Nøglefunktioner til opmærksomhed i metallografisk mikrostrukturanalyse
Metallografisk observation under et metallurgisk mikroskop afslører lath martensit i den optiske mikrostruktur. Røntgendiffraktionsfaseanalyse og transmissionsanalyse viser, at tilbageholdt austenit også findes i den bratkølede mikrostruktur, hovedsageligt fordelt mellem martensitlægter. Kvantitativ røntgenmåling bestemmer, at indholdet af tilbageholdt austenit er 4,5 %. Lavtemperaturhærdning efter bratkøling kan forbedre stabiliteten af tilbageholdt austenit blandt martensitlægter og forbedre materialets styrke og sejhed. Desuden fungerer de tynde austenitfilm mellem martensitlægter som en hård fase. Under ekstern belastning opstår plastisk deformation og transformationsinduceret plasticitet (TRIP-effekt). Denne effekt spreder energi, hindrer sprækkeudbredelse eller sløver sprækkespidser, hvilket opnår en fremragende kombination af styrke og sejhed. Af denne grund har bratkølet og hærdet stål høj styrke sammen med gunstig slagstyrke, som er forbundet med tilbageholdt austenit i den martensitiske mikrostruktur dannet efter bratkøling.
I praktisk metallografisk analyse og forskning er det en fordel at være opmærksom på følgende egenskaber ved materialemikrostruktur. Det hjælper med at forbedre systematikken og stringens af eksperimentelt design og reducerer fejlfortolkning og urimelig analyse af observeret mikrostrukturel morfologi.
① Multi-skala karakter af materiale mikrostruktur: herunder atomær og molekylær skala, krystal defekt skala såsom dislokationer, korn-skala mikrostruktur, understruktur skala og makrostruktur skala.
② Heterogenitet af materialemikrostruktur: ægte mikrostrukturer udviser ofte heterogenitet i geometrisk morfologi, kemisk sammensætning og mikroskopiske egenskaber (f.eks. mikrohårdhed, lokal elektrokemisk adfærd).
③ Anisotropi af materialemikrostruktur: dækkende kornmorfologisk anisotropi, retningsbestemte træk ved strukturer med lav forstørrelse, krystallografisk foretrukken orientering og anisotropi af makroskopiske materialeegenskaber. Disse aspekter skal analyseres og karakteriseres separat.
④ Evolutionær karakter af materialemikrostruktur: ændringer i kemisk sammensætning, eksterne forhold og tidsafhængig fasetransformation og strukturel evolution kan ændre mikrostrukturen. Udover kvalitativ og kvantitativ analyse af statisk mikrostrukturel morfologi bør der derfor lægges vægt på, om faststoffasetransformation, mikrostrukturevolutionskinetik og evolutionsmekanismer skal undersøges.
⑤ Mulige fraktale karakteristika for materialemikrostruktur og opløsningsafhængighed i specifik metallografisk observation: kvantitative analyseresultater af mikrostruktur kan i høj grad afhænge af billedopløsning. Dette punkt fortjener særlig opmærksomhed under kvantitativ analyse af frakturoverflademorfologi og lagring og behandling af digitale mikrostrukturbilleder.
⑥ Begrænsninger af ikke-kvantitativ undersøgelse af materialemikrostruktur: Selvom kvalitativ mikrostrukturanalyse nogle gange kan opfylde kravene til materialeteknik, kræver materialevidenskabelig forskning normalt kvantitativ måling af de geometriske træk ved mikrostruktur og fejlanalyse af de kvantitative resultater.
