磨金相07材料试样显微组织显示.pptxVIP

谢希文 试样的显微组织大多在明视场下观察并最常使用化学腐蚀法显示其组织 谢希文 化学腐蚀使试样表面有选择地溶解掉某些部分而使组织细节显露出来并产生适当的反差.例如晶粒与晶界;不同取向的晶粒;不同的相;成分不均匀的相(偏析)等. 谢希文 化学腐蚀剂的 基本组成 1. 腐蚀剂—盐酸,硫酸,磷酸,醋酸 2. 缓冲剂—乙醇,甘油 3. 氧化剂—过氧化氢, Fe3+,Cu2+ 谢希文 为了控制腐蚀时的溶解过程,氧化速率必须受到控制. 因此,在配制腐蚀剂时,应坚持使用蒸馏水. 谢希文 谢希文 谢希文 腐蚀剂选择实例—低碳钢板 2%硝酸酒精溶液腐蚀显示铁素体晶界及渗碳体 谢希文 显微组织的彩色显示 1.利用显微镜的光学附件显示色彩 (试样抛光后不需要进行任何腐蚀) a.暗视场 b.偏振光加灵敏色片 c.微差干涉衬度(DIC) 2.在试样表面形成一层薄膜,由于干涉现象 而显示色彩, 灵敏色片可加强此效应 a.热染法 b.阳极化法(加偏振光附件后产生色彩) c.化学染色法 谢希文 现今显微镜的照明方式除了最常用的明视场照明外还有暗视场、偏振光、微差干涉衬度三种照明方式这是对明视场照明方式的重要补充 谢希文 暗视场照明光路原理图1.光源 2.环状光阑 3.入射光反射器 4.物镜凹反射器 5.试样表面 谢希文 偏振光照明光路原理图1.光源 2.起偏振器 3.平面玻璃反射器 4.反射光物镜 5.试样表面 6.检偏振器 6a. 波片(灵敏色片) 7.镜筒透镜 谢希文 偏振光对于显示光各向异性材料的组织很有效;如六立方系结构的钛、镁、锌等试样抛光后未经腐蚀,在偏振光照明条件下,组织细节就可以清晰地显示出来.如果在光程中放入灵敏色片, 还可以得到鲜艳的彩色图象. 谢希文 通常偏振光都是在正交状态下使用但是对于光各向同性材料，在稍稍偏离正交状态的非正交偏振光下，往往可以显示出彩色组织细节，至少可以提高物象的反差，因此值得一试. 谢希文 热染法将试样放在空气炉中加热,使其表面形成氧化膜,由于光的干涉作用使不同的相组成物或成分不均匀的相呈现不同的颜色,膜的厚度与加热温度和时间有关. 热染法简单易行,但不易控制,重现性差. 谢希文 退火工业纯钛热染偏振光+灵敏色片,100X 谢希文 对于光各向同性材料, 如立方系结构的铝及其合金,偏振光就不起作用. 不过如果这类材料抛光后表面经过阳极化处理,在偏振光照明条件下,晶粒组织细节也可以显示出来. 如果在光程中放入灵敏色片, 还可以得到彩色图象. 谢希文 Al-1%Ni合金 砂型铸造电解抛光及阳极化,明视场照明无法分清不同取向的晶粒 谢希文 Al-1%Ni合金 砂型铸造电解抛光及阳极化(左)偏振光照明 (右)根据左图标出不同取向的四个晶粒 谢希文 1100 Al (99% Al) 铸态显微组织. 偏振光+灵敏色片Barker试剂阳极化 (30 V dc, 2 min.) 显示出枝晶凝固组织和枝晶间的金属间化合物. 但是阳极化没有显示出枝晶内的偏析情况. 50微米 谢希文 化学染色法适当的化学试剂与试样表面产生化学反应,形成一定的膜,使不同的相、不同取向的晶粒或成分不均匀的相呈现不同的颜色.某些很稳定的相在室温下不参与化学反应,因而不会被染色,仍保持为白亮色. 谢希文 经过化学染色腐蚀后的试样如果在偏振光加灵敏色片照明条件下观察可以使显微组织的色彩更加鲜艳 谢希文 Lichtenegger和Bloech染色腐蚀剂(简称LB试剂)100 mL 蒸馏热水20 g NH4F•HF0.5 g K2S2O5将二氟化铵溶于水,由于会发生强吸热反应, 因此开始时需要使用热水.用于使不锈钢中的奥氏体染色,铁素体和碳化物不会被染色. 在 25-30℃腐蚀1至5分钟. 使用聚乙烯容器 最好先湿润再腐蚀. 谢希文 10% 焦亚硫酸钠水 100 mL Na2S2O5 10 g室温下浸蚀使用偏振光加灵敏色片可以改善彩色效果用于钢中不同组织组成物效果良好 谢希文 5160 合金钢(Fe – 0.6% C - 0.85% Mn – 0.25% Si – 0.8% Cr) 830˚C奥氏体化 30 min, 538˚C等温30 s, 水淬. 10%焦亚硫酸钠水溶液腐蚀. 马氏体(浅棕色)和上贝氏体(兰色) 谢希文 Klemm染色腐蚀剂 谢希文 腐蚀剂选择实例碳钢焊缝 2%硝酸精溶液腐蚀,晶粒组织显示效果较差