金相樣品的制備與顯微組織觀察

1、實驗二實驗二金相樣品的制備與顯微組織觀察金相樣品的制備與顯微組織觀察2一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?. 了解金相了解金相樣品樣品的制備原理的制備原理2. 掌握金相樣品的制備過程掌握金相樣品的制備過程3. 掌握金相樣品制備設(shè)施的操作方法掌握金相樣品制備設(shè)施的操作方法3金相樣品金相樣品浸蝕浸蝕拋光拋光磨光磨光取樣取樣二、實驗內(nèi)容和實驗過程二、實驗內(nèi)容和實驗過程41. 取樣取樣v取樣的部位及觀察面應(yīng)根據(jù)被檢驗材料或零件取樣的部位及觀察面應(yīng)根據(jù)被檢驗材料或零件的特點、加工工藝及檢測目的來確定（的特點、加工工藝及檢測目的來確定（代表性代表性） 鑄件：鑄件：從表層到中心以及不同部位從表層到中心以及不同部位 表

2、面熱處理（表面淬火、滲碳）：表面熱處理（表面淬火、滲碳）：表層組織表層組織 零件失效原因分析：零件失效原因分析：失效部位、完好部位失效部位、完好部位（1）取樣部位及檢驗面的選擇原則）取樣部位及檢驗面的選擇原則5v不同的材料要采用不同的材料要采用不同的截取方法不同的截取方法（手鋸、車手鋸、車床、切片機等）床、切片機等）v保證試樣保證試樣觀察面不發(fā)生組織變化觀察面不發(fā)生組織變化（溫度、變形（溫度、變形的作用）的作用）（2）取樣方法）取樣方法6便于握持、易于磨制為準。便于握持、易于磨制為準。（3）試樣尺寸）試樣尺寸v直徑直徑1625mm、高、高1620mm的的圓柱體圓柱體v邊長為邊長為1625mm的

3、的立方體立方體v形狀特殊或尺寸細小的試樣，可進行形狀特殊或尺寸細小的試樣，可進行鑲嵌鑲嵌7v機械鑲嵌機械鑲嵌：試樣放在鋼圈或小鋼夾中，然后用：試樣放在鋼圈或小鋼夾中，然后用螺釘和墊塊加以固定螺釘和墊塊加以固定該法操作簡便，適合鑲嵌形狀規(guī)則的試樣。該法操作簡便，適合鑲嵌形狀規(guī)則的試樣。v熱壓鑲嵌熱壓鑲嵌：將聚氯乙烯、聚苯乙烯或電木粉加：將聚氯乙烯、聚苯乙烯或電木粉加熱至一定溫度，并施加一定壓力和保溫一定時熱至一定溫度，并施加一定壓力和保溫一定時間，使鑲嵌材料與試樣緊固地粘合在一起間，使鑲嵌材料與試樣緊固地粘合在一起熱壓鑲嵌需要用熱壓鑲嵌需要用鑲嵌機鑲嵌機來完成。來完成。8熱塑性塑料熱塑性塑料熱固

4、性塑料熱固性塑料9v澆注鑲嵌澆注鑲嵌（冷鑲嵌法冷鑲嵌法）：按一定配比的澆注料攪）：按一定配比的澆注料攪拌均勻，注入事先準備好的拌均勻，注入事先準備好的澆注模澆注模內(nèi)，模內(nèi)先將內(nèi)，模內(nèi)先將試樣安置妥當，約試樣安置妥當，約23h后即可凝固脫模后即可凝固脫模常用配方：常用配方：環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂90g、乙二胺、乙二胺10g，還可以，還可以加入少量增塑劑（磷苯二甲酸二丁脂）。加入少量增塑劑（磷苯二甲酸二丁脂）。對于不允許加熱的試樣、較軟或熔點低的金屬，對于不允許加熱的試樣、較軟或熔點低的金屬，形狀復雜的試樣、多孔性試樣等采用。形狀復雜的試樣、多孔性試樣等采用。102. 磨光磨光v粗磨粗磨：截取的試樣表面

5、凹凸不平，首先用：截取的試樣表面凹凸不平，首先用4060目的砂輪進行初次整平（或用鋼銼銼平）目的砂輪進行初次整平（或用鋼銼銼平） 粗磨時要粗磨時要防止樣品過熱防止樣品過熱，引起組織變化，常用，引起組織變化，常用水冷卻水冷卻 為防止在細磨中刮壞砂紙，應(yīng)將樣品的為防止在細磨中刮壞砂紙，應(yīng)將樣品的棱角倒棱角倒掉掉（表面熱處理試樣除外）（表面熱處理試樣除外）v細磨細磨：在粒度不同的：在粒度不同的水砂紙水砂紙和和金相砂紙金相砂紙上按由上按由粗到細的順序進行粗到細的順序進行11 砂紙平鋪后一手按砂紙，一手輕壓試樣于砂紙砂紙平鋪后一手按砂紙，一手輕壓試樣于砂紙上并向前推進，上并向前推進，用力要均勻用力要均勻

6、，方向要一致方向要一致防止來回磨和左右磨，以便觀察上一道砂紙防止來回磨和左右磨，以便觀察上一道砂紙的磨痕是否完全被磨掉。的磨痕是否完全被磨掉。 直至試樣磨面僅留直至試樣磨面僅留一個方向上的均勻磨痕一個方向上的均勻磨痕為止，為止，再更換更細一號砂紙再更換更細一號砂紙 每換一號砂紙，每換一號砂紙，樣品掉轉(zhuǎn)樣品掉轉(zhuǎn)90 ，也就是與上一號，也就是與上一號砂紙的磨痕方向相垂直砂紙的磨痕方向相垂直12磨磨軟材料軟材料時可在砂紙上涂一層時可在砂紙上涂一層潤滑油潤滑油，如機，如機油、煤油、甘油、肥皂水等，以免砂粒嵌入油、煤油、甘油、肥皂水等，以免砂粒嵌入樣品表面。樣品表面。13編號編號磨料尺寸（磨料尺寸（ m

7、）按粒度標號按粒度標號特定標號特定標號280W40W28W20W14W10W7-001020304055040402828202014141010775試樣磨光用砂紙試樣磨光用砂紙v干砂紙干砂紙（也叫（也叫金相砂紙金相砂紙，粘結(jié)劑溶解于水），粘結(jié)劑溶解于水）14編號編號粒度號（目）粒度號（目）磨料尺寸（磨料尺寸（ m）3203603804006008001000220240280320400600800-63505040402828202014-通常采用通常采用240、320、400、600、800（1000）號）號砂紙。砂紙。v水水砂砂紙紙（采用塑料或者（采用塑料或者非水溶性粘結(jié)劑非水溶性粘

8、結(jié)劑）15目數(shù)目數(shù)粒度粒度 m m目數(shù)目數(shù)粒度粒度 m m目數(shù)目數(shù)粒度粒度 m m5390014010416001010200017089180081611902007420006.5208402306125005.5257102705330005305903254435004.5355004003840003.4404204603050002.7453505402660002.5502976502170001.2560250800198017890015100150110013120124130011目數(shù)粒度對照表目數(shù)粒度對照表16試樣經(jīng)過切削磨光后變形層厚度變化示意圖試樣經(jīng)過切削磨光后變形

9、層厚度變化示意圖A-嚴重變形層；嚴重變形層；B-變形大的層；變形大的層；C-變形微小層；變形微小層；D-無變無變形的原始組織形的原始組織173. 拋光拋光v拋光是磨光的繼續(xù)，使磨光表面更加光亮平滑，拋光是磨光的繼續(xù)，使磨光表面更加光亮平滑，獲得像獲得像鏡面一樣光亮的觀察面鏡面一樣光亮的觀察面 機械拋光機械拋光 電解拋光電解拋光 化學拋光化學拋光18（1）機械拋光）機械拋光v在拋光機上進行的，分為在拋光機上進行的，分為粗拋光粗拋光和和細拋光細拋光v樣品經(jīng)砂紙磨制后要用水沖洗干凈，防止砂粒或樣品經(jīng)砂紙磨制后要用水沖洗干凈，防止砂?；蚪饘傩紟虢饘傩紟霋伖獗P拋光盤中中 在拋光盤上放置帆布或呢子，在

10、帆布或呢子上撒在拋光盤上放置帆布或呢子，在帆布或呢子上撒拋光劑拋光劑（2%的的Al2O3或或Cr2O3的的水懸濁液水懸濁液） 拋光機拋光機由一個電機帶動拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動由一個電機帶動拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動 試樣磨面均勻平整地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上試樣磨面均勻平整地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上19 隨著拋光盤不停地旋轉(zhuǎn)，拋光液中的隨著拋光盤不停地旋轉(zhuǎn)，拋光液中的Al2O3或或Cr2O3起砂粒起砂粒磨削磨削樣品的作用，水起樣品的作用，水起冷卻冷卻作用作用 樣品不停地被磨削直到原來砂紙的樣品不停地被磨削直到原來砂紙的磨痕全部被拋磨痕全部被拋掉掉為止為止 粗拋光完成后進行粗拋光完成后進行細拋光細拋光，拋光劑為水，過程同，

11、拋光劑為水，過程同粗拋光，直到樣品粗拋光，直到樣品表面像鏡面一樣光亮表面像鏡面一樣光亮為止為止2021拋光用織物（帆布、尼綸或呢絨）作用拋光用織物（帆布、尼綸或呢絨）作用v儲存潤滑劑儲存潤滑劑，保證拋光順利進行，保證拋光順利進行v纖維或者絨毛與磨面的纖維或者絨毛與磨面的摩擦摩擦，使磨面平滑光亮，使磨面平滑光亮v纖維間隙纖維間隙儲存拋光微粉儲存拋光微粉微粉部分露出表面，產(chǎn)生磨削作用，且阻止微微粉部分露出表面，產(chǎn)生磨削作用，且阻止微粉由于離心力飛出。粉由于離心力飛出。22機械拋光注意事項機械拋光注意事項v頭要抬起來頭要抬起來，身子站直，手握穩(wěn)試樣，用力不可，身子站直，手握穩(wěn)試樣，用力不可過大，防止

12、拋光過程中試樣飛出發(fā)生意外過大，防止拋光過程中試樣飛出發(fā)生意外v拋光時要不斷向拋光盤上添加拋光時要不斷向拋光盤上添加拋光劑和潤滑液拋光劑和潤滑液v織物潤濕度一般以試樣表面潤濕膜從拋光盤上拿織物潤濕度一般以試樣表面潤濕膜從拋光盤上拿開開25秒能干燥秒能干燥為適宜為適宜23（2）電解拋光（陽極拋光、電拋光）電解拋光（陽極拋光、電拋光）v對于軟金屬和容易發(fā)生加工硬化的合金，特別是對于軟金屬和容易發(fā)生加工硬化的合金，特別是有易剝落的夾雜物的合金，應(yīng)采用電解拋光有易剝落的夾雜物的合金，應(yīng)采用電解拋光 將試樣放入將試樣放入電解槽電解槽中做中做陽極陽極，以不銹鋼或鋁板等，以不銹鋼或鋁板等做陰極做陰極 接通陽

13、極與陰極間的電源，使樣品接通陽極與陰極間的電源，使樣品表面凸起部分表面凸起部分被溶解被溶解而達到拋光目的而達到拋光目的2425電解拋光原理（薄膜理論）電解拋光原理（薄膜理論） 由于表面凹凸不平，在電解液流動作用下，形由于表面凹凸不平，在電解液流動作用下，形成成厚薄不均勻的粘性薄膜厚薄不均勻的粘性薄膜 薄膜厚度不同，電阻不同，相應(yīng)電流不同薄膜厚度不同，電阻不同，相應(yīng)電流不同 膜薄的部位（突起）電流密度大，金屬溶解速膜薄的部位（突起）電流密度大，金屬溶解速度快度快26電解拋光特點電解拋光特點v速度快，表面光潔速度快，表面光潔v不產(chǎn)生附加的表面變形不產(chǎn)生附加的表面變形，易消除表面變形擾動層，易消除表

14、面變形擾動層v適應(yīng)性好（不同形狀、大小、多面或非平面）適應(yīng)性好（不同形狀、大小、多面或非平面）v但工藝規(guī)范不易控制但工藝規(guī)范不易控制不適用于不適用于偏析嚴重偏析嚴重的材料，不適于的材料，不適于夾雜物檢驗夾雜物檢驗的金相試樣。的金相試樣。27（3）化學拋光）化學拋光v試樣放入拋光液中，擺動幾秒到幾分鐘后，即可試樣放入拋光液中，擺動幾秒到幾分鐘后，即可得到無變形的拋光面得到無變形的拋光面v目前尚無確定的理論，一般認為和電解拋光類似目前尚無確定的理論，一般認為和電解拋光類似v特點：特點： 設(shè)備、操作簡單設(shè)備、操作簡單 拋光表面易出現(xiàn)不平坦，高倍檢驗受限制，一般拋光表面易出現(xiàn)不平坦，高倍檢驗受限制，一

15、般與機械拋光相結(jié)合使用與機械拋光相結(jié)合使用 主要用于主要用于鋼鐵材料鋼鐵材料284. 浸蝕（金相組織的顯示）浸蝕（金相組織的顯示）化學腐蝕（酸、堿、鹽和酒精、水）化學腐蝕（酸、堿、鹽和酒精、水）v化學溶解化學溶解（純金屬或單相合金）：晶界、不同位（純金屬或單相合金）：晶界、不同位向的晶粒向的晶粒v電化學溶解電化學溶解（兩相或者多相合金）：電極電位不（兩相或者多相合金）：電極電位不同，較負的相為陽極，易溶解同，較負的相為陽極，易溶解29浸蝕順序浸蝕順序 拋光后的樣品表面，用水和酒精洗滌干凈拋光后的樣品表面，用水和酒精洗滌干凈 采用采用浸入法浸入法或或擦拭法擦拭法對樣品拋光面進行浸蝕對樣品拋光面進行浸蝕 當拋光面呈當拋光面呈淺灰白色淺灰白色，快速用水沖洗，再用酒精，快速用水沖洗，再用酒精漂洗后經(jīng)吸水紙吸干漂洗后經(jīng)吸水紙吸干樣品成分、外界溫度及樣品成分、外界溫度及浸蝕劑浸蝕劑配比不同，浸蝕配比不同，浸蝕時間最短的僅需幾秒