金相檢驗實驗報告

一、實驗?zāi)康?

1）??掌握金相試樣制備的基本方法

2）??掌握金相顯微鏡的使用方法

二、原理概述

（一）金相顯微鏡的構(gòu)造

光學(xué)金相顯微鏡的構(gòu)造一般包括放大系統(tǒng)、光路系統(tǒng)和機械系統(tǒng)三部

分，其中放大系統(tǒng)是顯微鏡的關(guān)鍵部分。

（二）金相試樣制備

金相試樣制備過程一般包括：取樣、粗磨、細(xì)磨、拋光和浸蝕五個步驟。

1.取樣

從需要檢測的金屬材料和零件上截取試樣稱為"取樣"。取樣的部位和磨面的選擇必須根據(jù)分析要求而定。試樣的尺寸并無統(tǒng)一規(guī)定，從便于握持和磨制角度考慮，一般直徑或邊長為15~20mm，高為12~18mm比較適宜。對那些尺寸過小、形狀不規(guī)則和需要保護邊緣的試樣，可以采取鑲嵌或機械夾持的辦法。

金相試樣的鑲嵌，將適宜尺寸(約φl5~20mm)的鋼管、塑料管或紙殼管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，試樣置于管內(nèi)待磨面朝下倒入填料，放置一段時間凝固硬化即可。

2.粗磨

粗磨的目的主要有以下三點：

1)修整?有些試樣，例如用錘擊法敲下來的試樣，形狀很不規(guī)則，必須經(jīng)過粗磨，修整為規(guī)則形狀的試樣；

2)磨平?無論用什么方法取樣，切口往往不十分平滑，為了將觀察面磨平，同時去掉切割時產(chǎn)生的變形層，必須進行粗磨；

3)倒角?在不影響觀察目的的前提下，需將試樣上的棱角磨掉，以免劃破砂紙和拋光織物。

3.細(xì)磨

粗磨后的試樣，磨面上仍有較粗較深的磨痕，為了消除這些磨痕必須進行細(xì)磨。細(xì)磨，可分為手工磨和機械磨兩種。

（1）手工磨

手工磨是將砂紙鋪在玻璃板上，左手按住砂紙，右手握住試樣在砂紙上作單

向推磨。

1)加在試樣上的力要均勻，使整個磨面都能磨到；

2)在同一張砂紙上磨痕方向耍一致，并與前一道砂紙磨痕方向垂直。待前一道砂紙磨痕完全消失時才能換用下一道砂紙。

3)每次更換砂紙時，必須將試樣、玻璃板清理干凈，以防將租砂粒帶到細(xì)砂紙上。

4)磨制時不可用力過大，否則一方面因磨痕過深增加下一道磨制的困難，另一方面因表面變形嚴(yán)重影響組織真實性。

5)砂紙的砂粒變鈍磨削作用明顯下降時，不宜繼續(xù)使用，否則砂粒在金屬表面產(chǎn)生的滾壓會增加表面變形。

（2）機械磨

目前普遍使用的機械磨設(shè)備是預(yù)磨機。電動機帶動鋪著水砂紙的圓盤轉(zhuǎn)動，磨制時，將試樣沿盤的徑向來回移動，用力要均勻，邊磨邊用水沖。機械磨的磨削速度比手工磨制快得多，但平整度不夠好，表面變形層也比較嚴(yán)重。因此要求較高的或材質(zhì)較軟的試樣應(yīng)該采用手工磨制。

4.拋光

拋光的目的是去除細(xì)磨后遺留在磨面上的細(xì)微磨痕，得到光亮無痕的鏡面。拋光的方法有機械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光三種，其中最常用的是機械拋光。

機械拋光在拋光機上進行，將拋光織物(粗拋常用帆布，精拋常用毛呢)用水浸濕、鋪平、繃緊并固定在拋光盤上。啟動開關(guān)使拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動，將適量的拋光液(氧化鋁、氧化鉻或氧化鐵拋光粉加水的懸浮液)滴灑在盤上即可進行拋光。

5.浸蝕

拋光后的試樣在金相顯微鏡下觀察，只能看到光亮的磨面，如果有劃痕、水跡或材料中的非金屬夾雜物、石墨以及裂紋等也可以看出來，但是要分析金相,?組織還必須進行浸蝕。

浸蝕的方法有多種，最常用的是化學(xué)浸蝕法，利用浸蝕劑對試樣的化學(xué)溶解和電化學(xué)浸蝕作用將組織顯露出來。待試樣表面被浸蝕得略顯灰暗時即刻取出，            

用流動水沖洗后在浸蝕面上滴些酒精，再用濾紙吸去過多的水和酒精，迅速用吹風(fēng)機吹干，完成整個制備試樣的過程。

三、實驗內(nèi)容

1)觀察金相顯微鏡的構(gòu)造與光路；

2)操作顯微鏡，比較熟練地掌握聚焦方法；

3)熟悉物鏡、目鏡上的標(biāo)志并合理選配物鏡和目鏡；

4)分別在明場照明和暗場照明下觀察同一試樣，分析組織特征及成因；

5)借助物鏡測微器確定目鏡測微器的格值。

6)按粗磨→細(xì)磨→機械拋光→浸蝕的步驟制備金相試樣；

7)對比觀察浸蝕前，浸蝕后試樣的金相形貌。

四、實驗步驟

1)利用掛圖、教具講解金相顯微鏡的原理、構(gòu)造、使用與維護；

2)在具體了解了某臺顯微鏡構(gòu)造和光路。

3)反復(fù)改變孔徑光闌、視場光闌的大小，加或不加濾光片，觀察同一視場映象的清晰程度；

4)將同一試樣分別放在明場照明和暗場照明顯微鏡上進行對比觀察；

5)借助物鏡測微器確定目鏡測微器的格值，并按要求對組織進行實地測量；

6)磨樣?領(lǐng)取待磨試梓，用砂輪機粗磨，用金相砂紙細(xì)磨，進行機械拋光；

7)浸蝕前觀察?對拋光后洗凈，吹干的試樣進行浸蝕前的檢查；

8)浸蝕?將拋光合格的試樣置于浸蝕劑中浸蝕；

9)觀察金相組織?對浸蝕后的試樣進行觀察，聯(lián)系化學(xué)浸蝕原理對組織形態(tài)進行分析。如浸蝕程度過淺，可重新浸蝕；若過深，待重新拋光后才能浸蝕；若變形層嚴(yán)重，反復(fù)拋光一浸蝕1~2次后再觀察組織清晰度的變化。