金相分析与评定.docVIP

金相分析与评定 1、取样与制作 1.1 全相试样的选取准则 金相检验是研究金属及合金内部组织的重要方法之一，是骓热处理质量好 坏的重要手段，要进行金相检验，首先要选择合适的有代表性的金相试样。常规检验可按相关技术标准规定要求取样，失效件的检验可在损坏的地方与完事的部位分别截取试样以作比较，结合其他检测手段探究其失效的大摇大摆。 金相试样截取部位确定以后，还必须确定检验面的方向，常取横向截面或纵向截面，横向试样即试样磨面为与轧(锻)制方向垂直的截面；纵向试样即试样磨面为与轧(锻)制方向平等的截面。两种截面上有不同的检测内容，见表1-1。 表1-1 横向、纵向试样检测内容一览表 检验面方向 检 测 内 容 横向试样 试样自中心至边缘部分级的变化情况 表面缺陷及其深度的检验，如表面化学热处理(渗碳、碳氮共渗、渗氮)、表面淬火处理、腐蚀层、表面渗层、镀层处理等 非金属夹杂物在整个截面上的分布情况 晶粒度的大小 碳化物的网状分布情况 纵向试样 非金属夹杂物的数量、大小和形状 钢材的带状组织及通过热处理消除带状组织的效果 因塑性变形引起晶粒或组织变形的情况，从而了解材料冷变形的程度 1.2金相试样的截取方法 金相试样的大小应便于握持及磨制，较理想的形状尺寸是磨面面积小于400m㎡，高度15～20㎜的圆柱体或长方体。 从被检测的金属材料和零件上截取金相试样可用手锯、砂轮切割机、电火花切割机、剪切、锯、鉋、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。金相实验室里最常用的是手锯和薄片砂轮切割。未经热处理的钢材、普通铸铁以及有色金属可用手锯切取，也可用薄片砂轮切割机切取；淬火处理后的钢材，常用切割砂轮机切取。切割时，要注意冷却，特别是用砂轮切割机时，需要有充分的冷却液进行冷却。硬而脆的可以用锤击法取样，拣出合适的形状和尺寸的试样，或者进行镶嵌。 无论采用何种方法截取试样，都就避免试样因截割加工不当而引起的显微组织变化，如淬火马氏体组织试样，若切割时冷却不当，过热发生回火形成回火马氏体组织；低碳钢、有色金属中晶粒因受力而拉长、压缩、扭曲；奥氏体类钢在外力作用下晶粒内部滑移线增加出现形变孪晶等。这就要求在截取试样过程中试样受热、受外力作用尽量小。 对于表面处理及深度的检验，取样时应注意切割面与轴线垂直。 1.3夹持与镶嵌 当选取好的试样过小或过薄(金属碎片、钢丝、钢带、钢针、小钢球等)不易握持，或要对表面处理、表面缺陷等边缘组织试样进行检验，因此要保护试样边缘，或者试样要在自动磨光和自动抛光机上进行自动研磨、抛光时，要对试样进行夹持或镶嵌，所选用的夹持与镶嵌方法均不得改变原始组织。 1.3.1夹持法 夹持法即利用预先制作好的夹具装置，把外形比较规则的圆柱体、薄板等细小试样夹在相应的夹具中。这些夹具比较简单，可自制，一般分为圆环状试样夹具和板型试样夹具，见图1-2。利用机械夹持可将几片试样夹在一起，中间可用铜皮隔开，以保护试样边 图1-2 金相试样机械夹持夹具 缘。试样与夹具间应紧密接触。 1.3.2镶嵌法 镶嵌是把试样嵌入塑料胶木、树脂或低熔点金属，通过加热加压或固化剂作用等方法，使试样与镶嵌料紧密接触，具体方法见表1-3所列。 表1-3 镶嵌方法一览表 镶 嵌 方 法 应 用 说 明 树脂镶嵌法 热压镶嵌法 树脂(胶木)用镶嵌器加热、加压 冷却固化 浇注镶嵌法(冷镶嵌) 室温下使镶嵌料固化，适用于对温度变化敏感或熔点较低不允许加热的试样、不宜腾空而起的软的试样、形状复杂的试样、多孔性试样等。 特殊镶嵌法 真空冷镶法 适用于多孔样品，如裂纹样品、易脆样品、脆性材料等，可保证塑料填满孔洞 倾斜镶嵌法 适用于存在扩散层、渗层、镀层等的薄层试样，可以放大镀层在一个方向上的厚度 电镀保护镶嵌法 适用于细线材、异型件、断口或受检处为刃口等的试样，通常在镶嵌之前先电镀，可电镀铜、铁、镍、银等金属 1.4金相试样的制样 经切割或经切割、镶嵌后得到的金相试样，再经过磨制和抛光，得到磨面平整光滑，没有磨痕和变形层的金相试样，用适当的化学或物理方法对试样抛光面进行浸蚀的过程称为制样。不同的组织、不同位向的晶粒，以及晶粒内部与晶界处受到不同程度的浸蚀，从而在金相显微镜下可清晰地显示出金属与合金的内部组织。对于表面处理及其深度的检验，制样时应防止表面倒角。制样过程见表1-4，常用化学浸蚀剂见表1-5 表1-4 制样过程一览表 制样程序 可选方法 操 作 说 明 设 备 辅 料 粗 磨 机械或手工 一般在砂轮机上进行，磨时要注意接触压力不宜过大，且需用水冷却试样，使金相试样的组织不因受热而发生变化。一些较软的材料如铜、铝等有色金属，不宜在砂轮机上磨制