SEM铸造缺陷分析课件.ppt

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1、平成17年度素形材技術研讨会旨在制造更高品质的鋳造品ー最新的鋳造品評価技術调查鋳造品缺陷的原因「从試片的制作到缺陷的分析株式会社ツチヨシ産業　黒川　豊1．前言2．SEM･EDSの概説3．SEM･EDSの試料制作4．鋳造缺陷解析････以气孔缺陷为例，如若有時間的话，就其他缺陷作一说明本章节所叙述的是发生在铸铁件上的气孔缺陷、夹杂物缺陷、粘砂缺陷等的鋳造缺陷，采用表面分析仪器将缺陷部位由数百倍放大到数千倍，通过调查微小部位的形状和成分，可以了解其原因的阐述1～4)。在这些分析中，主要采用的是带有能量分散型X线分析装置的电子扫描顕微鏡(SEM･EDS)。在本稿中就有关采用的SE

2、M･EDS鋳造缺陷分析及其試料的制作到缺陷的解析作了说明。再者，就有关SEM･EDSの操作方法，请参考厂家提供的手册｡AFSAmericanFoundrySociety.108thCastingCongressJune12-15,2004--Rosemont,IL,USA2.SEM・EDSの概要（SEM）2.SEM・EDSの概要（EDS）3.SEM･EDS的試料制作采用的分析試料･･･要有代表性的､最少3处以上｡不能有锈､不能有涂料等的附着物｡試料切断･･･不能损伤試料，要易于分析｡特性X線要可以检测出来｡試料的清洗･･･去掉切断時的脏东西｡清洗后要十分干燥｡可以抽真空｡試料真

3、空镀敷(离子涂覆)･･･真空镀敷时根据需要进行｡分析･･･先用低倍率看整体，之后，再提高倍率｡①分析試料采集-1在夹砂集中的部位和渣化处｡分析的地方，由于缺陷内部不一样，所以列举了N数｡①分析試料采集-2試料1:左没有石墨膜、右有試料2:没有石墨膜試料3：有石墨膜分析的部位，有时缺陷内部不一样｡→列举N数｡③試料清洗刀片的成分試料2:将試料切断時的脏东西(刀片)通过清洗去掉試料1:清洗时去掉試料上的锈､毛刺｡用镊子等去掉毛刺④試料真空镀敷(离子涂覆)通过离子真空镀敷检测Pt和Pd。Pt的最大量是与Zn的重叠，在没有真空镀敷的状态下分析。通过提高电流，不能看到清晰的SEM图像时，

4、拍摄EDS分析后真空镀敷的SEM图像。⑤分析-1检测器的方向不可分析部分（由于試料是凹的检测器呈阴影不能分析。分析可能部分分析顺序①确认缺陷的全部。②确定缺陷内部分析的部位。注意不要使检测器出现阴影。③分析。④拍摄分析部位的SEM图像⑤分析其他的分析部分。⑥拍摄整体图像⑤分析-2由于試料的观察方向的不同，形状有时也会不一样｡最初先观察試料的整体，再依次扩大｡4．1针孔缺陷根据表面分析将针孔缺陷分類（A）物理型Physicaltype（B）氧化反应型Oxidationreactiontype（B-1）凝固覆膜氧化型（B-2）残液氧化濃縮型（C）熔解型Dissolutiontype

5、（D）熔渣生成型Slagformationtype（D-1）锰硅酸盐系列的熔渣（D-2）接種剤・球化剤系列熔渣（D-3）硫化物系熔渣（D-4）夹砂系列及夹杂异物系列熔渣（E）其他Others针孔缺陷分類的要点缺陷形状(树枝状晶体形態)：由于液相或固态液态共存区域，导致气泡的形状不一样，所以可以推测出气泡发生的时间。缺陷发生位置：根据和浇注的位置、方案的位置、凝固覆膜上、凝固覆膜正下方、凝固関係、砂芯面附近等缺陷生成可了解到宏观信息。石墨膜：由于主要在气泡里结晶的是石墨、根据石墨的有無或石墨的量，可以推断出气泡的气体和气泡生成時间。在石墨膜上有成为气泡核的物質存在｡石墨膜也有剥落

6、的｡核：根据形成气泡核的物質、硫化锰、微細熔渣、氧化物等，并依据其种类和量可以推测出核的生成原因。微量元素的检测：Al(与水蒸気的脱氧反应)、Ti(表面張力低下)、Zn(气化)、Cu(晶粒边界偏析元素)、其他。氧化：根据EDS分析中的氧气检测，判断金属氧化物的存在､缺陷是否是氧化反应型｡試料生锈时不能判定｡另外，如果熔渣多的话，在熔渣中就含有氧气｡提高电流：在SEM分析中，非导電性物質2次電子的反射是无规则的，没有图像，变成白色光泽状態的画像信息｡因此，提高电流时，图像信息时，可以判断缺陷内有非导電性物質｡是作为缺陷内的非导電性物質的话熔渣、石英砂等非金属夹杂物｡非金属夹杂物(

7、熔渣)：通过成分分析，了解到其发生的原因。作为例子，熔渣中如果K多的话，石英砂熔渣化。Ca多的话，就是浇包熔渣和接種剤系列，根据Mn量，来判断锰硅酸盐熔渣的生成度等。再有，多数是石英砂､滤渣片､涂料等造成的｡针孔缺陷的机理-1（主要是亜共晶鋳鉄）物理型针孔缺陷物理型针孔缺陷针孔缺陷机理-2（主要是亜共晶鋳鉄）氧化反应型的针孔缺陷(B-1)Solidificationfilmoxidationtype(B-2)Residualliquidoxidationandcondensationtyp