锌合金金相分析方法及内容有哪些

5次 2025.08.27

  在锌合金生产与质检环节,金相分析是揭示材料内部微观结构、判断性能优劣的关键技术。通过锌合金金相分析,观察锌合金的晶粒形态、相组成及缺陷分布,可精准追溯产品开裂、变形、耐蚀性差等问题的根源,为工艺优化与质量管控提供科学依据。


锌合金金相分析


  锌合金金相分析方法


  (1)光学显微镜观察:


  借助光学显微镜(放大倍数50-1000倍)观察试样微观结构,适用于分析晶粒大小、相分布及常见缺陷(如气孔、夹杂)。操作简便、成本低,是企业质检的常规手段,可通过图像分析软件测量晶粒尺寸,判断是否符合GB/T13818-2017《压铸锌合金》中对晶粒细化的要求。


 ?。?)电子显微镜观察:


  包括扫描电子显微镜(SEM)与透射电子显微镜(TEM),适用于高分辨率分析。SEM可观察表面形貌与断口特征,放大倍数可达10万倍,能清晰显示微小夹杂与晶间腐蚀痕迹;TEM则可观察原子级别的相结构,深入分析合金中强化相的形态与分布,为高端锌合金研发提供微观数据支持。


  锌合金金相分析内容


  1、晶粒结构分析


  晶粒大小与形态直接影响锌合金的力学性能:


  晶粒尺寸:通过显微镜观察并结合图像分析,测量晶粒平均直径。通常情况下,锌合金晶粒越细小,强度与韧性越高;若晶粒粗大(直径超过100μm),易导致材料延展性下降,在受力时出现开裂。


  晶粒均匀性:优质锌合金的晶粒应均匀分布,无明显大小差异。若存在局部晶粒异常长大(如热加工不当导致),会形成性能薄弱区域,影响产品整体稳定性。


  2、相组成与分布分析


  锌合金的相组织决定其综合性能,主要分析以下内容:


  基体相(α-Zn相):作为锌合金的基础相,呈亮白色,需观察其连续性与完整性。若基体相出现断裂或不连续,可能是铸造时冷却速度过快导致的组织缺陷。


  强化相(如β相、γ相):铝、铜等元素在锌合金中形成的强化相(如β-Zn13Al相),通常呈黑色或灰色。需分析强化相的分布密度与形态,若强化相聚集或呈网状分布,会降低合金耐蚀性;均匀弥散分布则能显著提升强度。


  有害相:如铁元素形成的FeZn13相,呈针状或块状,若含量过高(超过0.1%),会导致合金硬脆,加工时易产生裂纹,需通过金相分析精准识别并控制其含量。


  3、缺陷检测


  通过金相分析可精准识别锌合金中的常见缺陷,为质量改进提供方向:


  气孔与疏松:铸造过程中若排气不畅,易形成圆形或椭圆形气孔;疏松则表现为晶粒间的微小空隙,两者均会降低合金密度与力学性能,需统计缺陷数量与分布区域,优化浇注工艺。


  夹杂与偏析:夹杂多为外来杂质(如氧化物、硫化物),呈不规则黑色块状;偏析则是元素分布不均导致的局部成分差异,表现为局部区域相组织异常。需通过分析追溯缺陷来源,如原材料纯度或熔炼工艺问题。


  晶间腐蚀:在腐蚀后的试样中,晶间腐蚀表现为晶粒边界出现黑色腐蚀沟,会严重破坏合金结构完整性,需结合腐蚀试验,评估锌合金的耐蚀性能。


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