扫描电镜应用之SEM-EDS金属材料研究及失效分析

材料的性能与组织的关系

正确的金相分析是失效分析的基础。首先是对各种光学显微镜不能分辨的基本显微组织的分析，如隐针马氏体、屈氏体等；其次是对显微组织精细结构的分析，如上贝氏体中铁索体和渗碳体两个相的形态，条状马氏体的细长板条状的立体形态等。再次，各种金属间化合物相、碳化物相、硼化物相及氮化物相等。如高温合金中的相、叮相、11相、Laves相、相、G相、X相、M 型化合物、P相等，硬质合金中的C0相WC相等等。其他金相分析，如异种钢接头焊缝底层的不均匀带、硬质合金晶粒形状大小、硬质合金的混料、蠕墨铸铁中石墨的空间立体形态、钢中显微裂纹和显微缩孔等等。金相分析一般在低倍分析及光学显微镜分析的基础上结合结构分析(如X射线衍射分析、电子衍射分析等)和微区成分分析(如波谱仪、能谱仪等等)等完成的。 
 
 

样品制备，按照金相制备，腐蚀深度尽量大一些。这时候的样品表面非常平整。

微裂纹 （扫描电镜SEM）                         金相组织（扫描电镜SEM）

 

硬质合金金相（扫描电镜SEM）

 

硬质合金晶粒形状（扫描电镜SEM）

材料中的相分析： 基于化学成分的相分布及鉴定（SEM+BSE or EDS)  , 钢铁中的非金属夹杂物统计分析。

 

 

 

材料性能与断裂形态关系 ：利用扫描电镜（结构原理）进行电子断口分析，是在失效分析中的最主要的应用，利用SEM对断裂机理分析归类，明确断裂类型，其次是对裂纹源位置和扩展方向的判定，金属材料的主要断裂机理有：韧窝断裂、解理断裂、滑移分离、准解理断裂、疲劳断裂及环境断裂等。

 

超级钢鱼眼疲劳（扫描电镜SEM）

 

疲劳断裂形态（扫描电镜SEM）

 

拉伸试验材料断裂面扫描电镜图像（扫描电镜SEM）

 

A: 纯Ti
B: Ti-6Al-7Nb
C: Co-Cr;
D: Fe-Pt keeper (Fe-36at%Pt)
E: Interior of the Fe-Pt magnet (Fe-39.5at%Pt-0.75at%Nb)
F: Surface of the Fe-Pt magnet (Fe-39.5at%Pt-0.75at%Nb)

 

周期疲劳条纹（扫描电镜SEM）

 

钼的沿晶断裂（扫描电镜SEM）

 

穿晶解理断口（扫描电镜SEM）

 

穿晶解理断口 （扫描电镜SEM）                            韧窝断口（扫描电镜SEM）

 

沿晶断口（扫描电镜SEM）                        沿晶氢脆（扫描电镜SEM） 

 

材料的形变

 

多晶位错及滑移（扫描电镜SEM）

 

材料的微观表征

 

镁合金表秒化学镀（扫描电镜SEM）           镁合金疏松组织（扫描电镜SEM）

 

应力腐蚀材料表面腐蚀产物（扫描电镜SEM）
 

　　审核编辑人：鄢梦凡