金相显微镜的使用与金相样品的制备实验报告-

金相显微摄像

一、实验目的:

(一了解普通金相显微镜的构造与使用方法。

(二了解金相试样的制备方法。

(三学习使用金相显微镜观察金相组织。

二、实验设备及材料:

实验设备:金相显微镜、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。材料:金相试样、砂纸一套(800,1000,1200 、抛光液(Al2O3、腐蚀剂(4% 硝酸酒精溶液、药棉、酒精

三、实验内容及步骤:

实验内容:(1用机械抛光和化学侵蚀的方法制备金相样品

(2观察试样的显微组织,并绘制组织图。

试验步骤:(1金相样品的截取及镶嵌

(2金相样品磨光

(3金相样品的抛光

(4金相样品的化学侵蚀

(5显微组织的观察与记录

四、简述金相显微镜的放大原理:显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。靠近观察物体的透镜叫物镜,而靠近眼睛的透镜叫目镜。通过物镜和目镜的两次放大,就能将物体放大到较高的倍数

五、简述金相显微镜的基本构造

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,有的显微镜还附有摄影装置

(一金相显微镜机械装置

显微镜的机械装置要由镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器及调焦装置等。它是支持放大、照明部分的支架、具固定与调解光学镜头,固定和移动标本作用。

二金相显微镜放大部分

放大部分包括接物镜和接目镜。

(三金相显微镜照明部分

照明部分包括反光镜、滤光镜、虹彩光圈和聚光镜等

六、金相制样的基本过程包括几个方面?这几个方面各是哪些?

制备显微试样包括取样、磨光、抛光及浸蚀四个步骤

1、取样

取样时应根据被分析材料或零件的特点。选择有代表性的部分。试样最适合的尺寸是直径为12mm,高为10mm的圆柱体或面积为12*12㎜²,高10mm的长方体。根据材料性质不同,可用手锯、用车床切削、用锤子击碎以及用砂轮切割等方法截取试样。在取样过程中应注意防止试样受热组织发生变化。取得试样后,应将试样表面制成平面,同时边缘要倒成圆角(如分析化学热处理表面组织时则不能倒角。

2、磨光

试样抹平后,须用清水冲洗干净并擦干,然后进行磨光,磨光可用手工或机械两种方法。

(1手工磨光手工磨光是在不同号数的金相砂纸上进行。砂纸型号有

800,1000,1200。800砂纸最粗,1200砂纸最细。磨光时所用砂纸从粗到细顺序进行,磨削压力不宜过大,用力要均匀且在同一个方向进行磨光。

在一张砂纸上磨好后,应将试样冲洗干净,然后将试样转90°换细一号的砂纸再磨。这样,又粗到细依次磨削,磨好后将试样洗净,然后在抛光机上抛光。

(2机械磨光一般是在预磨机上进行,即把砂纸用水玻璃粘在预磨盘上使用,试样易从粗砂纸到细砂纸依次分别进行磨光。

3、抛光

抛光的目的是除去试样表面的细磨痕,最后得到一个光亮的镜面。抛光分为机械抛光、电机抛光和化学抛光三种方法,其中以机械抛光应用最广。

机械抛光是在抛光机上进行。抛光机是由电机和水平抛光盘(直径

200‐250mm组成。抛光盘上铺有固紧的抛光织物,抛光钢试样时一般使用细呢绒,抛光铸铁时则使用如帆布、白色的确良等绒毛较短的抛光织物,以防止灰口铸铁中的石墨脱落,抛光铝、镁、铜等有色金属可用细丝绒。

在抛光过程中,应不断将抛光液洒在抛光盘上,抛光液是由抛光粉与水配成细的悬浮液。抛光钢和铸铁使用的抛光粉为氧化铝和氧化铬,有色金属等软材料可用细粒度的氧化镁。

抛光时压力不宜过大,抛光时间取决于试样表面磨光的质量,一般约为5~15分钟。

金相试样经抛光后,其磨面应光亮无痕,且石墨或夹杂物等不应抛掉或有拽尾现象。这时试样先用清水冲洗,在用无水酒精清洗磨面,然后用吹风机吹干。

4、显微试样的浸蚀

金相试样经抛光后,在显微镜下观察只能看到光亮的表面和夹杂物、石墨、孔洞、裂纹等。要观察金属的组织,必须经过适当的腐蚀,使显微组织能正确的显示出来。浸蚀方法有化学浸蚀方法和电解法两种。

化学浸蚀是将抛光好的试样磨面在化学浸蚀剂(常用酸、碱、盐的酒精或水溶液中浸润或拭擦一定时间。由于金属材料中各相的化学成分和结构不同,故具有不同的电极电位,在浸蚀剂中就构成了许多微电池,电极电位的相位为阳极而被溶解,电极电位高的相位阴极而保持不变。故浸蚀后就形成凹凸不平的表面,在显微镜下,由于光线在各处的反射清款不同,就能观察到金属的组织特征。

纯金属及单相合金浸蚀时由于晶界原子排列较乱,缺陷及杂质较多,具有较多的能量,故晶界易被浸蚀而呈沟壑。在显微镜下观察时,使光线在晶界处被浸射而不能进入物镜,因次显示出一条条黑色的晶界。

应当指出,纯金属与单相合金中各个晶粒的成分虽然相同,但由于其原子排列位相不同,也会使磨面上个晶粒的浸蚀程度不一致,在垂直光线照射下,个个经历就呈现出明暗不一的颜色。化学浸蚀剂的种类很多,浸蚀剂的选用是根据试剂材料的性质及浸蚀的目的来决定。对于碳钢及铸钢,最常用的浸蚀剂为4%硝酸酒精溶液或4%苦味酒精溶液。

浸湿时,应将试样浸入一盛有浸蚀剂的容器内,并不断的轻微移动。待浸蚀适度后取出试样,迅速用水冲洗,再用无水酒精冲洗,然后用吹风机吹干,其表面须严格保持清洁。

浸蚀时间取决于金属的性质、浸蚀剂的浓度以及显微镜下观察时的放大倍数。总之,浸蚀时间以在显微镜下能清晰地揭示出组织的细节为准。若浸蚀不足,可再继续进行浸蚀,但一旦浸蚀过度。试样则需要重新抛光再进行浸蚀。

四、实验结果处理和讨论:

1、观察试样时如何对金相显微镜进行调节?

2、金相磨样过程中应该注意的问题主要要几个方面?

(1磨光:采用手工磨光,是将砂纸平铺在玻璃板上(或平的瓷砖上,左手伸开压住砂纸,右手握住试样使磨面朝下,且整个磨面必须和砂纸接触,然后轻轻向前推行进行磨削,提起使样返回,再重复上述操作。如果是耐水砂纸,按280、360、600、800、1000的顺序,干砂纸为1、2、3、4、5号的顺序。每磨一道砂纸,试样的划痕均匀且方向一致,磨下一道砂纸时,试样、手、砂纸和玻璃必须用水冲洗干净,磨削方向与上一道砂纸所磨划痕方向垂直。

3、金相抛光过程中应该注意的问题主要要几个方面?

3. 抛光抛光由机械抛光、电解抛光、化学抛光等方法,使用最广的是机械抛光。机械抛光是在抛光机上进行。抛光机由电动机带动抛光盘,抛光盘上铺有不同的抛光布。粗抛时用帆布或粗呢,细抛时用绒布、细呢或丝绸等。抛光过程中要不断向抛光布上倒入适量的水与Cr2O3(或Al2O3、MgO等悬浮液。试样的磨面应平正地压在旋转的抛光盘上,压力不宜过大,并使试样从抛光盘边缘到中心不断地作径向往复移动。待试样表面磨痕全部被抛掉而呈现光亮镜面时,抛光即可停止,并将试样用水或酒精洗干净后转入浸蚀。