探秘吉利汽車(chē)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，金屬材料如何測(cè)試？

金屬材料微觀分析

從視頻畫(huà)面中我們可以看到，有三個(gè)試驗(yàn)向我們展示了金屬材料微觀分析，這三臺(tái)設(shè)備分別是做什么的呢？讓我們一起來(lái)看一下！

?

對(duì)于汽車(chē)這種交通機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，無(wú)論是底盤(pán)、車(chē)身，還是發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱，金屬材料部件仍然是它主要的組成部分。球墨鑄鐵、高碳鋼、鋁鎂鋅合金……這些金屬材料除了有種類(lèi)之分，還有很多種處理工藝，并且功能部件在使用性能方面也對(duì)其有不同的要求。這也使得汽車(chē)研發(fā)部門(mén)除了要對(duì)汽車(chē)部件做力學(xué)性能試驗(yàn)的同時(shí)，還要針對(duì)金屬材料的本身屬性做全面的檢測(cè)分析。

1986創(chuàng)立、1997年進(jìn)入汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的吉利汽車(chē)公司已經(jīng)成了汽車(chē)領(lǐng)域的一匹黑馬，2010年收購(gòu)沃爾沃，2018年收購(gòu)戴姆勒9.69%股份，2017年銷(xiāo)售汽車(chē)突破124萬(wàn)輛。今天我們就一起來(lái)走進(jìn)吉利汽車(chē)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室了解金屬材料檢測(cè)。

金相顯微鏡與金相分析試驗(yàn)

金相分析是金屬材料試驗(yàn)研究的重要手段之一，通過(guò)金相顯微鏡觀察金屬材料金相組織結(jié)構(gòu)，檢測(cè)材料性能及熱處理工藝，判斷材料是否滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和使用性能要求，在車(chē)型研發(fā)以及選取上等金屬配件材料方面至關(guān)重要。而這個(gè)試驗(yàn)所使用的試驗(yàn)設(shè)備叫做金相顯微鏡，它是將光學(xué)顯微鏡技術(shù)、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)上乘結(jié)合，可以在計(jì)算機(jī)上觀察金相圖像，從而對(duì)金相圖譜進(jìn)行分析，評(píng)級(jí)。

3D顯微鏡與微觀形貌觀察

3D顯微鏡，相信從名字上大家就初步了解了它的功用。3D顯微鏡的放大倍數(shù)從幾十倍到上千倍不等，不僅能進(jìn)行表面形貌觀察，如粗糙度測(cè)量，還能對(duì)樣品表面幾何尺寸、體積進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)表面積比較大的樣品的表面形貌拼接。正如工程師所講的，在汽車(chē)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于金屬材料進(jìn)行表面形貌觀察也是重要的研發(fā)試驗(yàn)。

場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行試驗(yàn)

還有一臺(tái)設(shè)備是場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，它是一種新型的電子光學(xué)儀器，它具有制樣簡(jiǎn)單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大等特點(diǎn)。并且應(yīng)用廣泛，不僅在材料檢測(cè)方面，甚至在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、刑事偵查、地質(zhì)勘探方面都成為研究人員的主要設(shè)備。

對(duì)于汽車(chē)金屬材料配件來(lái)說(shuō)，研發(fā)人員可以利用掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行表面的微區(qū)形貌觀察，如斷口分析、觀察原始表面、觀察厚試樣等，還可以通過(guò)和能譜儀的配合實(shí)現(xiàn)微區(qū)化學(xué)成分的檢測(cè)。我們可以從視頻中看到工程師操作掃描電鏡設(shè)備，并從計(jì)算機(jī)圖像上對(duì)試樣表面微觀形貌進(jìn)行分析。

掃描電鏡與金屬微觀圖像

舉個(gè)例子，如果在研發(fā)過(guò)程中，某零件發(fā)生斷裂，工程師會(huì)通過(guò)對(duì)斷口的分析迅速判斷問(wèn)題出現(xiàn)的原因，并通過(guò)掃描電鏡提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，在**時(shí)間解決該問(wèn)題，來(lái)保證產(chǎn)品及部件的可靠性。

掃描電鏡這樣*試驗(yàn)設(shè)備在吉利汽車(chē)材料研發(fā)中起到了很大的作用，掃描電鏡的放大倍數(shù)范圍很寬，從5到20萬(wàn)倍連續(xù)可調(diào)，不用重新聚焦，而且電子照射對(duì)試樣的損傷和污染非常小，也增加了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。除此之外，視頻中還有兩項(xiàng)金代表性較強(qiáng)的金屬檢測(cè)試驗(yàn)值得一看。

金屬材料硬度分析

*，隨著冶金工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，金屬材料在若干種不同的熱處理工藝加工后，其硬度、韌性、強(qiáng)度也會(huì)有不同的表現(xiàn)。那么如何判斷金屬材料的這些屬性是否能滿(mǎn)足功能部件的使用要求呢？這臺(tái)設(shè)備說(shuō)了算！

硬度分析設(shè)備進(jìn)行硬度檢測(cè)

維氏硬度計(jì)，目前用于汽車(chē)金屬材料中的顯微硬度、維氏硬度、硬度梯度以及有效淬硬層深度等許多方面的檢測(cè)，話(huà)說(shuō)硬度檢測(cè)是檢測(cè)金屬材料的重要指標(biāo)，能夠更加準(zhǔn)確的反映出材料在化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和處理工藝上的差異。為金屬配件材料選擇提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

另一個(gè)金屬鍍層厚度檢測(cè)試驗(yàn)也是金屬材料研發(fā)試驗(yàn)中*的實(shí)驗(yàn)部分，主要是針對(duì)材料表面的金屬和氧化物覆層的厚度測(cè)試。視頻中試驗(yàn)人員也強(qiáng)調(diào)金屬鍍層厚度與與零部件及整車(chē)防腐性能息息相關(guān)，通暢鍍層厚度檢測(cè)的方法分為三種：金相法、庫(kù)侖法、X-ray 方法。

X射線(xiàn)熒光法檢測(cè)金屬鍍層厚度

而我們視頻中，就是運(yùn)用X射線(xiàn)熒光法對(duì)金屬材料鍍層的厚度進(jìn)行檢測(cè)的試驗(yàn)過(guò)程，我們可以看到試驗(yàn)人員將試樣放入設(shè)備當(dāng)中，開(kāi)啟設(shè)備時(shí)，會(huì)發(fā)出一束強(qiáng)烈而狹窄的多色X射線(xiàn)并與基體和覆蓋層的相互作用，由此產(chǎn)生的二次輻射和覆蓋層密度之間的關(guān)系，可以幫助工程師分析出其鍍層厚度。據(jù)工程師介紹，這個(gè)方法具有可以同時(shí)測(cè)量三層覆蓋層體系，或同時(shí)測(cè)量三層組分的厚度和成分的特點(diǎn)，而且吉利汽車(chē)對(duì)金屬鍍層厚度有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，以保證產(chǎn)品在使用當(dāng)中有更好的機(jī)械性能和防腐性能。

引用吉利研發(fā)中心理化試驗(yàn)總負(fù)責(zé)人徐博士的話(huà)，汽車(chē)輕量化成為各大汽車(chē)品牌研發(fā)的重要趨勢(shì)之一。誠(chéng)然，金屬材料作為汽車(chē)質(zhì)量占比*大的制造材料，擁有太多的研發(fā)方向和試驗(yàn)課題，如果說(shuō)全鋁車(chē)身、全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)是成功的研發(fā)成果，那么在科技發(fā)展迅速的今天，還有更多的技術(shù)和研究等著吉利的研發(fā)團(tuán)隊(duì)去攻關(guān)、探索，為之而努力。