分析金相試樣的制備方法以及金相的應(yīng)用

金相分析是金屬材料試驗(yàn)研究的重要手段之一，采用定量金相學(xué)原理，由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測(cè)量和計(jì)算來(lái)確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關(guān)系。將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于圖像處理，具有準(zhǔn)確度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以大大提高工作效率。

一、金相顯微鏡的基本構(gòu)造

金相顯微鏡常見的一般有臺(tái)式、立式和臥式這三大類。金相顯微鏡通常由光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三大部分組成。

二、金相試樣的制備方法

為了在金相顯微鏡下正確有效地觀察到內(nèi)部顯微組織，就需制備能用于微觀檢驗(yàn)的樣品――金相試樣，也可稱之為磨片。金相試樣制備的主要程序?yàn)椋喝?mdash;鑲嵌(對(duì)于小樣品)—磨光—拋光一浸蝕等。

1、取樣原則

代表性。在一般情況下，研究金屬及合金顯微組織的金相試樣應(yīng)從材料或零件在使用中重要的部位截取;或是偏析、夾雜等缺陷嚴(yán)重的部位截取。在分析失效原因時(shí)，則應(yīng)在失效的地方與完整的部位分別截取試樣，以探究其失效的原因。對(duì)于較長(zhǎng)裂紋的部件，則應(yīng)在裂紋發(fā)源處、擴(kuò)展處、裂紋尾部分別取樣，以分析裂紋產(chǎn)生的原因。研究熱處理后的零件時(shí)，因組織較均勻，可任選一斷面試樣。若研究氧化、脫碳、表面處理(如滲碳)的情況，則應(yīng)在橫斷面上觀察。有些零部件的“重要部位”的選擇要通過對(duì)具體服役條件的分析才能確定。

2、試樣截取

無(wú)論采取何種截取方法截取試樣，都必須保證不使試樣觀察面的金相組織發(fā)生變化。金相分析試樣較理想的形狀是圓柱形和正方柱體。

3、鑲嵌

當(dāng)試樣尺寸過小、形狀特殊(如金屬碎片、絲材、薄片、細(xì)管、鋼皮等)不易握持，或要保護(hù)試樣邊緣(如表面處理的檢驗(yàn)、表面缺陷的檢驗(yàn)等)則要對(duì)試樣進(jìn)行機(jī)械夾持或鑲嵌。

4、磨光

磨光的目的是要能得到一個(gè)平整的磨面，這種磨面上還留有非常細(xì)的磨痕，這將在以后的拋光過程中消除。磨光工序又可分為粗磨和細(xì)磨兩步。

5、拋光

拋光的目的是除去金相試樣磨面上由細(xì)磨留下的磨痕，成為平整無(wú)疵的鏡面。常見的拋光方法有機(jī)械拋光、電解拋光及化學(xué)拋光等。

6、顯示

為了把磨面的變形層除去，同時(shí)還要把各個(gè)不同的組成相區(qū)分開來(lái)，得到有關(guān)顯微組織的信息，就要進(jìn)行顯微組織的顯示工作。常用的金相組織顯示方法為化學(xué)方法。主要是浸蝕方法，包括化學(xué)浸蝕，電化學(xué)浸蝕及氧化法，是利用化學(xué)試劑的溶液借化學(xué)或電化學(xué)作用顯示金屬的組織。

三、金相分析方法的應(yīng)用

1、焊接金相檢驗(yàn)；

2、鑄鐵金相檢驗(yàn)；

3、熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)；

4、各種金屬制品及原材料顯微組織檢驗(yàn)及評(píng)定；

5、低倍缺陷檢驗(yàn)：鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、原材等；

6、金屬硬度(HV、HRC、HB、HL)測(cè)定、晶粒度評(píng)級(jí)；

7、非金屬夾雜物含量測(cè)定；

8、脫碳層/滲碳硬化層深度測(cè)定等。

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