分析金相試樣的制備方法以及金相的應(yīng)用

金相分析是金屬材料試驗研究的重要手段之一，采用定量金相學(xué)原理，由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測量和計算來確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關(guān)系。將計算機應(yīng)用于圖像處理，具有準(zhǔn)確度高、速度快等優(yōu)點，可以大大提高工作效率。

一、金相顯微鏡的基本構(gòu)造

金相顯微鏡常見的一般有臺式、立式和臥式這三大類。金相顯微鏡通常由光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和機械系統(tǒng)三大部分組成。

二、金相試樣的制備方法

為了在金相顯微鏡下正確有效地觀察到內(nèi)部顯微組織，就需制備能用于微觀檢驗的樣品――金相試樣，也可稱之為磨片。金相試樣制備的主要程序為：取樣—鑲嵌(對于小樣品)—磨光—拋光一浸蝕等。

1、取樣原則

代表性。在一般情況下，研究金屬及合金顯微組織的金相試樣應(yīng)從材料或零件在使用中重要的部位截取;或是偏析、夾雜等缺陷嚴(yán)重的部位截取。在分析失效原因時，則應(yīng)在失效的地方與完整的部位分別截取試樣，以探究其失效的原因。對于較長裂紋的部件，則應(yīng)在裂紋發(fā)源處、擴展處、裂紋尾部分別取樣，以分析裂紋產(chǎn)生的原因。研究熱處理后的零件時，因組織較均勻，可任選一斷面試樣。若研究氧化、脫碳、表面處理(如滲碳)的情況，則應(yīng)在橫斷面上觀察。有些零部件的“重要部位”的選擇要通過對具體服役條件的分析才能確定。

2、試樣截取

無論采取何種截取方法截取試樣，都必須保證不使試樣觀察面的金相組織發(fā)生變化。金相分析試樣較理想的形狀是圓柱形和正方柱體。

3、鑲嵌

當(dāng)試樣尺寸過小、形狀特殊(如金屬碎片、絲材、薄片、細(xì)管、鋼皮等)不易握持，或要保護(hù)試樣邊緣(如表面處理的檢驗、表面缺陷的檢驗等)則要對試樣進(jìn)行機械夾持或鑲嵌。

4、磨光

磨光的目的是要能得到一個平整的磨面，這種磨面上還留有非常細(xì)的磨痕，這將在以后的拋光過程中消除。磨光工序又可分為粗磨和細(xì)磨兩步。

5、拋光

拋光的目的是除去金相試樣磨面上由細(xì)磨留下的磨痕，成為平整無疵的鏡面。常見的拋光方法有機械拋光、電解拋光及化學(xué)拋光等。

6、顯示

為了把磨面的變形層除去，同時還要把各個不同的組成相區(qū)分開來，得到有關(guān)顯微組織的信息，就要進(jìn)行顯微組織的顯示工作。常用的金相組織顯示方法為化學(xué)方法。主要是浸蝕方法，包括化學(xué)浸蝕，電化學(xué)浸蝕及氧化法，是利用化學(xué)試劑的溶液借化學(xué)或電化學(xué)作用顯示金屬的組織。

三、金相分析方法的應(yīng)用

1、焊接金相檢驗；

2、鑄鐵金相檢驗；

3、熱處理質(zhì)量檢驗；

4、各種金屬制品及原材料顯微組織檢驗及評定；

5、低倍缺陷檢驗：鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、原材等；

6、金屬硬度(HV、HRC、HB、HL)測定、晶粒度評級；

7、非金屬夾雜物含量測定；

8、脫碳層/滲碳硬化層深度測定等。

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