 安 諾 索 夫 第 一 個(gè) 用 生 物 顯 微 鏡 斜 照 明 方 式 研 究 鋼 的組織（ １８３１ 年） 從而誕生了金相學(xué)研究方法， 經(jīng)過英國冶金學(xué)者 Ｓｏｒｂｙ 的大量開拓性工作而奠定了基礎(chǔ) 。金相學(xué)的建立， 對(duì)揭示合金內(nèi)部組織奧秘起到了十分重要的作用。２０ 世紀(jì)初 ， Ｒｏｂｅｒｔ Ａｕｓｔｉｎ 等人將相律應(yīng)用于冶金研究，建立了相圖，結(jié)合金相組織的研究使人們對(duì)于金屬材料有了比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)， 確立了合金的成分與金相組織、材料性能之間的關(guān)系 。

２０ 世紀(jì) ４０ 年代， 美國金相學(xué)家 Ｂｅｒｈａ 等人發(fā)明了彩色金相技術(shù)， 它將顏色 光 學(xué) 、干 涉 膜 金 相 學(xué) 、電 化 學(xué) 及 各 種 彩 色 顯 示 方 法 和 彩 色 攝 影 技 術(shù) 融為 一 體， 從 而 為 光 學(xué) 金 相 開 拓 了 一 個(gè) 嶄 新 的 領(lǐng) 域， 它 有 著 許 多 黑 白 金 相*的*性 。為了獲得更高的分辨率以觀察更 細(xì) 微 的 內(nèi) 部 結(jié)構(gòu)， 透射式電子顯微鏡在 ２０ 世紀(jì) ３０ 年代初研制成功。１９４０ 年 Ｍｅｈｌ 用復(fù)型方法研究了金屬更細(xì)微的組織， 使鑒別達(dá)到數(shù)十納米。６０ 年代開展的薄膜電鏡研究，證實(shí)了晶體中位錯(cuò)的存在并直接觀察到了位錯(cuò)的移動(dòng)，使人們對(duì)于材料的強(qiáng)度理論有了正確的認(rèn)識(shí)。６０ 年代后期，掃描電子顯微鏡應(yīng)運(yùn)而生， 它具有良好的垂直鑒別率，是斷口觀察的理想設(shè)備，掃描電鏡的推出， 使電子斷口學(xué)得以發(fā)展完善。觀 察 手 段 的 改 進(jìn) 使 金 相 學(xué) 起 了 明 顯 的 變 化， 目 前， 它 的 主 要 發(fā) 展 趨勢(shì)是定量金相學(xué)， 它是由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測(cè) 量 和 計(jì) 算 來 確 定 合 金 組 織 的 三 維 空 間 形 貌， 從 而 建 立 合 金 成 分 、組 織和性能間的定量關(guān)系。將計(jì)機(jī)應(yīng)用于圖像處理， 具有精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)， 可以大大提高工作效率。計(jì)算機(jī)定量分析正逐漸成為人們分析研究 各 種 材 料， 建 立 材 料 的 顯 微 組 織 與 各 種 性 能 間 定 量 關(guān) 系， 研 究 材 料 組織轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)等的有效工具。

 

 

要進(jìn)行金相分析，就必須制備能用于微觀觀察檢驗(yàn)的樣品——金相試樣， 也可稱之為磨片。通常 ， 金相試樣制備要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟： 取樣、鑲嵌、磨光（粗磨和細(xì)磨） 和拋光。但在鍋爐和壓力容器的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中 是不允許破壞被檢對(duì)象的， 取樣觀察便無法實(shí)施。此時(shí)，可直接在工件上選定檢驗(yàn)點(diǎn)， 進(jìn)行磨光—拋光—侵蝕等過程 ，從而保證工件的完整性。觀

察 組 織 時(shí) 可 用 便 攜 式 金 相 顯 微 鏡， 它 的 底 座 帶 有 磁 力 吸 座， 可 直 接 吸 附在 工 件 上 進(jìn) 行 觀 察， 對(duì) 于 無 法 用 顯 微 鏡 觀 察 的 部 位， 制 樣 后 采用金 相 復(fù)型的方法將需要觀察處用薄膜復(fù)制出來， 帶到實(shí)驗(yàn)室觀察。
 

 

通 過 將 預(yù) 制 的 復(fù) 型 材 料 與 金 相 試 樣 貼 合 的 方 法 取 得 部 件 金 屬 微 觀組織的形貌。復(fù)型時(shí)， 先用溶劑將已制好的復(fù)膜軟化 ， 使其具有一定的流動(dòng)性，然 后 使 復(fù) 膜 片 與 金 屬 面 相 接 觸， 并 加 壓 使 復(fù) 膜 面 材 料 流 動(dòng) 充 滿 磨面上圖像的浮雕之間而復(fù)印出金相圖像。

金 相 復(fù) 型 是 鍋 爐 壓 力 容 器 金 相 檢 驗(yàn) 方 法 中 特 有 的 一 種 非 破 壞 性 檢驗(yàn) 技 術(shù)， 能 提 供 有 關(guān) 部 件 材 料 的 表 面 狀 態(tài) 信 息 ， 由 復(fù) 型 檢 驗(yàn) 結(jié) 果 可 獲 得的主要信息包括： 材料老化狀態(tài)， 碳化物析出長大和球化程度等； 材料損傷狀態(tài)， 蠕變孔洞和開裂傾向的程度等 ； 使用溫度狀態(tài)， 部件金屬的當(dāng)量

溫度等。