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实验三、金相样品的制备与显示

一、实验目的

1.掌握金相样品制备的一般方法和原理

2.熟悉常用金属材料金相显微组织显示方法

3.了解金相样品制备的其他方法

二、样品制备

金相试样的制备过程一般包括取样、镶嵌、磨制、抛光和浸蚀等5个步骤，制备好的试

样应能观察到真实组织，无磨痕、麻点与水迹，并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱落。

否则，将会严重影响显微分析的正确性。

1.取样

选取试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法、检验的目的、技术条件或

双方协议的规定进行。垂直于锻轧方向的横截面可以研究金属材料从表层到中心的组织、显

微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深

度、表面化学热处理及镀层厚度等。平行于锻轧方向的纵截面可以研究非金属夹杂物的变形

程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。当检

查金属的破损原因时，可以在破损处取样或在其附件的正常部位取样进行比较。

金相试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准，通常采用直径15～20mm、高15～

20mm的圆柱体或连长15～20mm的立方体。对于不同性质的材料，试样截取方法不同，可

用手锯、砂轮切割机、显微切片机、线切割、化学切割装置、电火花切割机、剪切、锯、刨、

车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。硬而脆的金属可以用锤击法取样，软的金属材料

可用锯、刨、车等方法。不论用哪种方法取样，均应注意避免截取方法对组织的影响，如变

形、过热等。根据不同方法应在切割边去除这些影响，也可在切割时采取预防措施，如水冷

等。

2.镶嵌

若试样过于细薄（如薄纸、细线材、细管材等）或试样过软、易碎，或需检验边缘组

织为便于在自动磨光和抛光机上研磨的试样，可采用下列方法之一镶嵌试样，所选用的镶嵌

方法均不得改变原始组织。

（1）机械镶嵌法

将试样镶入钢圈或钢夹内，如图所示

螺钉

钢夹

钢圈板材（用钢片隔开）

细管材

注意：

（1）试样与钢圈或钢夹紧密接触。钢圈或钢夹的硬度应接近于试样的硬度。

（2）镶嵌板材时，可用较软的金属片间隔，以防磨损试样边缘。

（3）为避免浸蚀剂从试样的空隙中溢出，可将试样浸在熔融的石蜡中使空隙被充满。

旋钮

上模

套模

试样

加热器

下模

加压系统

（2）树脂镶嵌法

因树脂比金属软，必须考虑样品棱角磨损圆的问题。避免棱角磨圆的方法是将样品夹

持在具有相同硬度金属块之间，或样品经电镀或将样品用相同硬度的环状物包围等。树脂镶

嵌包括抛砖热压镶嵌法和浇注镶嵌法。

（3）热压镶嵌法

将样品磨面朝下放入模中，树脂倒入模中超过样品高度，封紧模子并加热、加压。其

o2

温度、压力、时间根据采用的镶嵌材料而定。一般加热到150C左右，加压到24.5N/mm

左右后停止加热，冷却后解除压力并打开柜子，完成镶嵌工作。

热压树脂