1-第一讲 金相试样的制备.docVIP

第二讲 金相试样的制备 样品制备的基本步骤：取样、镶嵌、磨光、抛光四个步骤。每项操作都必须严格、细心，因为任何阶段上的失误都可能影响以后的步骤；在极端的情况下，不正确的制样可能造成组织的假像，从而得出错误的结论。 样品制备的方式：手工制样、机械制样、自动制样。 一、金相试样的截取 选取合适的、具有代表性的试样是金相研究和检验中至关重要的第一步，必须注意取样得部位、数量、尺度、磨面的取向和试样的截取方法。取样必须恰到好处地给材料提出统计上的可靠描述。 取样的原则： 取样部位的选取取决于被检验材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程、使用情况等。根据检验目的和要求，通常分为两大类：系统取样、指定取样。 系统取样：选取的试样必须能表征被检验材料或零件的特点，即要有代表性。常规检验所取试样的部位、形状、数量、尺寸等都有明确的规定，详见有关标准：国标（GB）、冶标（YB）、航标（HB）。例如，标准中规定：棒材、钢锭、钢胚，在材料两端取样；热轧型材则同时取横向、纵向两组试样；航空压气机盘则要从径向、轴向、弦向同时取样。 指定取样：根据所研究的问题，有针对性的取样。例如：零件失效分析的试样即属此类，必须根据零件使用部位、受力情况、出现裂纹的部位和形状等具体情况，抓住关键部位分别在材料失效部位和完好部位取样，以便对比分析，找出失效的原因。比如裂纹源区就是重要的取样部位。 磨面取向：根据生产工艺、产品形状、研究目的而定。 形状尺寸：通常是Φ12×12mm的圆柱体或是12×12×12 mm的正方体；实际工作中还要具体问题具体分析。试样太大、太小都不好；太大，则制备样品时费时费力；太小，则操作不便。试样边缘无特殊要求时要磨制出倒角。 取样数量：实际生产中，某一材料、某一项目的检验，通常不会是单独的一个样品，一般是3~4个，以求统计上的可靠性。 在研究结果和检验报告上所列举的金相照片，必须注明截取部位和检验面的方向，甚至画图说明。 在本次课程实验的过程中，不要求同学自己取样，但是，对于取样的重要性，必须高度重视，深刻记忆。踏出的第一步如果出现失误，很可能就是：差之毫厘，谬以千里。取样的过程，对于实际工作条件、经验要求比较高，不是理论学习、实验课所能完全解决的。 二、取样的方法 总的要求：必须保证被切取的试样表面的显微组织不因切割而发生变化。 试样切取方法：可以根据取样零件的大小、材料的性能、现场实际条件灵活选取切取试样的方法。常见的形式有四类：机械切割、气切割、电弧切割、电解切割。每种类型有具体的方法。 机械切割：磨料切割（砂轮切割、线切割）、超声波、锯（手工、锯床）、一般机床（车床、刨床、铣床）、打断。 图 金相试样切割机 图 砂轮机 电解切割：酸锯切、酸研磨、酸喷射 对于较软的材料可用锯、车、刨等加工方法；较硬的材料可用砂轮切片机切割，或用电火花切割方式；硬而脆的材料，如白口铸铁，可用锤击的方法；而在大工件上取样可用乙炔焰切割等。目前最常用的方法是砂轮片切割，它可以切割硬度悬殊的试样，而且表面较光洁。 切割时工件因高速磨削而产生很大的热量，因此。试样应充分冷却，以防止组织结构的改变。 切割试样会在表面形成变形层，该层对金相显微组织有很大影响，要想得到金属的真实组织，必须在后续工序中将该层完全去掉。因此，寻找变形层小的切割方法十分重要。（更详细的情况，感兴趣的同学可以查阅参考资料） 我们实验室现在拥有的取样条件是：Q-2砂轮切割机；手锯；锤击；Isomet4000精密切割机。 下面介绍一下常用的薄片切割方法：电火花切割薄块。 电火花线切割法是使薄板或细金属丝制成的刀具（作阴极）和样品（作阳极）保持一定的间隙，利用其间发生断续放电引起样品局部熔化并崩射出来进行的，切片的原理见下图[从网上摘取的说明:由于电火花线切割机把作为工具电极的线电极通常采用Φ0.1-Φ0.3mm铜丝接在负极，把被加工件接在正极，当两极间施加一定电压时，介于间隙中的电解液便产生放电现象，利用瞬时高温，使被加工部位材料剥离与汽化 ... 线切割图案 关于Isomet4000精密切割机 美国Buehler公司的产品，价格：12万元。 一般由操作熟练的教师使用，谢绝同学自己使用。其实功能特点是：适合切割各种软硬程度的试件，但是，在试件尺度大小上有限制。 Q-2砂轮切割机，是现在实验室最常规的切割设备，一般同学自己亲自操作使用。 三、金相试样的镶嵌 当试样形状不规则（失效分析试样）、较小（线材、细管材、薄板等）、较软、易碎或边缘需要保护时，必须将试样镶嵌起来，以便于试样的制备；另外，随着试样磨光、抛光工序的逐渐自动化，