金相試樣的制備有哪些基礎(chǔ)知識,？

一,、實驗?zāi)康?/strong>

1. 學(xué)會金相試樣的制備方法。

2. 熟悉常用化學(xué)浸蝕試劑及其使用方法,。

二,、實驗內(nèi)容

按照金相試樣的制備方法，每人制備出碳鋼金相試樣一塊,，用金相顯微鏡觀察自己制備的試樣,，要求試樣在顯微鏡下觀察應(yīng)沒有磨痕、組織清晰,。

三,、實驗原理

要對金屬材料的顯微組織進(jìn)行觀察，首先就必須制備金相試樣,。一般金相試樣的制備過程包括取樣,、鑲嵌、磨制,、拋光,、浸蝕等步驟。

1.取樣

取樣時應(yīng)根據(jù)零件的特點及檢驗?zāi)康姆謩e選取具有代表性的部位,。例如,，分析機(jī)械零件失效原因時應(yīng)在破壞zui嚴(yán)重處和遠(yuǎn)離破裂處分別切取,，從而有利于觀察顯微組織的變化，分析失效的原因,。研究鑄件組織時,，由于組織的不均勻性，應(yīng)從表層到中心同時切取

幾個試樣,，分析各個部位顯微組織的差異,，了解結(jié)晶組織的變化。研究退火處理的機(jī)械零件時,，由于其內(nèi)部組織比較均勻,，可切取任意截面試樣進(jìn)行分析。切取試樣時,，應(yīng)小心操作,，不得因加工過熱而改變其組織。取樣的常用方法有：鋸,、車、

刨,、氣割,、砂輪切割和線切割等。試樣的大小視具體情況而定,，以便于握持,、易于磨制為準(zhǔn)。通常方形試樣的邊長為12～15mm,，圓柱形試樣尺寸為￠（12～15mm）×15mm,。

2.鑲嵌

對于細(xì)小和形狀特殊的試樣(如絲、帶,、片等),，不便于磨制和拋光時，須將其鑲嵌在塑料及低熔點的合金中或用夾具夾持,，以便進(jìn)行磨制和拋光操作,。鑲樣多采用熱壓鑲樣法和機(jī)械鑲樣法。熱壓鑲樣法是將試樣放在電木粉或塑料粒中加熱至110～150℃,，在鑲樣機(jī)中熱壓完成,。機(jī)械鑲樣法的優(yōu)點是使用專門的夾具夾持試樣以克服熱壓對試樣組織產(chǎn)生的影響。

3.磨制

磨制試樣是為了得到平整的磨面,，為拋光做準(zhǔn)備,。磨制分為粗磨和細(xì)磨。

粗磨：用銼刀,、砂輪或粗砂紙將試樣表面磨平,、修整成平整合適的形狀,，不做表面層金相檢驗的試樣應(yīng)倒角，以免拋光時撕裂拋光布,。注意磨制時應(yīng)不斷用冷卻液進(jìn)行冷卻以免試樣表面過分發(fā)熱而引起內(nèi)部組織變化,。

細(xì)磨：試樣的細(xì)磨一般在由粗到細(xì)的金相砂紙上進(jìn)行，細(xì)磨的目的是為了消除粗磨過程中產(chǎn)生較粗,、較深的磨痕,，為拋光作好準(zhǔn)備。手工操作時應(yīng)注意,，將砂紙平鋪在玻璃板上,，一手將砂紙按住，一手將試樣輕壓在砂紙上,，向一個方向推進(jìn),。細(xì)磨時，從粗砂紙到細(xì)砂紙依次進(jìn)行(金相砂紙標(biāo)號依次為W50,、W28,、W14、W10,、W5號五級),；每更換一次砂紙，試樣須轉(zhuǎn)90度與前次磨制方向垂直并保持一個方向磨至舊磨痕*消失,，新磨痕均勻一致時為止,；每次磨制后更換新砂紙前，試樣必須用清水沖洗,，以免上一道工序的粗沙礫帶到細(xì)砂紙上而形成深的劃痕,。磨削時不可用力過重，否則容易產(chǎn)生過深的劃痕,。

4.拋光

細(xì)磨后的試樣用水沖洗后就可進(jìn)行拋光,。拋光的目的是去除試樣磨面上經(jīng)細(xì)磨所產(chǎn)生的均勻而細(xì)微的劃痕，使檢驗面呈光亮的鏡面,。

機(jī)械拋光在金相試樣拋光機(jī)上進(jìn)行,，拋光機(jī)的電動機(jī)帶動拋光盤高速旋轉(zhuǎn)。拋光時要握緊試樣,，將被磨面輕壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上,，用力要輕，并應(yīng)使試樣沿著拋光盤半徑方向上來回移動,，要不斷地在拋光盤上加拋光液(拋光液是微粒磨料加水而成的懸浮液),，拋光時間不宜太長，到劃痕*消失為止,。拋光后的試樣表面用水沖洗干凈,，浸以酒精備用,。不論采用何種方法切取的試樣經(jīng)粗磨、細(xì)磨,、拋光后加工影響面（損傷層）逐漸消除,，得到平整光滑的磨面。

拋光好的磨面如鏡面,，在低倍顯微鏡下觀察應(yīng)沒有明顯的刻痕和蝕坑,，這時就可以進(jìn)行浸蝕。

5.浸蝕

拋光后的試樣在金相顯微鏡下觀察,，只能看到光亮的表面及某些非金屬夾雜物,。要想觀察金屬的顯微組織，則必須用浸蝕劑浸蝕試樣表面,。zui常用的浸蝕方法是化學(xué)浸蝕法,。浸蝕時可用棉花蘸上浸蝕劑在磨面上輕輕擦試，或?qū)⒛ッ?浸入浸蝕劑中,。浸蝕時間一般由浸蝕劑濃度及金屬材料本身而定,。若選45鋼試樣，則浸蝕劑選用4%的硝酸酒精溶液,，浸蝕的時間為8～15s（浸蝕時間與浸蝕劑濃度有很大關(guān)系）,。若浸蝕不足可繼續(xù)浸蝕；但浸蝕過度則需重新拋光,。對于不同的材料，可選用不同的浸蝕劑,，其選用可查相關(guān)手冊,。

對于純金屬或單相合金而言，浸蝕仍是一個純化學(xué)溶解過程,。由于晶界處缺陷和雜質(zhì)較多,，原子排列混亂且具有較高的自由能，易被浸蝕而呈凹陷,；同時每個晶粒中原子排列的位向不同,，各自的溶解速度也各不相同，致使被浸蝕的深淺程度也有區(qū)別,。因此在顯微鏡下觀察時,，反射光線變化較大：晶界處的反射光線發(fā)生散射沒有進(jìn)入顯微鏡物鏡而呈黑色；晶粒未被浸蝕,，反射光線垂直進(jìn)入顯微鏡物鏡故呈白亮色,。所以，在顯微鏡下觀察到黑色的晶界和白色（各晶粒之間略有差異）的晶粒,。對于兩相以上的合金組織,，浸蝕主要是一個電化學(xué)腐蝕過程,。由于各組成相的成分不同，具有不同的電極電位,，當(dāng)試樣浸入具有電解液作用的浸蝕劑時,，就在兩相之間形成無數(shù)對“微電池”：具有負(fù)電位的組成相成為陽極，它被迅速腐蝕而呈凹洼,；具有正電位的另一組成相成為陰極,，在正常的電化學(xué)作用下不受浸蝕而保持原有的光滑表面。當(dāng)入射光線照射到凹凸不平的試樣表面時,，由于各處對光線的反射程度不同,，在金相顯微鏡下就能觀察到各種不同的組成相。試樣經(jīng)過浸蝕后,，立即用清水沖洗,，然后用酒精棉球擦拭并吹干，至此金相試樣的制備工作全部結(jié)束,，即可在顯微鏡下進(jìn)行組織觀察和分析研究,。

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