分析金相试样的制备方法以及金相的应用

金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。将计算机应用于图像处理，具有准确度高、速度快等优点，可以大大提高工作效率。

一、金相显微镜的基本构造

金相显微镜常见的一般有台式、立式和卧式这三大类。金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。

二、金相试样的制备方法

为了在金相显微镜下正确有效地观察到内部显微组织，就需制备能用于微观检验的样品――金相试样，也可称之为磨片。金相试样制备的主要程序为：取样—镶嵌(对于小样品)—磨光—抛光一浸蚀等。

1、取样原则

代表性。在一般情况下，研究金属及合金显微组织的金相试样应从材料或零件在使用中重要的部位截取;或是偏析、夹杂等缺陷严重的部位截取。在分析失效原因时，则应在失效的地方与完整的部位分别截取试样，以探究其失效的原因。对于较长裂纹的部件，则应在裂纹发源处、扩展处、裂纹尾部分别取样，以分析裂纹产生的原因。研究热处理后的零件时，因组织较均匀，可任选一断面试样。若研究氧化、脱碳、表面处理(如渗碳)的情况，则应在横断面上观察。有些零部件的“重要部位”的选择要通过对具体服役条件的分析才能确定。

2、试样截取

无论采取何种截取方法截取试样，都必须保证不使试样观察面的金相组织发生变化。金相分析试样较理想的形状是圆柱形和正方柱体。

3、镶嵌

当试样尺寸过小、形状特殊(如金属碎片、丝材、薄片、细管、钢皮等)不易握持，或要保护试样边缘(如表面处理的检验、表面缺陷的检验等)则要对试样进行机械夹持或镶嵌。

4、磨光

磨光的目的是要能得到一个平整的磨面，这种磨面上还留有非常细的磨痕，这将在以后的抛光过程中消除。磨光工序又可分为粗磨和细磨两步。

5、抛光

抛光的目的是除去金相试样磨面上由细磨留下的磨痕，成为平整无疵的镜面。常见的抛光方法有机械抛光、电解抛光及化学抛光等。

6、显示

为了把磨面的变形层除去，同时还要把各个不同的组成相区分开来，得到有关显微组织的信息，就要进行显微组织的显示工作。常用的金相组织显示方法为化学方法。主要是浸蚀方法，包括化学浸蚀，电化学浸蚀及氧化法，是利用化学试剂的溶液借化学或电化学作用显示金属的组织。

三、金相分析方法的应用

1、焊接金相检验；

2、铸铁金相检验；

3、热处理质量检验；

4、各种金属制品及原材料显微组织检验及评定；

5、低倍缺陷检验：铸铁、铸钢、有色金属、原材等；

6、金属硬度(HV、HRC、HB、HL)测定、晶粒度评级；

7、非金属夹杂物含量测定；

8、脱碳层/渗碳硬化层深度测定等。

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