常规金相试样的切取
金相检验操作规程
金相检验操作规程
1.试样
金相试样面积小于400mm2,厚（高）度15-20mm为宜。若试样面积过小，应经镶嵌后再进行磨制。
低倍组织酸侵试样厚度（高）度为20mm左右，酸侵低倍试样检测面应经过车加工或磨加工，表面粗糙度应不大于1.6μm。试样检测面不得由油污及加工伤痕，必要时应预先清除。试样的标识应清晰。
2.高倍检验操作规程
2.1金相试样制备操作规程
2.1.1金相试样的切取
试样切取的方向、部位和数量，应根据有关技术条件的规定。
试样可用手锯、锯床或切割机等切取，必要时也可用气割法切取，但烧割边缘必须与正式试样保持相当距离，以去除热影响区。
取好的试样先在平面磨床或砂轮机上把检测面磨平，磨面上的磨痕应均匀一致。
磨样时应对试样进行冷却，以免金属组织受热发生变化。
2.1.2金相试样的磨制
试样需经粗磨和细磨，粗磨用水磨砂纸，细磨用金相砂纸，应根据需要选择合适的砂纸及磨制道次。磨样时须把前一道的磨痕磨去，方向与前一道的工序相垂直。
磨样时要防止试样磨面温度过高而使组织发生变化。
2.1.3金相试样的抛光
常用的时机械抛光的方法，即把经过细磨的试样在抛光机上进行抛光。抛光织物采取丝绒或绸布，抛光粉采用金刚砂。抛光面光洁度要达到镜面，不允许有夹杂物拖尾、麻点、过热等现象，抛光后将试样清洗干净。
2.1.4金相试样化学侵蚀操作规程
试样侵蚀前抛光面应保持干净，不得有油污或指痕，以免影响所显示组织的清晰度。
试样在盛有侵蚀剂的器皿中侵蚀，侵蚀时试样应轻微摆动，但不可擦伤抛光面。应根据不同的需要选择侵蚀剂，并注意侵蚀适度。侵蚀后试样应保持干燥（在酒精中浸泡、用电吹风吹干），以待观察。
1-第一讲 金相试样的制备
第二讲金相试样的制备
样品制备的基本步骤：取样、镶嵌、磨光、抛光四个步骤。每项操作都必须严格、细心，因为任何阶段上的失误都可能影响以后的步骤；在极端的情况下，不正确的制样可能造成组织的假像，从而得出错误的结论。
样品制备的方式：手工制样、机械制样、自动制样。
一、金相试样的截取
选取合适的、具有代表性的试样是金相研究和检验中至关重要的第一步，必须注意取样得部位、数量、尺度、磨面的取向和试样的截取方法。取样必须恰到好处地给材料提出统计上的可靠描述。
1、取样的原则：
取样部位的选取取决于被检验材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程、使用情况等。根据检验目的和要求，通常分为两大类：系统取样、指定取样。
⑴系统取样：选取的试样必须能表征被检验材料或零件的特点，即要有代表性。常规检验所取试样的部位、形状、数量、尺寸等都有明确的规定，详见有关标准：国标（GB）、冶标（YB）、航标（HB）。例如，标准中规定：棒材、钢锭、钢胚，在材料两端取样；热轧型材则同时取横向、纵向两组试样；航空压气机盘则要从径向、轴向、弦向同时取样。
⑵指定取样：根据所研究的问题，有针对性的取样。例如：零件失效分析的试样即属此类，必须根据零件使用部位、受力情况、出现裂纹的部位和形状等具体情况，抓住关键部位分别在材料失效部位和完好部位取样，以便对比分析，找出失效的原因。比如裂纹源区就是重要的取样部位。
磨面取向：根据生产工艺、产品形状、研究目的而定。
形状尺寸：通常是Φ12×12mm的圆柱体或是12×12×12 mm的正方体；实际工作中还要具体问题具体分析。试样太大、太小都不好；太大，则制备样品时费时费力；太小，则操作不便。试样边缘无特殊要求时要磨制出倒角。
简述金相试样制备的基本过程
简述金相试样制备的基本过程
金相试样制备是金相分析实验的一项重要工作，它是通过一系列的步骤将金属试样制备成适合金相观察的样品。金相试样制备的基本过程如下：
1. 试样的选择：根据分析的需要，选择合适的金属材料作为试样。试样的形状和尺寸应符合实验要求，通常为圆柱形或方形。
2. 试样的切割：采用金相切割机或者手动切割工具，将试样从大块材料中切割出所需尺寸的样品。切割过程中要注意避免产生过多的热量，以免影响试样的组织结构。
3. 试样的研磨：通过一系列的研磨步骤，将试样的表面研磨平整。首先使用粗砂纸或砂轮对试样进行粗磨，去除试样表面的粗糙度和氧化层。然后使用细砂纸或砂轮进行细磨，使试样表面光滑均匀。
4. 试样的抛光：通过抛光过程，进一步提高试样的表面质量。抛光一般采用金相抛光机，通过旋转的抛光盘和涂抹研磨剂的方式，对试样进行抛光处理。抛光的时间和压力要控制好，以避免过度抛光导致试样表面的形貌发生改变。
5. 试样的清洗：将抛光后的试样放入超声波清洗器中，用溶剂清洗试样表面的污垢和抛光剂残留。清洗过程中要注意避免试样受到机械冲击，以免损坏试样。
6. 试样的腐蚀：某些金属材料需要进行腐蚀处理，以去除试样表面的氧化层和其他不良组织。腐蚀一般采用酸性溶液，如酸性硝酸或酸性硫酸溶液。腐蚀时间要根据试样的材料和要求进行控制，过长的腐蚀时间可能会导致试样的形貌和组织结构发生变化。
7. 试样的洗净：将腐蚀后的试样放入清水中进行反复洗净，以去除腐蚀液的残留物。洗净过程中要避免试样受到机械冲击，以免试样变形或损坏。
金相制样操作方法
显示方法
ห้องสมุดไป่ตู้
物理显示法
擦蚀法 擦蚀法 擦蚀法 擦蚀法
化学浸蚀的原理：是利用试剂对金属试样中各相或组 织的浸蚀速度、着色能力不同，在抛光面上呈现出高 低不平的峰谷及色泽的差异，在可见光的垂直照射下， 对光线的吸收和反射不同，从而显示出各种明暗不同 的组织来。
纯金属及单相合金化学腐蚀的情况
a）Sn-Sb合金
➢ 抛光操作过程及其应注意的事项：
a) 添加抛光液状态
b) 初期抛光状态 C)抛光过程中向中心加水
d) 抛光时的试样转动
e) 抛光末期精抛状态
➢ 抛光操作过程及其应注意的事项：
甩尾现象
沾污现象
抛光缺陷
抛光后用水清洗
➢ 电解抛光设备及其原理:
热风机吹干
5. 金相试样显微组织的显示方法
浸蚀法 化学浸蚀法
（一）金相试样的制备
其制备过程包括：取样、镶嵌、磨制、抛光和
浸蚀。
取样的部位 应具有代表性
1.金相试样的切取 截取的方法 锯、车、铣、刨等
试样的尺寸 一般ф15～20×10～20mm
（1）取样的部位——(a)失效零件
轴上对比取样
长裂纹处取样
淬火裂纹取样
(b)热处理后的零件
环圈类零件取样
轴类零件取样
齿轮类取样
(c)从铸、锻件上取样
宏观金相检测标准
宏观金相检测标准
一、取样部位
1. 从出厂检验合格的产品中切取至少三块代表性试样，在制样前可采用机械切割方法取下表面磨削面，并用磨光机打磨光亮。
2. 对于不能在成品上进行取样的焊缝和热影响区，则需在工厂或现场用切割、钻孔方法取得试样。
二、磨制方向
1. 抛光面应向着观察面。如果存在方向性，应将热影响区和焊缝中可能产生方向性缺陷的方向确定为观察面的相反方向。
2. 对于低合金高强度结构钢和特殊的耐磨钢，必要时抛光表面也可作为检验方向。此时要求将金相试样打磨成轴对称试样。
三、研磨与抛光
对于常规试样（抛光表面和反光表面）可采用平磨机或盘式研磨机研磨。首先粗磨除去表面的凸凹不平，然后精磨达到镜面。金相抛光后的抛光面应用金刚砂（氧化铝砂）轻轻研磨并抛光，然后用去离子水清洗，用滤纸吸干或吸水纸吸干试样表面，并观察表面质量。如果发现有表面划痕、蚀斑、变色等缺陷，则不能作为合格品的判定依据。
四、观察
观察的内容主要包括金属的显微组织、缺陷及其分布情况等。对缺陷的观察应采用低倍放大镜（工作距离约30～40mm）观察，并注意缺陷的形状、大小、数量、分布情况以及与金相组织的相互关系等。必要时可采用高倍放大镜甚至电子显微镜进行更详细的分析。
五、评级
缺陷的评级应在金相显微镜下进行，评级方法应符合国家标准或行业标准的要求。对于宏观裂纹、气孔、夹杂物等缺陷的评级，应采用目视法；对于显微疏松的评级，可采用定量法；对于晶界腐蚀的评级，可采用分级法。评级时应注意缺陷的形状、大小、数量、分布情况以及与金相组织的相互关系等。
六、记录与分析
金相分析基础
《金相分析基础》
指导书
材料系热加工教研室
实验一金相试样的制备
一．实验目的
1.初步掌握制备金相试样的常规方法及要点。
2.初步掌握金相试样的制备技术，提高动手能力
二．实验内容
正确地检验和分析金属的显微组织必须具备优良的金相试样。金相试样的制备分取样、磨制、抛光、组织显示（浸蚀）等几个步骤。
1.取样：取样应根据被检零件的检验目的，选择有代表性的部位。
同时还须考虑切取方法、检验面的选择及样品是否需要装夹或镶嵌。切取试样时应防止样品过热和变形。金相样品的尺寸一般以12×10mm为宜。
2.对于细小或形状特殊的试样，如线材、细小管材、薄板、锤击碎
块等。在磨光时不易握持，用镶嵌方法镶成标准大小的试块，常用的镶嵌法有相机械夹持法和有机材料镶嵌法等。
3.磨制：分粗磨和细磨两步。粗磨是将切割后的试样在砂轮上磨平，
对不作表层检验或测量的试样磨平后应倒角。细磨是消除粗磨时产生的磨痕，为试样磨面的抛光做好准备。细磨一般在从粗到细不同粒度的一系列砂纸上进行。
4.抛光：目的为去除金相磨面上因细磨而留下的磨痕，使之成为光
滑、无痕的镜面。金相试样的抛光可分为机械抛光、电解抛光、
化学抛光三类。机械抛光简便易行，应用较广。
5.组织显示：由于金属中合金成分和组织的不同，造成腐蚀能力的
差异，腐蚀后使个组织间、晶界和晶内产生一定的衬度，金属组织得以显示。常用的金相组织显示方法有：（1）化学浸蚀法；（2）电解浸蚀法；（3）金相组织特殊显示法。其中化学显示法最为常用。
三．实验设备及材料
设备：切割机、砂轮机、金相砂纸一套，玻璃板一块、金相试样抛光机、腐蚀用的试剂、抛光悬浮液、酒精、脱脂棉、夹子、吹风机。材料：不同热处理后的45钢、20钢、T8钢、T12钢之中的任意两块。四．实验步骤
试样切取和加工(制备)作业指导书
试样切取和加工（制备）作业指导书
1 目的
为了理化试验试样切取和加工和制备的规范操作，以保证试验结果的准确性，特制定此规程。
2 适用范围
理化试验用试样的切取和加工（制备）过程。
3 职责
理化试验过程相关人员。
4 工作标准
4.1 金属显微组织检验试样的切取按照GB/ 13298-91《金属显微组织检验方法》执行。
4.2力学性能试样的切取按照GB/T 2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》执行。
4.3化学成分测定用试样的取样，依据GB/T20066-2006《钢和铁化学成分测定用试样的取样及制样方法》
4.4 板材冲击试验，国内材料依据GB/T229-2007
5 工作程序
5.1 金相试样的切取和加工（制备）过程
5.1.1 试样的制备
a.根据金属制造的方法，检验的目的，技术条件或双发协议的规定和实际情况对试样截取的方向进行选择。
b.试样的尺寸，试样的截取方法，清洗等均遵循标准，按实际情况进行选择并实施。
5.1.2 试样的研磨
本金相室试样的研磨主要采用机械研磨的方式，粗磨—细磨—抛光的过程。具体操作按照磨抛机操作规程进行。
5.1.3 试样的侵蚀
本室采用的是化学侵蚀剂（4%的硝酸酒精溶液）侵蚀，如需要用其他的化学侵蚀剂，按照相关标准执行。化学侵蚀剂的配制方法、操作方法及其注意事项均按照相关操作规程严格执行。
5.1.4 可根据具体实际情况来选择最佳的金相试样的制备方法。
5.2 力学性能试样的切取和加工（制备）
5.2.1切取样坯应遵循的原则：
a. 都应在外观和尺寸合格的钢材上切取。
金相取样要求
金相取样及试样制作要点
第二章钢管和棒材金相〔上下倍〕试样截取和制备
一、试样选择和截取：
试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法，检验的目的进展。检验面的选取根据检验目的内容确定检验面。横向截面主要用以检验外表缺陷、检验组织从外表到中心的金相组织变化情况、脱碳、晶粒度显微组织等，而纵向截面主要用以检验非金属夹杂物数量、α－相等。试样尺寸以磨面面积大约为2002mm，高度15～20 mm为宜。详细取样部位和试样检验面详见有关标准规定。
二、非金属夹杂物取样
根据GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量测定，用于检测夹杂物的试样面积约为200mm(20mm×10mm) 平行于钢材纵轴，位于钢材外外表到中心的中间位置。当产品的厚度或壁厚较保证检验面面积为200mm，当取样数量到达10个长10mm的试样作为一支试样时，检验面仍缺乏200mm2是允许的。
直径或边长大于40mm的钢棒或钢坯，检验面为钢材外外表到中心的中间位置的局部径向截面
直径或边长大于25mm、小于或等于40mm的钢棒或钢坯；检验面为通过直径的截面的一半
直径或边长小于25mm的钢棒；检验面为通过直径的整个截面，其长度应保证得到约200mm2的检验面积。
三、钢的脱碳层深度测定取样示意图
据国家标准GB/T224－2008钢的脱碳层深度测定的规定，选取试样的检验面应垂直于产品的纵轴。保存钢材的表皮。试样总的检测周长应不小于35mm。对于外径小于或等于25mm 的钢管或边长不大于20mm的方钢要检验整个周边。对于直径大于25mm 的圆钢或边长大于20mm的方钢，为保证取样的代表性，可截取试样同一截面的几个局部，以保证总检测周长不小于35mm。
浅析金相试样的制备
在冶金 、 机械行业 。 要 对金 属 材 料 组 织 进 行 评 定． 首 先 要 制 备金 相 试 样 ， 金 相 试 样 的制 备 包 括 取
２ ． １ 磨 平
切 取 的试样 表 面先 用砂 轮 和 粗 、细砂 纸磨 平 ， 操 作 中应 使试 样 受力 均匀 ， 压 力 适 中 。打砂 轮 时试 样 要 充分 冷却 ， 以免过 热 引起 组织 变 化 。用 砂 纸 由 粗到细磨平时 ， 每一 次 要 抹 去 上一 次 的磨 痕 ， 还 要 去 除 上一 道 的 干扰 层 （如 图１ ） 砂纸 依 次换 细 ， 如果 金 相砂 纸磨 削效果 不好 ， 要及 时更换 。
１ ． ３ 试样 的大小 及检 验面 的选择
抛光 的 目的是去 除 细磨 痕 以获 得光 滑 的镜 面 ． 并 去除变形 扰乱 层 。最 常用 的方法是 机 械抛光 。抛 光 时用力 均 匀 ， 干湿 适 当 ， 不时 移动 ， 保 持 清 洁 。一 般 在 开 始抛 光 时 ． 压 力 大些 ， 力 求 磨痕 在 最 短 时 间 内消除 ， 然 后压 力减小 ， 最后 再用清 水轻 抛一下 。
样 磨 制一 抛 光一 侵蚀 等 几个 步骤 ， 如果 忽 视制 样 过程 中任何 一道 工 序 ， 都会 影 响组 织 分析 和 检验 结
果 的正 确程 度 ， 甚 至造 成误 判 。本 文 阐述 了金相 试 样制 备过 程 中各 工序要 点 及其注 意事 项 。
实验二 金相试样的制备
2.试样的截取方法
取样时，应该保证不使被观察的截面由 于截取而产生组织变化，因此对不同的 材料要采用不同的截取方法： 软材料：可以用锯、车、刨等加工方法 硬材料：可以用砂轮切片机切割或用电 火花切割等方法，切割过程中要不断地 进行水冷却。 硬而脆的材料：可以用锤击方法。
3.试样尺寸
金相试样的大小以便于握持、易于磨制 为准，通常金相试样为的圆柱体或相当 尺寸的立方体。一般为12*12的圆柱体或 相当尺寸的立方体。
编 号 1
腐蚀剂成分
腐蚀条件
用途
硝 酸 （ 比 重 1.42 ） 2~8ml 酒精 加到100ml 苦味酸 酒精或甲醇
腐蚀时间数秒~1分
用于各种热处理或化学 热处理的铸铁、碳钢等
2
5g 100ml
可直接使用，个别情况下可 先用5％硝酸溶液腐蚀后再 用 加 热到1000C 时 使 用， 时 间 2～25分钟，腐蚀后慢冷
同上
3
苛性钠 苦味酸 水
25g 2g 100ml
渗碳体被染成黑色
4
硫酸铜 1.25g 氯化铜 2.50g 氯化镁 10g 盐酸 2ml 水 100ml 用酒精冲淡至 1000ml 硝酸（比重1.42） 10ml 盐 酸 （ 比 重 1.19 ） 20~30ml 甘油 20～30ml 氯化铁 5g 盐酸（比重1.19） 50ml 水 100ml 盐酸（比重1.19） 50ml 硝酸（比重1.42） 5ml 水 50ml
金相试样制作的流程和注意事项
金相试样制作的流程和注意事项
试样制备：
1.1 试样截取的方向，垂直于径向，长度不超过8mm。
1.2 试样可用手锯或切割机床等切取，不论用何种方法取样均应注意试样的温度条件，必要时用水冷却，以避免正式试样因过热而改变其组织。
2. 试样的研磨
2.1 准备好的试样，先在粗砂轮上磨平，候磨痕均匀一致后，即移至细砂轮上续磨，磨时须用水冷却试样，使金属的组织不因受热而发生变化。
2.2 经砂轮磨好、洗净、吹干后的试样，随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制，可采用在预磨机上进行磨制，从粗砂纸到细砂纸、再换一次砂纸，试样须转90°角与旧磨良成垂直方向。
2.3 经预磨后的试样，先在抛光机上进行粗抛光(?抛光织物为细绒布、抛光液为W2.5 金刚石抛光膏)，然后进行精抛光(抛光织物为锦丝绒，抛光液为W1.5 金刚石抛光膏)?抛光到试样上的磨痕完全除去而表面像镜面时为止，即粗糙度为Ra0.04以下。
3. 试样的浸蚀
3.1 精抛后的试样，便可浸入盛于玻璃皿之浸蚀剂中进行浸蚀。浸蚀时，试样可不时地轻微移动，但抛光面不得与皿底接触。
3.2 浸蚀剂一般采用4％硝酸酒精溶液。
3.3 浸蚀时间视金属的性质、检验目的及显微检验的放大倍数而定，以能在显微镜下清晰显出金属组织为宜。
3.4 试样浸蚀完毕后，须迅速用水洗净，表面两用，酒精洗净，然后用吹风机吹干。
4. 金相显微组织检验
4.1 金相显微镜操作按仪器说明书规定进行。
4.2 金相检验包括浸蚀前的检验和浸蚀后的检验，浸蚀前主要检验钢件的夹杂物和铸件的石墨形态、浸蚀后的检验为试样的显微组织。
金相试样如何取样
金相试样如何取样（取样方法）
----取样是金相试样制备的第一道工序，若取样不当，则达不到检验目的，因此，所取试样的部位、数量、磨面方向等应严格按照相应的标准规定执行。
(一)取样部位和磨面方向的选择
1．纵向取样纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向进行取样。主要检验内容为：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。
2．横向取样横向取样是只垂直于钢材锻扎方向取样。主要检验内容为：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。
3．缺陷或失效分析取样截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。例如，包括零件断裂时的断口，或者是取裂纹的横截面，以观察裂纹的深度及周围组织变化情况。取样时应注意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。
----取样部位必须与检验目的和要求相一致，使所切取的试样具有代表性。必要时应在检验报告单中绘图说明取样部位、数量和磨面方向。例如，检验裂纹产生的原因时，应在裂纹部位取样，而旦还应在远离裂纹处取样，以资比较。检验铸件时；应在垂直于模壁的横断面上取样，对于大型铸件，还应从表面至中心的横断面上取3～5个试样，磨制横断面，由表面到中心逐个进行观察、比较。
图1-1表示轧制型材金相试样的切取方位，一般纵断面(图1-1中的1、2、4、5)主要用于(1)检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；
(2)检验晶粒的变形程度，(3)检验钢材的带状组织，以及通过热处理对带状组织的消除程度。横断面(图1-1中的3)主要用于：(1)·检验从表面到中心的金相组织变化情况，(2)检验表层各种缺陷，如氧化，脱碳，过烧、折叠等，(3)检验表面热处理结果，如表面淬火的淬硬层，化学热处理的渗碳层，氮化层，碳氮共渗层以及表面镀铬，镀铜层等：(4)检验非金属夹杂物在整个断面上的分布，(5)测定晶粒度等。
金相试样制作的流程和注意事项
试样制备：
1.1 试样截取的方向，垂直于径向，长度不超过8mm。
1.2 试样可用手锯或切割机床等切取，不论用何种方法取样均应注意试样的温度条件，必要时用水冷却，以避免正式试样因过热而改变其组织。
2. 试样的研磨
2.1 准备好的试样，先在粗砂轮上磨平，候磨痕均匀一致后，即移至细砂轮上续磨，磨时须用水冷却试样，使金属的组织不因受热而发生变化。
2.2 经砂轮磨好、洗净、吹干后的试样，随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制，可采用在预磨机上进行磨制，从粗砂纸到细砂纸、再换一次砂纸，试样须转90°角与旧磨良成垂直方向。
2.3 经预磨后的试样，先在抛光机上进行粗抛光(•抛光织物为细绒布、抛光液为W2.5 金刚石抛光膏)，然后进行精抛光(抛光织物为锦丝绒，抛光液为W1.5 金刚石抛光膏)•抛光到试样上的磨痕完全除去而表面像镜面时为止，即粗糙度为R a0.04以下。
3. 试样的浸蚀
3.1 精抛后的试样，便可浸入盛于玻璃皿之浸蚀剂中进行浸蚀。浸蚀时，试样可不时地轻微移动，但抛光面不得与皿底接触。
3.2 浸蚀剂一般采用4％硝酸酒精溶液。
3.3 浸蚀时间视金属的性质、检验目的及显微检验的放大倍数而定，以能在显微镜下清晰显出金属组织为宜。
3.4 试样浸蚀完毕后，须迅速用水洗净，表面两用，酒精洗净，然后用吹风机吹干。
4. 金相显微组织检验
4.1 金相显微镜操作按仪器说明书规定进行。
金相试样如何取样
金相试样如何取样（取样方法）
----取样是金相试样制备的第一道工序，若取样不当，则达不到检验目的，因此，所取试样的部位、数量、磨面方向等应严格按照相应的标准规定执行。
(一)取样部位和磨面方向的选择
1．纵向取样纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向进行取样。主要检验内容为：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。
2．横向取样横向取样是只垂直于钢材锻扎方向取样。主要检验内容为：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。
3．缺陷或失效分析取样截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。例如，包括零件断裂时的断口，或者是取裂纹的横截面，以观察裂纹的深度及周围组织变化情况。取样时应注意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。
----取样部位必须与检验目的和要求相一致，使所切取的试样具有代表性。必要时应在检验报告单中绘图说明取样部位、数量和磨面方向。例如，检验裂纹产生的原因时，应在裂纹部位取样，而旦还应在远离裂纹处取样，以资比较。检验铸件时；应在垂直于模壁的横断面上取样，对于大型铸件，还应从表面至中心的横断面上取3～5个试样，磨制横断面，由表面到中心逐个进行观察、比较。
图1-1表示轧制型材金相试样的切取方位，一般纵断面(图1-1中的1、2、4、5)主要用于(1)检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；
(2)检验晶粒的变形程度，(3)检验钢材的带状组织，以及通过热处理对带状组织的消除程度。横断面(图1-1中的3)主要用于：(1)·检验从表面到中心的金相组织变化情况，(2)检验表层各种缺陷，如氧化，脱碳，过烧、折叠等，(3)检验表面热处理结果，如表面淬火的淬硬层，化学热处理的渗碳层，氮化层，碳氮共渗层以及表面镀铬，镀铜层等：(4)检验非金属夹杂物在整个断面上的分布，(5)测定晶粒度等。
金相切片流程
取样原则：
(1)根据不同的检验目的，可选取在处理工艺上以及使用过程 中的工作面上具有代表性
部位，如是随其工艺过程处理的试样，其材质和处理工艺必须与工件 完全相同。
(2)由于许多表面处理层在工件或试样的不同部位具有不同的 厚度和不同的组织，因而在以估计工件使用寿命，推测表面发生失 效的可能性作为检测目的时，应在工件的薄弱环节处选取试样，检 测分析其内在惯量。
观测
目前金相显微镜仍是研究金属显微组织的最基本的仪器之一。 其中种类很多，但基本原理大致相同。现以国产4x型金相显微 镜为例说明其结构和成像原理。 自灯泡(1)发出一束光线，经过聚光镜(2)的会聚及反光镜(7)的 反射，将光线均匀地聚集在孔径光栏(8)上，随后经聚光镜(3) 再度将光线聚焦在物镜(6)的后面，最后光线通过物镜而使物体 表面得到照明。从物体反射回来的光线又通过物镜和补助透镜 (5)，由半反射镜(4)反射后，在经过辅助透镜(10)及棱镜(11)、 (12)等一系列光学元件构成一个倒立放大的实像。但这一实像 还必须经过目镜(13)的再度放大，这样观察者就能从目镜中看 到物体表面被放大的像。
金相显微镜是一种比较精密的仪器，使用时必须严格按照操作注意事项 进行，具体操作步骤如下： (1)熟悉显微镜的原理和结构，了解各零件的性能和功用； (2)按观察要求，选择适当的目镜和物镜，调节粗调螺丝，将载物台升 高，装上目镜，取下目镜盖，装上目镜。 (3)将试样放在载物台上，抛光面对着物镜。 (4)接通电源，若光源是6V低压钨丝灯泡，要注意电源须经降压变压器 再接入灯泡。 (5)按观察要求，选用适当地滤色片。 (6)选用平面玻璃或三棱镜两种光线反射器中的一种。一般作高倍观察 或摄影时用平面玻璃，作低倍观察可用三棱镜（现代的和小型显微镜仅 用平面玻璃）。 (7)调节粗调螺丝，使物镜见见与试样靠近，同时在目镜中观察视场由 暗到明，直到看到显微组织为止，再调细调螺丝至看到清晰显微组织为 止。注意调节时要缓慢些，切勿使镜头与试样相碰。 (8)根据观察到的组织情况，按需要调节孔径光阑和视域光阑到适当位 置（使获得组织清晰、衬度均匀的图象）。 (9)移动载物台，对试样各部分组织进行观察，观察结束后切断电源， 将金相显微镜复原。
金相试样的制备
金相试样的制备
一、实验目的
1. 学会金相试样的制备方法。
2. 熟悉常用化学浸蚀试剂及其使用方法。
二、实验内容
按照金相试样的制备方法，每人制备出碳钢金相试样一块，用金相显微镜观察自己制备的试样，要求试样在显微镜下观察应没有磨痕、组织清晰。
三、实验原理
要对金属材料的显微组织进行观察，首先就必须制备金相试样。一般金相试样的制备过程包括取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等步骤。
1.取样
取样时应根据零件的特点及检验目的分别选取具有代表性的部位。例如，分析机械零件失效原因时应在破坏最严重处和远离破裂处分别切取，从而有利于观察显微组织的变化，分析失效的原因。研究铸件组织时，由于组织的不均匀性，应从表层到中心同时切取
几个试样，分析各个部位显微组织的差异，了解结晶组织的变化。研究退火处理的机械零件时，由于其内部组织比较均匀，可切取任意截面试样进行分析。切取试样时，应小心操作，不得因加工过热而改变其组织。取样的常用方法有：锯、车、
刨、气割、砂轮切割和线切割等。试样的大小视具体情况而定，以便于握持、易于磨制为准。通常方形试样的边长为12～15mm，圆柱形试样尺寸为￠（12～15mm）×15mm。
2.镶嵌
对于细小和形状特殊的试样(如丝、带、片等)，不便于磨制和抛光时，须将其镶嵌在塑料及低熔点的合金中或用专用夹具夹持，以便进行磨制和抛光操作。镶样多采用热压镶样法和机械镶样法。热压镶样法是将试样放在电木粉或塑料粒中加热至110～150℃，在镶样机中热压完成。机械镶样法的优点是使用专门的夹具夹持试样以克服热压对试样组织产生的影响。
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常规金相试样的切取
取样是金相试样制备的第一道工序，若取样不当，则达不到检验目的，因此，所取试样的部位、数量、磨面方向等应严格按照相应的标准规定执行。
(一)取样部位和磨面方向的选择
取样部位必须与检验目的和要求相一致，使所切取的试样具有代表性。必要时应在检验报告单中绘图说明取样部位、数量和磨面方向。例如，检验裂纹产生的原因时，应在裂纹部位取样，而旦还应在远离裂纹处取样，以资比较，检验铸件时；应在垂直于模壁的横断面上取样，对于大型铸件，还应从表面至中心的横断面上取3～5个试样，磨制横断面，由表面到中心逐个进行观察、比较。
图1-1表示轧制型材金相试样的切取方位，一般纵断面(图1-1中的1、2、4、5)主要用于(1)检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；(2)检验晶粒的变形程度，(3)检验钢材的带状组织，以及通过热处理对带状组织的消除程度。横断面(图1-1中的3)主要用于：(1)检验从表面到中心的金相组织变化情况，(2)检验表层各种缺陷，如氧化，脱碳，过烧、折叠等，(3)检验表面热处理结果，如表面淬火的淬硬层，化学热处理的渗碳层，氮化层，碳氮共渗层以及表面镀铬，镀铜层等：(4)检验非金属夹杂物在整个断面上的分布，(5)测定晶粒度等。
一般说来，在进行非金属夹杂物评定时，应磨制纵横两个面，在观察铸件组织，表层缺陷以及测定渗层厚度、镀层厚度，晶粒度等均需磨制横断面，在进行破断(失效)综合分析时，往往需要切取几个试样，同时磨制纵横两个面进行观察分析。
(二)取样方法
金相试样一般为ф12×12mm或ф18×20mm的圆柱体或12×12×12mm的立方体。若太小则操作不便，若太大则磨制平面过大，增长磨制时间且不易磨平。由于被检验材料或零件的形状各异，也有用不规则外形的试样。非检验表面缺陷、渗层、镀层的试样，应将棱边倒圆，防止在磨制中划破砂纸和抛光织物，避免在抛光时试样飞出造成事故。反之，检验表层组织的试样，严禁倒角并应保证磨面平整。
不论采用何种方式取样，都须防止因温度升高而引起组织变化或因受力而产生塑性变形。如淬火马氏体因温度升高而转变为回火马氏体；裂纹处因受热而使其扩展。最好是采用线切割取样。
试样尺寸以磨面面积小于400平方毫米，高度15～20mm为宜。并经砂轮预磨。形状不规则的试件、线材及板材、细小工件、表面处理及渗层镀层、表面脱贫碳的材料需要做好镶嵌。