如何衡量汽车零件上的故障分析

自1920年代以来，钢钢一直是汽车行业中最常用的结构材料。钢是僵硬而坚固的，使其成为耐用底盘和焊接零件的理想选择。

钢现在使用了不断扩展的应用程序，包括建筑（例如机械零件和齿轮），食物（例如，罐子）和耐磨损工具（例如，弹簧，切割工具和高强度电线）。

与其他材料相比，当用于质量生产应用中时，钢也显示出无与伦比的值。欧洲杯足球竞彩

钢铁提供了许多明显的优势，但其最著名和最有问题的下行仍然是其低腐蚀性的。新车或二手车的生锈一直是一个持续的问题。最近70年代，需要增强镀锌涂层和碱金属质量以防止生锈的发育。

锈蚀的存在不利地影响了钢铁的外观和机械结构，可能导致过早的结构性故障，从而损害了车辆安全性。

钢腐蚀的一种初始解决方案是简单地增加组件的厚度，但是由于目前对节能和轻质材料的关注，重件不再是可行的选择。欧洲杯足球竞彩

车辆的工作寿命在很大程度上取决于其身体的耐腐蚀性，这促使汽车行业付出了巨大的努力来改善热浸镀锌或电钙化锌涂层，该锌涂层设计用于最佳氧化性。

电钙化锌层用于一系列电解细胞中，而将薄板浸入碱性锌溶液中。

这是阴极的作用，这意味着当电流通过溶液时，锌离子被还原为钢表面上的金属锌，从而形成了与钢粘合的密集，均匀的保护层。

图1。不同层的示意图（左）和SEM图像（右）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

磷酸盐层和涂料的底漆沉积在锌金属层的顶部（图1），并施加了磷酸锌膜以确保增强的碱金属保护，同时改善了底漆的底漆粘附。由于这个原因，这是多孔的。

标准的电镀锌涂层厚度趋向于5 µm至8 µm。重要的是要确保这尽可能均匀，以确保良好的粘合剂行为 - 涂层涂层和涂层的上层。

如果要适合高质量涂层，则薄板钢表面的平坦度至关重要。不完美或改变的滚动钢表面会影响电 - 循环化，因此会影响磷酸锌和底漆的粘附，最终导致腐蚀保护降低。

本文探讨了从汽车底盘组件（汽车门）对有缺陷的涂层的分析，该涂层使用了超低碳，钛稳定的钢。

图2。在车门上有缺陷的涂层。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

观察到涂层脱落（图2），需要了解导致油漆剥落并逐渐从钢表面脱离的因素。

本文介绍了一个快速，直接的工作流程，适合识别这种汽车涂料缺陷的根本原因，并确保在最终产品接触客户之前成功删除任何缺陷。

为了实现这一目标，有必要通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）来表征结构和组成性能。

这Thermo Scientific™Axia™Chemisem具有集成的，始终在线的EDS，可立即访问对准确失败分析至关重要的一系列组成数据。

定性元素信息直接链接到SEM图像，从而可以节省大量时间和简化的工作流程。

分析

该分析最初是在感兴趣样本的有缺陷部分的表面上进行的。图3（红色正方形）突出了进行表面表征的区域。

图3。样品表面。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

图4显示了感兴趣表面的低磁化视图。灰度图像证实这不受任何涂料的保护。获得了特写图像，以获取元素信息并进一步研究缺陷的形态。

Axia Chemisem的主要优点之一是其在EDS信号采集和SEM图像之间的直接联系。

X射线在传统的SEM成像会议期间在后台收集，可以立即显示它们。结果立即可用 - 无需切换到另一个软件应用程序。

传统的EDS系统将要求操作员重新启用图像，开始新的EDS数据采集，并后处理信号以删除背景并解决任何峰值重叠。

图4。样品表面的低磁化视图（左）和感兴趣区域的更高放大率（右）。（ACC电压12 keV，梁电流0.85 Na）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

通过单击显示了成像区域的频谱和一系列定性元素信息（图4），这两者都突出了外来粒子的存在。

图5。化学图像显示了所涉及的元素（全部激活并在此视图中显示）及其分布。（ACC电压15 keV，光束电流0.85 Na，采集时间60 s）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

为了确定粒子的确切性质，用户可以选择要隐藏或显示的元素。这有助于提高人们对元素分布和粒子组成的了解。

图6。外国粒子的化学图像。从上到下：反向散射的电子图像，钙，氟和硅分布。（ACC电压15 keV，光束电流0.85 Na，采集时间60 s）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

这些步骤可以在同一图像采集中执行。当收集的信号在出现之前进行后处理，因此提供了定性信息。

图7。在缺陷上获得的30秒区域分析的定量（左）和光谱（右）（ACC电压15 keV，束电流0.44 Na）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

发现此处介绍的示例粒子包含大量钙，硅和氟。与具有相关定量的频谱的采集一起进行了30秒的区域分析（图7）。

缺陷的频谱和定量都强烈表明钢粉中的霉菌粉残留在钢生产中的连续铸造过程中。

模具通量是由氧化物组成的复杂混合物 - 主要是二氧化硅（Sio）₂）和氧化钙（CAO）。CAO/SIO₂比率通常在0.7至1.3之间，粘度通过添加氟（CAF）降低（CAF）₂）和苏打（NA₂o）。还添加了碳质材料。欧洲杯足球竞彩

钢生产采用霉菌粉的目的：

1. 预防氧化：模具通量提供了屏障，有助于防止通过与空气接触的钢重新氧化。
2. 控制热：必须充分控制模具中的传热。
3. 霉菌润滑：有效润滑是霉菌通量的关键功能 - 不良润滑会导致固化钢壳的未来破裂。

表面不均匀性可以防止锌保护涂层足够粘附在钢上，从而可能导致将来的腐蚀。这也可能导致外源夹杂物（例如，液态霉菌液滴）通过湍流金属流进入钢。

图8。钢的横截面显示涉及的涂层和地下夹杂物的存在。（ACC电压15 keV，梁电流0.44 Na）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

因此，对ROI的横截面进行了其他表征，因此证实了地下夹杂物的存在（图8）。

图9。地下夹杂物之一的化学图像。左上：反向散射的电子图像，钙，氟和硅地图显示它们在夹杂物中的分布（ACC电压15 keV，束电流0.44 Na）。图片来源：Thermo Fisher科学 - 电子显微镜解决方案

使用Axia Chemisem来表征一个地下夹杂物之一，揭示了外来粒子在表面上的存在，以及存在明显量的钙，硅和氟的存在（图9）。

结论

车辆制造商高度专注于确保持续的高耐用性和耐腐蚀性汽车裸露的钢板，例如门，屋顶和四分之一面板。

这些组件中的每一个都必须提供保证对大气腐蚀的高阻力，同时保持最佳性能多年。

始终对最终产品进行检查，以确保它们不会在任何保护性涂层层中出现缺陷。如果这些确实存在缺陷，则必须进行进一步的表征，以了解缺陷的根本原因并防止将来发生这种情况。

本文提出了一项程序，可以快速检测和研究外国颗粒，以及对其组成的快速，直接评估。欧洲杯猜球平台

与常规SEMS不同，Axia Chemisem可立即访问所有必要的元素信息，以进行准确的缺陷发现和失败分析。

此信息已从Thermo Fisher Scientific - 电子显微镜解决方案提供的材料中采购，审查和调整。欧洲杯足球竞彩

有关此消息来源的更多信息，请访问Thermo Fisher Scientific - 电子显微镜解决方案。