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金 相 实 验 技 术 2010年9月 主要内容 金相检验概述 金相样品制备 金相显微镜 显微硬度测试 定量金相 金相检验概述 主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学科分支，既包含材料三维显微组织的成像及其定性、定量表征，亦包含必要的样品制备、准备和取样方法。 其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数量级(常规放大倍率在1000倍及以下)，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。 金相检验概述 金相技术作为材料研究的手段可以追溯到1863年英国的索比（Sorby）用显微镜观察到钢铁的金相组织，并于1864年展出了第一张钢的显微组织照片。此后，光学显微镜成为钢铁材料研究和检验的有效手段。 目前，金相技术仍是材料科学与工程领域最广泛应用、易行有效的研究检验方法，金相检验则是各国和ISO国际材料检验标准中的重要物理检验项目。 金相样品制备 制备金相样品的目的是显示样品的真实组织，制样结果要求具有重现性。 机械制样希望得到无变形、无磨痕、无脱落、无外来物质、无折皱、无边缘磨圆、无热损伤的理想表面。 然而几乎不可能得到如此完美的理想表面。制样结果只要满足特定分析需要即可。 金相样品制备——取样 金相样品制备——取样 常规检验——依据相关国家标准进行 表面检验——有无脱碳、折叠等 失效分析——在失效部位如裂纹附近取样 金相组织不均匀——如铸件须从表面到中心同时 取样观察，了解合金的偏析度 金相样品制备——取样 取样部位确定后还要确定金相磨面 金相样品制备——取样 取样部位确定后还要确定金相磨面 金相样品制备——取样 常用的取样方法 机械加工：车床、锯床、刨床、铣床 砂轮切割、湿式砂轮片切割 气割 线切割 金相样品制备——镶嵌 镶嵌的目的 某些丝带片管等尺寸较小或形状不规则的样品，不易握持时。 需检验边缘时 标准化半自动制样 镶嵌的方法 ——热镶、冷镶和机械夹持 金相样品制备——镶嵌 金相样品制备——镶嵌 金相样品制备——镶嵌 将试样镶入钢圈或钢夹。 试样应与钢圈或钢夹紧密接触，而且夹具的硬度应接近于试样的硬度。 金相样品制备——磨光 目的： 去掉损伤或变形层，获得仅有极小损伤的平的表面。一般分为粗磨、精磨两步。 粗磨（磨平）： 砂轮：去除切割热影响或变形，使表面平整。 磨砂轮时应注意蘸水冷却，防止组织变化。 金相样品制备——磨光 精磨（细磨、磨光）： 消除较深的磨痕，为试样抛光作准备。 选用不同型号的SiC砂纸、金刚石磨盘等，依次用280号水砂纸→400号水砂纸→500号→600号→800号金相砂纸磨光。每更换一道砂纸，试样应转动90°，并使前一道的磨痕彻底去除。 金相样品制备——磨光 金相样品制备——抛光 抛光是试样制备的最后一道，去处表面的细微磨痕，成为光滑无瑕的镜面。 分为：机械抛光、电解抛光和化学抛光 金相样品制备——抛光 粗抛光——尼纶、帆布、呢绒 精抛光——平绒、丝绒、尼龙绸、天鹅绒 金相样品制备——抛光 金刚砂、氧化铝、氧化铬等 细抛光粉、金刚石抛光膏:W2.5 、W1.0 金相样品制备——抛光 基于阳极溶解原理，样品为阳极，不锈钢板或锌板为阴极。 由电压、电流、温度、电解液、抛光时间综合确定。 金相样品制备——抛光 金相样品制备——抛光 依靠化学试剂对试样表面不均匀溶解，逐渐得到光亮表面的结果。 金相样品制备——浸蚀 目的：显示真实，清晰的组织结构 方法：化学浸蚀 电解浸蚀 特殊方法：着色、阴极真空浸蚀等 金相样品制备——浸蚀 原理：利用化学试剂的溶液，借助于化学或电化学作用显示金属的组织。 方法：浸入法和揩擦法 要点：试样磨面浸蚀前必须冲洗清洁，支除污垢。 金相样品制备——浸蚀 金相样品制备——电解浸蚀 用途:用于某些具有极高化学稳定性的合金，化学浸蚀法难以清晰地显示出它们的组织，如不锈钢、耐热钢、 高温合金及热电偶材料等。 原理：基本上与电解抛光相同。 浸蚀效果由电压、电流、温度、电解液、抛光时间综合确定。 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金相显微镜 金