引言

在產品使用過程中，因環境或材料因素導致的斷面破損，需要通過組織觀察和分析，以確定破損原因和影響材料特性的品質指標。尤其在汽車、航太等安全至上的領域，材料品質更是保障安全的基石。

斷面分析方法

金屬斷面的分析方法包括巨觀觀察（低倍率顯微鏡、立體顯微鏡）、微觀觀察（光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡）。根據破損特徵，可進一步細分為：

• 延性（塑性）破壞：變形明顯，破裂面平坦，斷面呈現酒窩狀（點狀洞）。
• 脆性破壞：塑性變形 gering，龜裂迅速傳播，破裂面呈穿晶或沿晶破裂，斷面呈閃亮平坦狀。
• 疲勞破壞：負載反覆作用下龜裂逐漸擴展，破裂面平坦，有明顯的「條痕」特徵。
• 環境破壞：腐蝕性環境導致龜裂進展，破裂面呈現腐蝕特徵。

4K數位顯微鏡解決痛點

金屬斷面分析 面臨的痛點，4K數位顯微鏡通過以下技術得以解決：

• 消除光暈功能：抑制反射，清晰捕捉斷面細節。
• 多焦段合焦：快速觀察立體形狀斷面的不同特徵。

破損分析流程

破損分析流程通常包括：

• 資料收集：設計、材料、製程細節。
• 目視檢查：記錄破損外觀，識別破損特徵。
• 非破損性檢查：利用探傷技術（如液體滲透、磁粉探傷）檢測隱藏缺陷。
• 微觀檢查：利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡觀察破裂形態和微觀特徵。
• 化學分析：確定材料成分和雜質。
• 破損型態判定：綜合各種檢查結果，確定破損型態或機制。
• 模擬試驗：驗證破損分析結果。

案例分析

以大客車疊板彈簧斷裂為例，通過組織觀察和分析，確定了斷裂類型為疲勞破壞，彈簧承受了超過預期的彎曲應力和扭力，導致疲勞龜裂從兩個起始點延伸至最終破壞。

結論

通過斷面分析，結合4K數位顯微鏡技術，可以深入探索、準確判定金屬材料破損的原因，為材料改良、品質控管提供依據，提升產品的可靠性和使用安全性。

簡介

在各產業的應用中，金屬材料（如鋼鐵、銅、鋁合金）扮演至要角色，而產品使用過程中或周遭環境因素常會導致金屬材料劣化或破損。為了確定破損原因和改善材料品質，透過對斷面進行嚴謹的觀察和分析至關重要，特別是在汽車、航太等安全性至上的領域，更顯得不可或缺。本文探討金屬斷面分析的方法、破損類型和斷面的特徵，並介紹4K數位顯微鏡如何解決傳統顯微鏡面對的難題。

金屬斷面的分析透過肉眼或低倍率放大鏡、立體顯微鏡等進行巨觀觀察，可大致區分破損類型和有無海灘紋等特徵。而微觀觀察則採用光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡（SEM），捕捉各種斷裂面特徵，仔細調查破損類型。

破損類型

根據破裂形態，金屬材料的破損類型可分為四類：

• 延性（塑性）破壞：破壞前有明顯的延展或頸縮等大變形，斷裂面呈現酒窩狀。
• 脆性破壞：塑性變形甚微，龜裂高速轉移，斷裂面大多為潛在劈裂破壞面。
• 疲勞破壞：反覆負載作用下龜裂逐步進展，斷裂面有明顯的「海灘紋」和「條痕」特徵。
• 環境破壞：腐蝕性環境導致龜裂進展，斷裂面呈現腐蝕特徵。

4K數位顯微鏡的應用

傳統顯微鏡在金屬斷面分析中面臨光暈幹擾、合焦困難等問題。而4K數位顯微鏡則透過以下技術加以解決：

• 消除光暈功能：抑制不需要的反射，清晰捕捉斷面細節。
• 多焦段合焦：快速觀察立體形狀斷面的各個特徵。

破損分析流程

完整的破損分析流程通常包括：

• 背景資料收集：設計、材料、製程等細節。
• 破壞零件檢查：記錄破損外觀和位置。
• 非破損性檢查：利用探傷技術探測隱藏缺陷。
• 微觀檢查：觀察破裂面形態和微觀特徵。
• 化學分析：確定材料成分和雜質。
• 破損機制判定：根據各項檢查結果，判斷破損機制。
• 模擬試驗：驗證破損分析結果。

結論

破斷面分析：物質失效的深入 Einblick

破斷面分析是一種強大的技術，用於研究材料失效的根本原因。通過仔細檢查材料破斷表面的特徵，可以確定失效機制，例如過載、疲勞或應力腐蝕。

破斷面分析的步驟

破斷面分析通常涉及以下步驟：

• 目視檢查：使用顯微鏡或肉眼檢查破斷表面的整體特徵。
• 金相檢查：對破斷表面進行金屬顯微鏡檢查，以識別微觀結構。
• 掃描電子顯微鏡 (SEM)：使用 SEM 高倍率成像技術研究表面形態和裂紋傳播路徑。
• 能譜分析 (EDS)：通過 EDS 化學分析破斷表面，識別元素成分和瞭解腐蝕或污染物。

通過將這些技術結合起來，可以收集有關材料失效的全面資料。

破斷面特徵與失效機制

不同的失效機制會產生獨特 的破斷面特徵：

破斷面分析應用

破斷面分析在各種領域中廣泛使用：

延伸閲讀…

破斷面分析2344熱鍛模 – leometwu的部落格

解決方案| 斷裂面分析

• 失敗調查：確定工業設備、航空儲氣罐和醫療植入物的失效原因。
• 品質控制：監控製造流程中材料的品質。
• 材料開發：優化材料性能和可靠性。
• 法醫分析：協助 تعیین意外事件或犯罪場景中材料故障的原因。

結論

破斷面分析是一門強大的工具，可以深入瞭解材料失效的機制。通過仔細檢查破斷表面的特徵，研究人員和工程師可以識別導致故障的根本原因，並採取措施防止其再次發生。