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探秘吉利汽车研发实验室

对于汽车这种交通机械产品来说,无论是底盘、车身,还是发动机、变速箱,金属材料部件仍然是它主要的组成部分。球墨铸铁、高碳钢、铝镁锌合金……这些金属材料除了有种类之分,还有很多种处理工艺,并且功能部件在使用性能方面也对其有不同的要求。这也使得汽车研发部门除了要对汽车部件做力学性能试验的同时,还要针对金属材料的本身属性做全面的检测分析。

今天我们就一起来走进吉利汽车研发实验室了解金属材料检测。


金属材料微观分析


从视频画面中我们可以看到,有三个试验向我们展示了金属材料微观分析,这三台设备分别是做什么的呢?让我们一起来看一下!

 

金相显微镜与金相分析试验


金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一,通过金相显微镜观察金属材料金相组织结构,检测材料性能及热处理工艺,判断材料是否满足相关标准和使用性能要求,在车型研发以及选取优质金属配件材料方面至关重要。而这个试验所使用的试验设备叫做金相显微镜,它是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美结合,可以在计算机上观察金相图像,从而对金相图谱进行分析,评级。

 

3D显微镜与微观形貌观察


3D显微镜,相信从名字上大家就初步了解了它的功用。3D显微镜的放大倍数从几十倍到上千倍不等,不仅能进行表面形貌观察,如粗糙度测量,还能对样品表面几何尺寸、体积进行测量,同时也可以实现表面积比较大的样品的表面形貌拼接。正如工程师所讲的,在汽车产品研发过程当中,对于金属材料进行表面形貌观察也是重要的研发试验。


场发射扫描电镜进行试验


还有一台设备是场发射扫描电镜,它是一种新型的电子光学仪器,它具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。并且应用广泛,不仅在材料检测方面,甚至在生物学、医学、刑事侦查、地质勘探方面都成为研究人员的主要设备。

 

对于汽车金属材料配件来说,研发人员可以利用扫描电镜对其进行表面的微区形貌观察,如断口分析、观察原始表面、观察厚试样等,还可以通过和能谱仪的配合实现微区化学成分的检测。我们可以从视频中看到工程师操作扫描电镜设备,并从计算机图像上对试样表面微观形貌进行分析。

 

扫描电镜与金属微观图像


举个例子,如果在研发过程中,某零件发生断裂,工程师会通过对断口的分析迅速判断问题出现的原因,并通过扫描电镜提供的试验数据支持,在第一时间解决该问题,来保证产品及部件的可靠性。

 

扫描电镜这样先进的试验设备在吉利汽车材料研发中起到了很大的作用,扫描电镜的放大倍数范围很宽,从5到20万倍连续可调,不用重新聚焦,而且电子照射对试样的损伤和污染非常小,也增加了试验数据的准确性。除此之外,视频中还有两项金代表性较强的金属检测试验值得一看。



金属材料硬度分析


众所周知,随着冶金工业技术的发展,金属材料在若干种不同的热处理工艺加工后,其硬度、韧性、强度也会有不同的表现。那么如何判断金属材料的这些属性是否能满足功能部件的使用要求呢?这台设备说了算!

 

硬度分析设备进行硬度检测


维氏硬度计,目前用于汽车金属材料中的显微硬度、维氏硬度、硬度梯度以及有效淬硬层深度等许多方面的检测,话说硬度检测是检测金属材料的重要指标,能够更加准确的反映出材料在化学成分、组织结构和处理工艺上的差异。为金属配件材料选择提供强有力的数据支持。

 

另一个金属镀层厚度检测试验也是金属材料研发试验中不可缺少的实验部分,主要是针对材料表面的金属和氧化物覆层的厚度测试。视频中试验人员也强调金属镀层厚度与与零部件及整车防腐性能息息相关,通畅镀层厚度检测的方法分为三种:金相法、库仑法、X-ray 方法。

 

X射线荧光法检测金属镀层厚度


而我们视频中,就是运用X射线荧光法对金属材料镀层的厚度进行检测的试验过程,我们可以看到试验人员将试样放入设备当中,开启设备时,会发出一束强烈而狭窄的多色X射线并与基体和覆盖层的相互作用,由此产生的二次辐射和覆盖层密度之间的关系,可以帮助工程师分析出其镀层厚度。据工程师介绍,这个方法具有可以同时测量三层覆盖层体系,或同时测量三层组分的厚度和成分的特点,而且吉利汽车对金属镀层厚度有严格的标准,以保证产品在使用当中有更好的机械性能和防腐性能。


引用吉利研发中心理化试验总负责人徐博士的话,汽车轻量化成为全球各大汽车品牌研发的重要趋势之一。诚然,金属材料作为汽车质量占比最大的制造材料,拥有太多的研发方向和试验课题,如果说全铝车身、全铝发动机是成功的研发成果,那么在科技发展迅速的今天,还有更多的技术和研究等着吉利的研发团队去攻关、探索,为之而努力。


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