金相制备与分析综合实验——金相照片

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金相制备实验

金相制备实验

金相制备实验一、实验目的1.掌握金属显微试样的制备及金相显微组织显示方法。

2.掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征。

3.掌握利用显微镜进行显微组织分析、观察的方法。

二、实验原理(一)金相试样的制备方法:图1-1金相显微试样的制备过程金相显微试样的制备过程包括有如下工序:取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀等,下面就各道工序加以简要说明:1.取样由于金相组织比较均匀,试样截取可在任一截面进行,确定好部位后就可把试样截下,试样的尺寸通常采用直径为Φ12~15mm,高度(或边长)为12~ 15mm的圆柱体或方形试样,如图1-2所示。

试样的截取方法视材料的性质不同而异,软的金属可用手锯或锯床切割;对硬而脆的材料(如白口铸铁)则可用锤击打下;对极硬的材料(如淬火钢)则可采用砂轮切片机或电脉冲加工等切割。

但是,不论采用哪种方法,在切取过程中均不宜使试样的温度过于升高,以免引起金属组织的变化,影响分析结果。

图1-2 金相试样的尺寸2.镶嵌对于尺寸过于细小的金属丝、片及管等,用手来磨制,显然很困难,需要使用试样夹或利用样品镶嵌机把试样镶嵌在低熔点合金或塑料(如胶木粉,聚乙烯聚合树脂等)中。

3.磨制试样的磨制一般分为粗磨与细磨。

(1)粗磨粗磨的目的是为了获得一个平整的表面,钢铁材料试样的粗磨通常在砂轮机上进行。

但在磨制时应注意:试样对砂轮的压力不宜过大,否则会在试样表面形成很深的磨痕,从而增加了细磨和抛光的困难;要随时用水冷却试样,以免受热的影响而引起组织的变化;试样边缘的棱角如没有保存的必要,可先行磨圆(倒角),以免在细磨及抛光时撕破砂纸或抛光市,甚至造成试样从抛光机上飞出伤人。

当试样表面平整后,粗磨就告完成,然后将试样用水冲洗擦干。

(2)细磨经粗磨后的试样表面虽较平整但仍还存在有较深的磨痕。

因此,细磨的目的就是消除这些磨痕,以获得一个更为平整而光滑的磨面,并为下一步抛光做准备。

细磨是在一套粗细程度不同的金相砂纸上由粗到细依次顺序进行的。

实验金相试样的制备

实验金相试样的制备
报告提交:将实验报告提交给指导老师或相关负责人进行审阅和评价。
THANK YOU
汇报人:XX
取样时应考虑试样 的尺寸、形状和数 量,以满足实验要 求
选取适当的取样工具
切割机:用于 切割金属材料, 获得所需尺寸
的试样
磨削机:用于 磨削试样表面, 使其平滑、光

抛光机:用于 抛光试样表面, 消除磨削痕迹
金相显微镜: 用于观察试样 表面形貌,确
保取样质量
保证取样的代表性
取样的位置应具有代表性,能够反映整体材料的特征 取样的数量应足够,以确保结果的准确性 取样的方法应遵循相关标准或规范,以保证取样的代表性 取样后应进行标记和记录,以便后续分析
实验金相试样的制备
汇报人:XX
金相试样的取样 金相试样的镶嵌 金相试样的磨平 金相试样的腐蚀 金相试样的观察与拍照 金相试样的后续处理
金相试样的取样
确定取样部位和方向
取样部位应具有代 表性,能够反映材 料或零件的整体性 能
取样方向应与材料 的纹理、织构或受 力状态相一致
取样部位和方向应 满足相关标准或技 术要求
细磨
目的:去除较深的磨削痕迹,使表面粗糙度达到要求 材料:细磨石 方法:手工或机械磨削 注意事项:避免过磨或磨削热导致试样表面烧伤或组织发生变化
抛光
抛光是金相试样制备的最后一道工序,目 的是去除磨平后留下的表面粗糙度,使试 样表面光滑如镜。
抛光可以采用机械抛光、化学抛光或电解 抛光等方法,根据试样的材料和要求选择 合适的抛光方法。
金相试样的后续处理
清洗和保存
清洗:使用酒精或丙酮 轻轻擦拭金相试样表面, 去除残留物和杂质
保存:将金相试样存放 在干燥、避光的地方, 避免与腐蚀性物质接触, 以保持其质量和稳定性

这么精美的金相图片,千万别错过!

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这么精美的金相图片,千万别错过!先发一张低倍立体对照片。

40Cr锻件,经过正火后发现纵裂,裂缝打开后发现是石状断口。

如果你看过立体画,就用看立体画的方法来看这两张照片,当两张照片变成三张了,你就进入了三维空间,特别是中间的一张立体感最佳。

GCr15的碳化物液析100倍100倍1000倍(横向)以前,有客户投诉液析超标,说是当地技术监督局抽查发现的。

把样拿来一看,是把硫化物当作液析了。

硫化物是浅灰色,液析白亮,氮化物黄色,混为一谈易闹笑话。

非金属夹杂轴承钢冷拉直条内部横裂用GCr15连铸轴承钢冷拉直条车制水泵轴半成品时,沟道处发生断裂,断口上有从心部向外的放射形条纹(下图1左),试样纵剖后发现内部存在横向裂纹(下图1右)。

在纵剖面上作金相检验,球化组织正常,但心部存在十分严重的碳的正偏析区(下图2),碳偏析区内有粗大、完整的网状渗碳体及块状渗碳体(下图3)。

由此认定:该连铸轴承钢的质量低劣,心部十分严重的碳偏析是导致冷拉时内部出现横裂的原因。

图1图2图3我第一次看到这种类型的试样时,就按书籍上所说评为脱碳层。

后来发现,表面片状较深时会引起拉拔横裂,脱碳层怎么会引起拉拔横裂呢?我产生了疑问。

后来又发现,用球化退火后存在表面片状的盘条生产轴承钢丝,经过一次冷拉+再给晶退火的成品钢丝,表面出现片状减少、球状增加的现象;凡经过数次冷拉+再给晶退火的,绝大多数成品钢丝表面已无片状,脱碳层也大多合格。

再来一张石状断口上面一张“立体对”的石状断口,其实在锻件上已发生了纵裂,但当时没发现,后续正火时裂缝内产生氧化脱碳,晶粒的棱边已变得圆滑。

这一个石状断口,在我见过的石状断口中,是最“漂亮”的,晶粒的棱边完整清晰。

这也是40Cr锻件,用的原料是锻圆,打成一个类似塔形试样的部件,最粗的一节没有经过变形,锻后发生了纵裂,其他经过变形的几节都完好。

所以这最粗的一节相当于用锻造温度来进行正火处理,产生了严重的过热现象。

金相分析发现晶粒异常粗大,开裂为沿晶开裂,有沿晶界分布的二次裂纹,断口上无脱碳层。

金相制备与分析综合实验——金相照片

金相制备与分析综合实验——金相照片

(a)20%塑性变形(b)40%塑性变形(c)60%塑性变形图1 黄铜不同塑性冷变形程度退火的显微组织Fig.1 Annealing of different plastic cold deformation degrees of brass(a)200℃退火(b)400℃退火(c)600℃退火图2 黄铜不同再结晶退火温度的显微组织Fig.2 Microstructure of different recrystallization annealing temperatures ofbrass(a)200×(b)500×图3 ZL102未变质5%HF侵蚀剂Si+(α+Si针状)共晶Fig.3 ZL102undegraded 5%HF etchant Si+(α+Si acicular)eutectic(a)200×(b)500×图4 ZL102变质5%HF侵蚀剂Si+(α+Si点状)共晶Fig.4 ZL102metamorphic 5%HF etchant Si+(α+Si point shape)eutectic(a)200×(b)500×图5 可锻铸铁微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.5 Malleable cast iron microstructure(erodant: 4% nitric acid)(a )200× (b )500×图6 铁素体灰口铸铁微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.6 Ferrite gray cast iron microstructure (erodant: 4% nitric acid)(c )860℃退火炉冷500× (d )860℃正火空冷500×(a )1000℃过热淬火(粗大的马氏体)500× (b )860℃淬火+600℃回火(索氏体)500×(e)760℃淬火加热不足500×(f)860℃油淬冷速不足500×图7 45钢不同热处理条件下的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.7 Microstructure of 45 steel under different heat treatment conditions(erodant: 4% nitric acid)(a)铁素体球墨铸铁500×(b)珠光体球墨铸铁500×图8 球墨铸铁的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.8 Microstructure of ductile iron (erodant: 4% nitric acid)(a)珠光体500×(b)屈氏体500×图9 灰口铸铁的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.9 Microstructure of gray cast iron (erodant: 4% nitric acid)。

金相制样与显微观察ppt课件

金相制样与显微观察ppt课件
2.2磨光 目的是得到一个平整光滑的表面。磨光分粗磨和细磨。 粗磨:一般材料可用砂轮机将试样磨面磨平;软材料可用锉锉平,磨时要用水冷却,
以防止试样受热改变组织。不需要检查表层组织的试样要倒角倒边。
❖ 检验面整平 ❖ 倒角 ❖ 粗砂纸磨制
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ,才能 开始对 症下药 ,然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视,已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
XJP—3A型金相显微镜的构造
❖ 1载物台 ❖ 2物镜 ❖ 3目镜
❖ 4视场光栏
❖ 5孔径光栏 ❖ 6底座
7物镜转换器 8纵动手轮 9横动手轮 10粗调焦手轮 11细调焦手轮 12灯泡 13变压器
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ,才能 开始对 症下药 ,然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视,已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
金相试样的制备过程包括取样、手工磨制、抛光、浸蚀等几个步骤,制备好的试
样应能观察到真实组织,无磨痕、麻点、水迹,并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱 落,否则将会严重影响显微分析的正确性。
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ,才能 开始对 症下药 ,然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视,已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
❖ 观察的金相样品必须完全干燥,否则损坏物镜。 ❖ 缓慢转动手轮选择视域,边观察边进行,勿超出
范围。
认 识 到 了 贫 困户贫 困的根 本原因 ,才能 开始对 症下药 ,然后 药到病 除。近 年来国 家对扶 贫工作 高度重 视,已 经展开 了“精 准扶贫 ”项目
3 本实验采用
(1) 手工磨样 (2) 抛光 (3) 化学浸蚀

金相显微观察试样-金相显微组织图谱

金相显微观察试样-金相显微组织图谱
35
球墨铸铁
退火
球状石墨+铁素体
白色晶粒为铁素体,黑色球状为石墨
36
球墨铸铁
低温正火
球状石墨+铁素体+珠光体
白色晶粒为铁素体,层状组织为珠光体,黑色球状为石墨
37
球墨铸铁
正火
球状石墨+珠光体
层状组织为珠光体,灰色球状为石墨。
(六)有色金属合金组织8种
38
铸铝
未变质
初生硅晶粒+共晶体
浅多边形晶粒为初晶硅,其余为白色α固溶体和灰色针状硅的共晶组织
21
15钢
渗碳后退火
渗碳组织
表层为过共析组织(网状渗碳体+珠光体),由表向内含碳量逐渐减少,铁素体增多。
22
45钢
渗硼
渗硼组织
表层为硼化物层(呈锯齿状)和过渡层,心部为45钢基体组织。
23
40Cr
软氮化
软氮化组织
表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层,心部为40Cr基体组织
(三)合金钢组织5种
24
高速钢
带状组织
白色晶粒为铁素体,黑色条状为珠光体,呈明显的带状分布
32
铁基含油轴承
粉末冶金
珠光体+铁素体+含油孔
黑色指纹状为珠光体,少量白色块状为铁素体,分散的小黑点为疏松的含油孔
(五)各类铸铁组织5种
33
灰口铸铁
铸态
片状石墨
黑色片状组织为石墨,基体未腐蚀
34
可锻铸铁
可锻化退火
团絮状石墨
团絮状黑色组织为石墨,基体未腐蚀
43
铝基轴承合金
铸态
初晶β固溶体+共晶体(α+β)+铜锡化合物

彩色金相图片(观赏)

彩色金相图片(观赏)

图号:01 材料:45钢浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:500倍显微组织:网状铁素体+珠光体图号:02 材料:H70(黄铜)浸蚀方法:高氯化铁溶液图号:03 材料:T12钢(淬火过烧)浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:500倍显微组织:粗大针状马氏体+残余奥氏体(晶界裂纹)图号:04 材料:ZCuZn38(双相黄铜)浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液图号:05 材料:H13钢浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:800倍显微组织:马氏体+贝氏体+残余奥氏体图号:06 材料:低碳钢表面离子氮化浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液图号:07 材料:T12钢高温淬火浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:800倍显微组织:马氏体+残余奥氏体图号:08 材料:高磷铸铁浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液图号:09 材料:工业纯铁浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:500倍显微组织:不同位向铁素体图号:10 材料:过共析钢浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液图号:11 材料:灰口铸钢浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:400倍显微组织:共晶团石墨+铁素体+珠光体图号:12 材料:HT250(灰口铸铁)图号:13 材料:球墨铸铁浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:500倍显微组织:球状石墨+马氏体+渗碳体+残余奥氏体图号:14 材料:球墨铸铁图号:15 材料:球墨铸铁浸蚀方法:硝酸盐酸酒精溶液放大倍数:800倍显微组织:球状石墨+片状马氏体+残余奥氏体+渗碳体图号:16 材料:球墨铸铁图号:17 材料:球墨铸铁浸蚀方法:热染侵蚀放大倍数:500倍显微组织:球状石墨+铁素体+珠光体图号:18 材料:蠕墨铸铁图号:19 材料:铸造铝硅合金浸蚀方法:氢氟酸硝酸盐酸水溶液放大倍数:400倍显微组织:α固溶体+共晶硅+粗大鱼骨状铁相图号:20 材料:铸造锌铝合金浸蚀方法:氢氟酸硝酸盐酸水溶液。

66张典型金相图片

66张典型金相图片

66张典型金相图片金相图谱说明1、工业纯铁-退火-白色等轴晶为F晶粒,黑色网络为晶粒之间的边界。

2、20钢-退火-F+P,白色晶粒为F,黑色块状为片P。

3、45钢-退火-F+P,白色晶粒为F,黑色块状为片状P。

4、65钢-退火-F+P,黑色基体为片状P,白色呈网络状分布的为F。

5、T8钢-退火-片状P。

6、T12钢-退火-黑白相间的层片状基体为P,晶界上的白色网络为Fe3Cll。

7、T12钢-退火-P+Fe3Cll,Fe3C染成黑色,P仍保留白色。

8、亚共晶生铁-铸态-P+Ld+Fe3Cll,斑点装基体为共晶Ld,黑色枝晶为P。

9、共晶生铁-铸态-共晶Ld是由P+Fe3Cll+Fe组成,P组织细小。

10、过共晶生铁-铸态-Fe3Cll+Ld,板条状是Fe3Cl,斑点状是Ld。

11、T8钢-正火态-S。

细层片状F与Fe3C的机械混合物。

12、T8钢-等温淬火-B上+M+A残。

B上是由成束的大致平行排列的条状F与分布在F条间的断续Fe3C组成的羽毛状组织。

13、T8钢-等温淬火-B下+M+A残。

B下是呈扁片状的过饱和F 与分布在F内的短针状Fe3C的两相混合物。

14、20钢-淬火-板条M。

15、T8钢-淬火-针状M+Ar。

高碳M呈针状,互成一定的角度。

16、45钢-正火-F+S。

白色条块状为F。

沿晶界析出;黑色块状为S。

17、45钢-860度水淬-860度水淬-中碳M。

M成板条和针状混合分布。

18、45钢-860度水淬低回火-回火中碳M。

19、45钢-860度水淬中温回火T。

回火T是从M分解出的F基体上分布极细粒状Fe3C的混合物组合。

20、45钢-860度水淬高温回火S。

回火S是F基体上分布细粒状Fe3C的混合物。

21、45钢-780度水淬-亚温淬火组合F+M。

M呈黑色,F为白色。

22、45钢-1100度水淬-水淬过热淬火组织M。

23、T12球化退火-球状P。

是F基体上分布颗粒状Fe3C。

白色为F基体,白色小颗粒为Fe3C。

原创《金属材料各种组织金相图片》教学资料

原创《金属材料各种组织金相图片》教学资料


共 晶 白 口 铁 金 相 图 片

晶 白 口 铁 金 相 图 片
过 共 晶 白 口 铁 金 相 图 片
上 贝 氏 体 金 相 图 片
下 贝 氏 体 金 相 图 片
低 碳 板 条 状 马 氏 体

碳 板 条 状 马 氏 体 高 倍
用金相显微镜拍出的照片
回火马氏体 金相图片
回火屈氏体金相图片
回火索氏体金相图片
T10 球 化 退 火 金 相 图 片

析 钢 球 化 金 相 图 片
20钢渗碳(化染) 580X
20钢880℃水淬 低碳马氏体 500× 4%硝酸酒精
45钢850℃水淬 中碳马氏体 500× 4%硝酸酒精
T12100℃水淬 高碳马氏体 500× 4%硝酸酒精
铁素体基体灰口铁
铁素体+珠光体基体灰口铁
珠光体基体灰口铁
铁素体基体球墨铸铁
珠光体基体可煅铸铁
铁素体+珠体基体可煅铸铁
奥 氏 体 的 金 相 图 片
铁 素 体 的 金 相 图 片

次 渗 碳 体 金 相 图 片

次 渗 碳 体 的 金 相 图 片
三 次 渗 碳 体 的 金 相 图 片
珠 光 体 的 金 相 图 片
珠光体型









亚共析钢
亚共析钢 金相图片
共 析 钢 金 相 图 片
过 共 析 钢 金 相 图 片

常见金相组织图片-金相综合实验(仅供借鉴)

常见金相组织图片-金相综合实验(仅供借鉴)

•断口5
一类参考
58
•缺陷(气孔)
皮下气孔
内部气孔
一类参考
59
•缺陷(一般疏松)
一般疏松
一类参考
60
• 缺陷(中心疏松)
中心疏松
一类参考
61
•缺陷(锭型疏松)
锭型疏松
一类参考
返回目录
62
18
• 结构钢的组织(魏氏组织)
亚共析钢 魏氏组织 (白色针状为F ,黑色为P)
一类参考
19
• 结构钢的组织(带状组织彩)
深色(黑)为珠光体, 浅色(黄)为铁素体
一类参考
20
• 结构钢的组织
一类参考
21
• 结构钢的组织(纤维组织 . 彩)
一类参考
22
• 结构钢的组织(纤维组织)
一类参考
23
一类参考
37
•不锈钢(2Cr13锻造)
2Cr13锻造 铁素体(白亮色) 马氏体(板条状)
一类参考
38
•不锈钢(2Cr13淬火、回火)
1050℃淬火、400℃回火 回火马氏体、屈氏体、铁素体
1050℃淬火、500℃回火 回火马氏体、屈氏体、少量铁素体
一类参考
39
•奥氏体不锈钢和耐热钢1
单相奥氏体孪晶
一类参考
(马碳 浅氏化 棕体物 色与( 基残蓝 体余、 )奥白
氏色 体)

数体淡不 氏(红同 体青色类 (色颗型 黄针粒碳 色状)化 基)、物 体、回( )残火黄
余马色 负氏及
返回目录
35
•不锈钢(2Cr13退火)
2Cr13退火 基体:F 颗料状:碳化物
一类参考
36
•不锈钢(2Cr13正火)

《金属材料各种组织金相图片》

《金属材料各种组织金相图片》


共 晶 白 口 铁 金 相 图 片

晶 白 口 铁 金 相 图 片

共 晶 白 口 铁 金 相 图 片
上 贝 氏 体 金 相 图 片
下 贝 氏 体 金 相 图 片
低 碳 板 条 状 马 氏 体

碳 板 条 状 马 氏 体 高 倍
用金相显微镜拍出的照片
回火马氏体 金相图片
回火屈氏体金相图片
回火索氏体金相图片
T10 球 化 退 火 金 相 图 片

析 钢 球 化 金 相 图 片
20钢渗碳(化染) 580X
20钢880℃水淬 低碳马氏体 500× 4%硝酸酒精
45钢850℃水淬 中碳马氏体 500500× 4%硝酸酒精
铁素体基体灰口铁
铁素体+珠光体基体灰口铁
珠光体基体灰口铁
铁素体基体球墨铸铁
珠光体基体可煅铸铁
铁素体+珠光体基体球墨铸铁
珠光体基体球墨铸铁
铁素体基体可煅铸铁
奥 氏 体 的 金 相 图 片
铁 素 体 的 金 相 图 片

次 渗 碳 体 金 相 图 片

次 渗 碳 体 的 金 相 图 片
三 次 渗 碳 体 的 金 相 图 片
珠 光 体 的 金 相 图 片
珠光体型









亚共析钢
亚共析钢 金相图片
共 析 钢 金 相 图 片
过 共 析 钢 金 相 图 片

金相制备与分析综合实验——金相照片

金相制备与分析综合实验——金相照片

(a)20%塑性变形(b)40%塑性变形(c)60%塑性变形图1黄铜不同塑性冷变形程度退火的显微组织Fig.1Annealing of different plastic cold deformation degrees of brass(a)200℃退火(b)400℃退火(c)600℃退火图2黄铜不同再结晶退火温度的显微组织Fig.2Microstructure of different recrystallization annealing temperatures ofbrass(a)200×(b)500×图3ZL102未变质5%HF侵蚀剂Si+(α+Si针状)共晶Fig.3ZL102undegraded5%HF etchant Si+(α+Si acicular)eutectic(a)200×(b)500×图4ZL102变质5%HF侵蚀剂Si+(α+Si点状)共晶Fig.4ZL102metamorphic5%HF etchant Si+(α+Si point shape)eutectic(a)200×(b)500×图5可锻铸铁微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.5Malleable cast iron microstructure(erodant:4%nitric acid)(a)200×(b)500×图6铁素体灰口铸铁微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.6Ferrite gray cast iron microstructure(erodant:4%nitric acid)(a)1000℃过热淬火(粗大的马氏体)500×(b)860℃淬火+600℃回火(索氏体)500×(c)860℃退火炉冷500×(d)860℃正火空冷500×(e)760℃淬火加热不足500×(f)860℃油淬冷速不足500×图745钢不同热处理条件下的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.7Microstructure of45steel under different heat treatment conditions(erodant:4%nitric acid)(a)铁素体球墨铸铁500×(b)珠光体球墨铸铁500×图8球墨铸铁的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.8Microstructure of ductile iron(erodant:4%nitric acid)(a)珠光体500×(b)屈氏体500×图9灰口铸铁的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.9Microstructure of gray cast iron(erodant:4%nitric acid)。

金相试验实验报告

金相试验实验报告

实验报告班级姓名学号中北大学材料科学及工程学院实验中心一实验名称:实验一、金相显微镜的使用及金相样品制备二实验目的(扼要说明研究对象,实验意义及作用等)1.了解光学显微镜的原理及构造;2.掌握显微镜的使用方法;3.学习金相试样的制备过程;4.了解金相显微组织的显示方法。

三实验原理(简要说明实验所依据的理论.包括重要定律,公式及据此推算的重要结果):光学显微镜的基本原理:光学显微镜是由两个透镜组成,对着金相试样的透镜称为物镜,对着眼睛的透镜称为物镜。

借助于物镜与目镜的两次放大,就能是物体放大到很高倍数。

其光学原理如图所示。

1)显微镜的放大倍数由下式来确定:M=M物·M目=L/f物·D/f目式中:M—显微镜的放大倍数;M物——物镜的放大倍数;M目——目镜的放大倍数;f物——物镜焦距;f目——目镜焦距;L—显微镜的镜筒长度(即目镜与物镜的距离);D—明视距离(250mm)。

2)显微镜的鉴别率:光学显微镜的鉴别率是指它能清晰的分辩物体上两点间最小距离d的能力。

d值越小,鉴别率就越高。

鉴别率是显微镜的一个重要的性能,它可由下式求得:d=λ/(2N·A)式中 d—物镜能分辩出的物体相邻两点间的最小距离(即鉴别率);λ—入射光线的波长;N⋅A—物镜的数值孔径,表示物镜的聚光能力。

数值孔径越大时,d值也就越小。

数值孔径表示物镜的聚光能力,数值孔径大的物镜的聚光能力强,能吸收更多的光线,使物像更加明显。

数值孔径可用下式求得:N⋅A=n⋅Sinφ⑶式中:n—物镜与物体间介质的折射率;φ—物镜孔径角的一半。

进入物镜的光线所张开的角度称为物镜的孔径角,其半角为φ,如图1-2所示。

图1-2 孔径角当n与φ值越大时,则数值孔径值就越大,物镜的鉴别能力也就越高。

3)透镜成像的质量单片透镜在成像过程中,由于几何光学条件的限制,以及其它因素的影响,常使映像变的模糊不清或发生变形迹象,这种缺陷称为相差。

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(a)20%塑性变形(b)40%塑性变形
(c)60%塑性变形
图1 黄铜不同塑性冷变形程度退火的显微组织
Fig.1 Annealing of different plastic cold deformation degrees of brass
(a)200℃退火(b)400℃退火
(c)600℃退火
图2 黄铜不同再结晶退火温度的显微组织
Fig.2 Microstructure of different recrystallization annealing temperatures of
brass
(a)200×(b)500×
图3 ZL102未变质5%HF侵蚀剂Si+(α+Si针状)共晶Fig.3 ZL102undegraded 5%HF etchant Si+(α+Si acicular)eutectic
(a)200×(b)500×
图4 ZL102变质5%HF侵蚀剂Si+(α+Si点状)共晶
Fig.4 ZL102metamorphic 5%HF etchant Si+(α+Si point shape)eutectic
(a)200×(b)500×
图5 可锻铸铁微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)
Fig.5 Malleable cast iron microstructure(erodant: 4% nitric acid)
(a )1000℃过热淬火(粗大的马氏体)500× (b )860℃淬火+600℃回火(索氏体)500×
(a )200× (b )500×
图6 铁素体灰口铸铁微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)
Fig.6 Ferrite gray cast iron microstructure (erodant: 4% nitric acid)
(c )860℃退火炉冷500× (d )860℃正火空冷500×
(e)760℃淬火加热不足500×(f)860℃油淬冷速不足500×图7 45钢不同热处理条件下的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)Fig.7 Microstructure of 45 steel under different heat treatment conditions
(erodant: 4% nitric acid)
(a)铁素体球墨铸铁500×(b)珠光体球墨铸铁500×图8 球墨铸铁的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)
Fig.8 Microstructure of ductile iron (erodant: 4% nitric acid)
(a)珠光体500×(b)屈氏体500×
图9 灰口铸铁的微观组织(侵蚀剂:4%硝酸酒精)
Fig.9 Microstructure of gray cast iron (erodant: 4% nitric acid)。

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