实验6材料试样制备

抛光时需向抛光盘上不断滴注抛光液，以产生磨削和润滑作用。抛光液通常 采用Al2O3；，MgO或Cr2O3等细抛光粉(粒度约为0.3～1μm)在水中的悬浮液 (每升水中加A12O3 5～l0g)。白色A12O3又称刚玉，可用于粗抛和精抛；白色 MgO硬度较低，适用于铝、镁及其合金等软材料的最后精抛；Cr2O3为绿色 ，具有很高硬度，适用于淬火合金钢。
▪
浸
两
蚀 效
相
果
组
12
、 层
织
片 状
浸
1—渗碳体 2—铁素体
珠 光
蚀
体
示
组 织
意
浸蚀效果 、层片状珠光体组织
图
▪ 单相固溶体铁素体组织 ▪ 两相组织珠光体组织
常用化学腐蚀方法
（a）浸蚀法 （b）滴蚀法 （c）摖蚀法
样品 腐蚀剂 滴管
样品 沾腐蚀剂棉花
（a）浸蚀法 （b）滴蚀法 （c）摖蚀法
化学腐蚀操作
金相试样的尺寸
镶嵌
பைடு நூலகம்
夹持
热镶嵌
冷镶嵌
金相试样镶嵌机
粗磨
▪ 检验面整平 ▪ 倒角 ▪ 粗砂纸磨制
细磨
▪ 在一套不同粒度的砂纸上磨制，由粗到细。 ▪ 更换砂纸时，磨痕方向与上道垂直，砂粒勿
带入下道。 ▪ 磨向要长、用力匀，样品与砂纸紧密接触。
金相砂纸编号 粒度序号 砂粒尺寸/μm
金相砂纸的规格
0 M40 40-28
否则重抛光或用水冲洗，用酒精冲洗，吹干腐蚀。
腐蚀
除观察试祥中某些非金属夹杂物或铸铁中的石墨等情况外，经抛光 后(化学抛光除外)的试样磨面，必须用浸蚀剂进行“浸蚀”，以清楚 地显示其显微组织。
▪ 化学腐蚀 ▪ 电解腐蚀 ▪ 恒电位腐蚀等
化学腐蚀的原理
纯金属或单相均匀的固溶体 化学腐蚀方式
两相组织化学腐蚀方式
纯金属或单相金属的浸蚀是一个化学溶解过程。晶界处由于原子排列混乱 ，且能量较高，所以易受浸蚀而呈现凹沟。各个晶粒由于原子排列位向不 同，受浸蚀程度也不同。因此，在垂直光线照射下，各部位反射进入物镜 的光线不同，从而显示出晶界及明暗不同的晶粒。
▪
腐蚀后平面 腐蚀后倾斜 浸蚀效果、铁素体之晶界组织观察
01 02
03
04 05 06 07
M28 M20 M14 M10 M7 M5 M3.5
28-20 20-14 14-10 10-7 7-5 5-3.5 3.5-3.0
水砂纸 240 序号
粒度
160
常用水砂纸的规格
300
400
500
600
800
200
280
320
400
600
1000 800
1200 1000
实验六 材料试样的制备
一、实验目的
初步掌握金相试样制备的基本方法。
二、实验原理
金相制样，也称磨金相，就是将金属粗样品经过粗磨、细磨、抛光、 腐蚀等数道专业工序制成样品,从而可以在显微镜下观察到金属相图的样 品的过程。
磨金相是材料研究中的一种重要方法。
将材料表面的不平整、氧化现象或是其它的杂质予以去除。当试样表面达 光滑平整后，再以特殊腐蚀液给予腐蚀，利用各组织对腐蚀程度不同所表 现出来的不同特征，来了解材料内部缺陷及微结构。
抛光机使用方法与 注意事项
▪ 开机前，检查并放好抛光布， 压布圈、环形盖。
▪ 按抛光机开关面版上的指示方 向，打开开关或按钮，
▪ 抛光盘转动平稳后进行抛光
▪ 抛光时，头要抬高，以防样品 飞出伤人。
抛光试样的磨面应均匀、平正地压在 旋转的抛光盘上，并沿盘的半径方向 从中心到边缘作往复移动。压力不宜 过大，抛光时间也不宜过长，一般约3 ～5分钟。当磨痕全部消除而呈现镜面 时，停止抛光。
室温腐蚀数秒
碳钢及低合金钢，能清 晰的显示珠光体和 碳化物
3 苦味酸钠溶液
苦味酸2—5 苛性钠20—25 蒸馏水100
4 混合酸酒精溶液 盐酸 10 硝酸 3 酒精 100
5 王水溶液
盐酸 3 硝酸 1
三、实验方法
金相样品制备的基本方法
取样、镶嵌 粗磨、细磨 抛光、 腐蚀 观察、分析
车、刨、 砂轮切割
取样
线切割机
锤击法等
在要检测的材料或零件上截取样品，取样
部位和磨面根据分析要求而定，截取方法 视材料硬度选择，尺寸以适宜手握为宜。
常 用 取 样 方 法
对软金属，可用手锯或锯床切割；对硬而脆的材料(如白口铸铁)，可 用锤击方法；对极硬材料(如淬火钢)，则可采用砂轮切片机或电火花 线切割机；在大工件上取样，可用氧气切割，等等。 截取的试样大小以便于握持、易于磨制为准，一般为直径ф(12— 15)mm、高度(或边长)12～15mm的圆柱体或正方体，如图所示。
抛光
抛光的目的是去除细磨后留下的细微磨痕，使磨面呈光亮镜面。
▪ 电解抛光 ▪ 化学抛光 ▪ 机械抛光 ▪ 复合抛光等
常用机械抛光
机械抛光
机械抛光在抛光机上进行，可分为粗抛和精抛两个步骤。由电动机带动的 水平抛光盘转速一般为300～500转／分。粗抛时，转速高一些，精抛或抛 软材料时，转速要低些。抛光盘上铺以不同材料的抛光布。粗抛时常用帆 布或粗呢，精抛时常用绒布、细呢或丝绸等。
▪ 选定的腐蚀剂并配制。 ▪ 选择腐蚀方法，浸蚀法。 ▪ 腐蚀数秒，颜色适当。 ▪ 冲水，酒精冲洗。 ▪ 充分干燥。 ▪ 显微镜观察分析。
常用腐蚀剂
序 腐蚀剂名称 成分ml（g） 腐蚀条件 号
适应范围
1 硝酸酒精溶液
硝酸 1—5 酒精 100
室温腐蚀数秒
碳钢及低合金钢，能清 晰的显示铁素体晶 界
2 苦味酸酒精溶液 苦味酸4 酒精 100
▪ 注意安全。
抛光方法
▪ 选择抛光粉 ▪ 配制抛光溶液，比例大约为10—15%。 ▪ 打开抛光机开关或按钮， ▪ 手握紧样品放在盘半径约一般处抛光。 ▪ 边抛光边加入少量的抛光液。 ▪ 注意若抛光液浓度不均匀，振动瓶子，数秒后加
入。 ▪ 一般的材料用Cr203绿粉、帆布粗抛光即可。 ▪ 特殊样品要用Fe2O3红粉、丝绒细抛光。 ▪ 样品表面抛好后，光亮如镜，干净干燥可腐蚀。
浸 蚀
单
效 果 、
相 均
铁 素 体
示匀 意固
之 晶
图溶
界 组
体
织 观
浸
察
蚀
两相或两相以上合金的浸蚀则是一个电化学腐蚀过程。由于各组成相的成 分不同，其电极电位亦不同，当表面覆盖一层具有电解液作用的浸蚀剂时 ，两相之间就形成了许多“微电池”，具有负电位的一相成为阳极，被迅 速溶解而凹下；具有正电位的另一相为阴极，保持原来的光滑平面。试样 表面的这种微观凹凸不平对光线的反射程度不同，在显微镜下就能观察别 各种不同的组织及组成相。