No.6-金相分析技术-硬质合金
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。
透镜成象的质量
(1) 球面象差 。
中心和边缘的光不汇聚于一点
(2) 色象差
24
今天主要内容
▪ 金相技术概述 ▪ 金相样品制备 ▪ 金相显微镜 ▪ 金相组织识别-硬质合金 ▪ 定量金相 ▪ 彩色金相技术
25
金相组织的分析
▪ 铁铜基粉末冶金材料（P205） ▪ 钢结硬质合金（P209） ▪ 硬质合金 ▪ 钨钼钽铌粉末冶金制品
YT30、1.5 、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0）
43
硬质合金的显微组织
▪ Yg合金
YT合金
44
硬质合金缺陷图谱
45
硬质合金缺陷图谱
46
硬质合金缺陷图谱（Co聚集、Nb聚集）
47
如何在显微镜中测定前面所述尺寸？
▪ 目镜测微尺去量，每格代表长度a ▪ 用台尺校准目镜测微尺每格长度a
58
定量金相——相百分比
图中有64个点，完全落在黄色区域的点计为1，在相界上的点计为 0.5，求和后除以总点数，黄色区域相百分比为17/64=0.266=26.6%。
59
定量金相——晶粒度 晶粒度级别数：
在100倍下，645.16mm2面积内包含的 晶粒个数N与G有如下关系：
N＝2G－1
用nA代表每mm2的晶粒数，晶粒度： G＝3.321928lg nA-2.954
60
定量金相——晶粒度
面积法：将已知面积（通常5000 mm2的圆）随机放 在晶粒组织上，nA＝f(n圆内+1/2n相交-1)
f=M2/圆面积
M为放大倍数
右图为直径64.4mm圆叠放在低碳 钢200倍晶粒组织上，
nA＝12.28(44+1/2x43-1)＝749.1 G＝3.321928lg nA-2.954＝6.6
所以，显微镜的放大倍数M与物镜的数值孔径之间存在一
定关系，其范围称有效放大倍数范围。在选用物镜时，必须使
显微镜的放大倍数在该物镜数值孔径的500倍至1000倍之间。若
M 50，0A则未能充分发挥物镜的鉴别率。若
M， 1000A
则由于物镜鉴别率不足而形成“虚伪放大“，细微部分仍分辨不清。
23
金相显微镜
▪ 台尺：1mm进行100等分。
– 则每格10μm。 – 假定校准结果为：1500×下，目镜测微尺的108格刚好
与台尺的10格对齐——则目镜测微尺每格长度 a=10×10/108=0.926μm
厂家对目镜测微尺在主倍率下的值有特殊设计，XJP-3A
48
钨钼钽来自百度文库的金相分析
▪ 见研究报告。
49
定量金相
化学浸蚀 电解浸蚀 特殊方法：着色、阴极真空浸蚀等
17
金相显微镜
分类
正置式——便于选取视场 倒置式——方便，样品底部要求不高 体式显微镜——断口宏观检验 工具显微镜——测量（力学）
功能
明场、暗场、偏光、微分干涉DIC
18
金相显微镜种类
19
单目与双目光学金相显微镜
20
金相显微镜
明场
暗场
偏光
DIC
51
定量金相 体式学常用术语
P——点
L——线
A——平面面积
S——曲面
V——体积
N——数目
这些符号用不同方式组合，代表不同含义，例如：PP代 表点分数，即网点位于所感兴趣的相中的分数，NA代表单位 面积内的颗粒数目，NV代表单位体积内的颗粒数目。
52
定量金相——定量金相分析软件
关于金相分析系统的两种误解
无折皱、无边缘磨圆、无热损伤的理想表面。
▪ 然而几乎不可能得到如此完美的理想表面。制样结果只要
满足特定分析需要即可。
4
金相样品制备——取样
取样原则
所选取样品必须能代表母体的性质
5
金相样品制备——取样
取样部位确定后还要确定金相磨面
试样由表层到中心金相组织变化 晶粒度评级
横截面 表面缺陷的检验，如脱碳、氧化、折叠等
10
金相样品制备——抛光
▪ 抛光是试样制备的最后一道，去处表面的细微磨痕，
成为光滑无瑕的镜面。
▪ 分为：机械抛光、电解抛光和化学抛光
半自动抛磨机
11
金相样品制备——抛光
机械抛光
▪ 粗抛光——尼纶、帆布、呢绒
金刚砂、氧化铝、氧化铬等
▪ 精抛光——尼龙绸、天鹅绒
细抛光粉、细金刚砂软膏
12
抛光材料
▪ 抛光粉 ▪ 抛光液 ▪ 抛光布
动态观察
30
硬质合金金相组织的分析
31
一、硬质合金金相检验常用的标准：
▪ 1、国际标准： ▪ ISO 4499-1978，《硬质合金-显微组织的金相测定》 ▪ ISO 4505-1978,《硬质合金-孔隙度和非化合碳的金
相检验方法》
▪ 更新： ISO 4499-2008 ，相应国家标准还未建立。
硬质合金 金相分析技术
金相分析技术的知识回顾
▪ 金相技术概述 ▪ 金相样品制备 ▪ 金相显微镜
2
金相技术
主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材 料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学 科分支，既包含材料三维显微组织的成像及其定性、定量表征，亦 包含必要的样品制备、准备和取样方法。
表面处理结果的检验，如表面淬火、渗碳、涂镀等
网状碳化物
6
金相样品制备——取样
取样部位确定后还要确定金相磨面
非金属夹杂的数量、大小和形状
纵截面 测定晶粒拉长程度，了解材料冷变形程度
观察钢材中带状组织的情况
7
金相样品制备——镶嵌
镶嵌的目的
▪ 某些丝带片管等尺寸较小或形状不规则的样品，不易握持时。 ▪ 需检验边缘时 ▪ 标准化半自动制样
13
金相样品制备——抛光
电解抛光
▪ 基于阳极溶解原理，样品为阳极，不锈钢板或锌板为阴极。 ▪ 由电压、电流、温度、抛光时间综合确定。
14
金相样品制备—
化学抛光
▪ 依靠化学试剂对试样表面不均匀溶解，逐渐得到光亮表面的结果。
15
试样磨面上磨痕变化情况
16
金相样品制备——浸蚀
目的：显示真实，清晰的组织结构 方法：
镶嵌的方法 ——热镶、冷镶和机械夹持
8
金相试样镶样机
9
金相样品制备——磨光
▪ 目的：
去掉损伤或变形层，获得仅有极小损伤的平的表面。 一般分为粗磨、精磨两步。
▪ 粗磨：
打砂轮：去除切割热影响或变形，使表面平整。
▪ 精磨：
消除较深的磨痕，为试样抛光作准备。 一般选用不同型号的SiC砂纸、金刚石磨盘等。
55
定量金相——定量金相分析软件 原始图像读入 采集金相照片
图像预处理
灰度变换增强，图像平滑处理、图像锐化处理
图像二值化
根据灰度直方图，将原图转化为二值图像
二值图像形态学处理 腐蚀、膨胀、开运算、闭运算
图像分割及特征提取 提取边界、保留边界、删除浮游边界
利用体视学计算 根据象素点计算机编程计算
56
▪ 1、 孔隙度的测定：
▪ ⑴孔隙的分类：
▪ A类孔隙（小于10um）、B类孔隙(10-＜25um）
▪ ⑵孔隙的分级：
▪ A类孔隙分为：A00、A02、A04、A06、A08
▪ B类孔隙分为：B00、B02、B04、B06、B08
▪ 相对应的百分含量为：
▪ A00
B00
▪ A02---0.02
B02—0.02
二值分割－提取特征
分割不足
分割准确
分割过度
57
定量金相——相百分比
VV = AA＝LL＝PP
某个相的含量（通常称为面积分数或体积 分数）是由位于所感兴趣的相内的图像单元 （即象素）数除以象素总数，即PP确定，通常 用百分数表示。
参见ASTM E562、ISO9042和GB/T18876.1-2002
– 传统工艺
• 平磨 • 金刚石磨盘粗磨 • 橡胶磨盘加高锰酸钾溶液精磨 • 呢布盘加金刚石粉抛光
– 现代工艺
• 不同粒度金刚石磨盘粗磨和细磨 • 金刚石粉粗抛和精抛
29
硬质合金金相浸蚀
▪ α相：20%氢氧化钠+20%铁氰化钾 ▪ β相：氯化铁的盐酸过饱和溶液 ▪ γ相：500℃氧化5分钟 ▪ η相：10%氢氧化钠+10%铁氰化钾
50
定量金相
▪ 体视学（stereology）是建立从高维(三维)组织的截面(二维)所
获得的低维测量量与定量表征该组织本身的三维空间组织参 数之间关系的数学方法并加以应用的一门交叉性科学
▪ 历史上第一个体视学关系式是德莱塞（A.Delesse）于1847年
导出的公式： VV = AA
该式译为现代语言即为“随机截面上某相的面积分数AA 是应用该。相在三维组织中体积分数VV的无偏估计”，至今仍广泛
金相分析系统就是照相系统 金相分析系统可以取代有经验的金相操作人员
53
定量分析三要素
获取一定系列典型组织图像 已经完成了二值分割
图像确定了正确的放大倍数
54
理解金相分析系统的校准及校准方法 目的：使得分析系统的测量依据和现实中的尺度对应起来。
方法：根据标尺图像标定系统标尺。 系统标尺由显微镜的光路系统和摄像头参数决定。
▪ 金相观察在历史的绝大部分时间内，实质上是定性的，量化
的主要手段是评级图和目测观察，人为影响因素较多，评估 结果分散，重现性差。
▪ 随着体式学与图像分析技术的发展，产生了定量金相技术。 ▪ 体式学是用来量化基体显微组织的，显微组织的测量是在三
维不透明金属的二维抛光平面上进行的，体式学将这些二维 测量结果转化为对三维组织参数的估算。
26
硬质合金的取样
▪ 常规样品 ▪ 大制品
27
硬质合金金相制样
▪ 第一步：镶嵌
– 夹持 – 硫磺或低熔点金属 – 电玉粉或树脂
28
硬质合金金相制样
▪ 第二步：磨削和抛光，得到无划痕的镜状磨面。
– 粉末冶金制品，去皮0.5mm。规定磨削深度不小于 1.0mm。硬质合金磨削特点是硬度高韧性小，因此难以 磨削但不容易产生划痕。
▪ A04---0.06
B04—0.06
▪ A06—0.2
B06—0.2
▪ A08—0.6
34
B08—0.6
A类孔隙和B类孔隙
100X A04
100X B06
35
2、宏观孔洞鉴定（污垢）： 大于25um的孔隙 按尺寸分为： 25~75um，75~125um,125~175um,175~225um, 225~275um 大于275um时，计为302缺陷，可分为： 275~325um，325~375um，＞375um
5、显微组织的测定:
硬质合金的显微组织主要是根据标准上的图谱对
WC、TaiC、Co粗细及分布进行比较而评定。
WC 粗细共分九级（0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、
2.4、3.2、4.0）
TaiC（YT5、1.5-1.1、2.0-1.4、2.5-1.7、3.0-2.0
YT15、2.0-0.8、2.5-0.9、3.0-1.0、3.5-1.2
21
金相显微镜
光学放大原理
基本原理如图2－1所示。 光学系统主要包括物镜、 目镜及一些辅助光学零件 。
图2 — 1 金相显微镜的光学放大原理示意图
光学显微镜的放大倍数可达到1600～2000倍。
22
金相显微镜性能指标
放大倍数、数值孔径、鉴别率之间的关系 在常用光线的波长范围内，
M 500A ~1000A
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数量 级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属夹 杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
3
金相样品制备
▪ 制备金相样品的目的是显示样品的真实组织，制样结果要
求具有重现性。
▪ 机械制样希望得到无变形、无磨痕、无脱落、无外来物质、
61
定量金相——晶粒度
截距法：将一些直线或圆随机放在晶粒组织上，对晶 界与线相交截点数进行测量。 L平均＝L/（M× P） L——所使用测量线段长度，单位mm P——测试网格上的截点数 M——放大倍数
右图为直径64.4mm圆叠放在低碳 钢200倍晶粒组织上，P=34 L=圆周长=πD=202.3 mm M=200 G＝-6.643856lg L平均-3.288＝6.85
36
宏观孔洞形态（100X)
37
3、非化合碳（石墨）的测定： 石墨有几种类型但主要为点状石墨和巢状石墨。
石墨的分级：C00、C02、C04、C06、C08 相对应的百分含量为：
C00 C02—0.2（小于） C04—0.5 C06—1.0 C08—1.5
38
巢状石墨
100X C04—0.5
39
4、η相的测定： η相的分级： η当相尺寸在：＜10um, E02、E04、E06、E08 η当相尺寸在：10~25um, E12、E14、E16 η当相尺寸在：＞25um, E50 对照相应的图谱进行评定
40
η相的形态 (1500X)
41
η相的形态 (左上、1500X 、其余100X)
42
32
2、国家标准： 《硬质合金-显微组织 的金相测定》 GB/T3488-1983, 《硬质合金- 孔隙度和非化合碳的金相相测定》
GB/T3489-1983， 《钨、钼条烧结坯晶粒度评级图谱》
GBn255-85 《金属平均晶粒度的评定》
GB-T_6394-2002晶粒度评级图
33
二、硬质合金金相分析的主要内容
透镜成象的质量
(1) 球面象差 。
中心和边缘的光不汇聚于一点
(2) 色象差
24
今天主要内容
▪ 金相技术概述 ▪ 金相样品制备 ▪ 金相显微镜 ▪ 金相组织识别-硬质合金 ▪ 定量金相 ▪ 彩色金相技术
25
金相组织的分析
▪ 铁铜基粉末冶金材料（P205） ▪ 钢结硬质合金（P209） ▪ 硬质合金 ▪ 钨钼钽铌粉末冶金制品
YT30、1.5 、 2.0、 2.5、 3.0、 3.5、 4.0）
43
硬质合金的显微组织
▪ Yg合金
YT合金
44
硬质合金缺陷图谱
45
硬质合金缺陷图谱
46
硬质合金缺陷图谱（Co聚集、Nb聚集）
47
如何在显微镜中测定前面所述尺寸？
▪ 目镜测微尺去量，每格代表长度a ▪ 用台尺校准目镜测微尺每格长度a
58
定量金相——相百分比
图中有64个点，完全落在黄色区域的点计为1，在相界上的点计为 0.5，求和后除以总点数，黄色区域相百分比为17/64=0.266=26.6%。
59
定量金相——晶粒度 晶粒度级别数：
在100倍下，645.16mm2面积内包含的 晶粒个数N与G有如下关系：
N＝2G－1
用nA代表每mm2的晶粒数，晶粒度： G＝3.321928lg nA-2.954
60
定量金相——晶粒度
面积法：将已知面积（通常5000 mm2的圆）随机放 在晶粒组织上，nA＝f(n圆内+1/2n相交-1)
f=M2/圆面积
M为放大倍数
右图为直径64.4mm圆叠放在低碳 钢200倍晶粒组织上，
nA＝12.28(44+1/2x43-1)＝749.1 G＝3.321928lg nA-2.954＝6.6
所以，显微镜的放大倍数M与物镜的数值孔径之间存在一
定关系，其范围称有效放大倍数范围。在选用物镜时，必须使
显微镜的放大倍数在该物镜数值孔径的500倍至1000倍之间。若
M 50，0A则未能充分发挥物镜的鉴别率。若
M， 1000A
则由于物镜鉴别率不足而形成“虚伪放大“，细微部分仍分辨不清。
23
金相显微镜
▪ 台尺：1mm进行100等分。
– 则每格10μm。 – 假定校准结果为：1500×下，目镜测微尺的108格刚好
与台尺的10格对齐——则目镜测微尺每格长度 a=10×10/108=0.926μm
厂家对目镜测微尺在主倍率下的值有特殊设计，XJP-3A
48
钨钼钽来自百度文库的金相分析
▪ 见研究报告。
49
定量金相
化学浸蚀 电解浸蚀 特殊方法：着色、阴极真空浸蚀等
17
金相显微镜
分类
正置式——便于选取视场 倒置式——方便，样品底部要求不高 体式显微镜——断口宏观检验 工具显微镜——测量（力学）
功能
明场、暗场、偏光、微分干涉DIC
18
金相显微镜种类
19
单目与双目光学金相显微镜
20
金相显微镜
明场
暗场
偏光
DIC
51
定量金相 体式学常用术语
P——点
L——线
A——平面面积
S——曲面
V——体积
N——数目
这些符号用不同方式组合，代表不同含义，例如：PP代 表点分数，即网点位于所感兴趣的相中的分数，NA代表单位 面积内的颗粒数目，NV代表单位体积内的颗粒数目。
52
定量金相——定量金相分析软件
关于金相分析系统的两种误解
无折皱、无边缘磨圆、无热损伤的理想表面。
▪ 然而几乎不可能得到如此完美的理想表面。制样结果只要
满足特定分析需要即可。
4
金相样品制备——取样
取样原则
所选取样品必须能代表母体的性质
5
金相样品制备——取样
取样部位确定后还要确定金相磨面
试样由表层到中心金相组织变化 晶粒度评级
横截面 表面缺陷的检验，如脱碳、氧化、折叠等
10
金相样品制备——抛光
▪ 抛光是试样制备的最后一道，去处表面的细微磨痕，
成为光滑无瑕的镜面。
▪ 分为：机械抛光、电解抛光和化学抛光
半自动抛磨机
11
金相样品制备——抛光
机械抛光
▪ 粗抛光——尼纶、帆布、呢绒
金刚砂、氧化铝、氧化铬等
▪ 精抛光——尼龙绸、天鹅绒
细抛光粉、细金刚砂软膏
12
抛光材料
▪ 抛光粉 ▪ 抛光液 ▪ 抛光布
动态观察
30
硬质合金金相组织的分析
31
一、硬质合金金相检验常用的标准：
▪ 1、国际标准： ▪ ISO 4499-1978，《硬质合金-显微组织的金相测定》 ▪ ISO 4505-1978,《硬质合金-孔隙度和非化合碳的金
相检验方法》
▪ 更新： ISO 4499-2008 ，相应国家标准还未建立。
硬质合金 金相分析技术
金相分析技术的知识回顾
▪ 金相技术概述 ▪ 金相样品制备 ▪ 金相显微镜
2
金相技术
主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材 料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学 科分支，既包含材料三维显微组织的成像及其定性、定量表征，亦 包含必要的样品制备、准备和取样方法。
表面处理结果的检验，如表面淬火、渗碳、涂镀等
网状碳化物
6
金相样品制备——取样
取样部位确定后还要确定金相磨面
非金属夹杂的数量、大小和形状
纵截面 测定晶粒拉长程度，了解材料冷变形程度
观察钢材中带状组织的情况
7
金相样品制备——镶嵌
镶嵌的目的
▪ 某些丝带片管等尺寸较小或形状不规则的样品，不易握持时。 ▪ 需检验边缘时 ▪ 标准化半自动制样
13
金相样品制备——抛光
电解抛光
▪ 基于阳极溶解原理，样品为阳极，不锈钢板或锌板为阴极。 ▪ 由电压、电流、温度、抛光时间综合确定。
14
金相样品制备—
化学抛光
▪ 依靠化学试剂对试样表面不均匀溶解，逐渐得到光亮表面的结果。
15
试样磨面上磨痕变化情况
16
金相样品制备——浸蚀
目的：显示真实，清晰的组织结构 方法：
镶嵌的方法 ——热镶、冷镶和机械夹持
8
金相试样镶样机
9
金相样品制备——磨光
▪ 目的：
去掉损伤或变形层，获得仅有极小损伤的平的表面。 一般分为粗磨、精磨两步。
▪ 粗磨：
打砂轮：去除切割热影响或变形，使表面平整。
▪ 精磨：
消除较深的磨痕，为试样抛光作准备。 一般选用不同型号的SiC砂纸、金刚石磨盘等。
55
定量金相——定量金相分析软件 原始图像读入 采集金相照片
图像预处理
灰度变换增强，图像平滑处理、图像锐化处理
图像二值化
根据灰度直方图，将原图转化为二值图像
二值图像形态学处理 腐蚀、膨胀、开运算、闭运算
图像分割及特征提取 提取边界、保留边界、删除浮游边界
利用体视学计算 根据象素点计算机编程计算
56
▪ 1、 孔隙度的测定：
▪ ⑴孔隙的分类：
▪ A类孔隙（小于10um）、B类孔隙(10-＜25um）
▪ ⑵孔隙的分级：
▪ A类孔隙分为：A00、A02、A04、A06、A08
▪ B类孔隙分为：B00、B02、B04、B06、B08
▪ 相对应的百分含量为：
▪ A00
B00
▪ A02---0.02
B02—0.02
二值分割－提取特征
分割不足
分割准确
分割过度
57
定量金相——相百分比
VV = AA＝LL＝PP
某个相的含量（通常称为面积分数或体积 分数）是由位于所感兴趣的相内的图像单元 （即象素）数除以象素总数，即PP确定，通常 用百分数表示。
参见ASTM E562、ISO9042和GB/T18876.1-2002
– 传统工艺
• 平磨 • 金刚石磨盘粗磨 • 橡胶磨盘加高锰酸钾溶液精磨 • 呢布盘加金刚石粉抛光
– 现代工艺
• 不同粒度金刚石磨盘粗磨和细磨 • 金刚石粉粗抛和精抛
29
硬质合金金相浸蚀
▪ α相：20%氢氧化钠+20%铁氰化钾 ▪ β相：氯化铁的盐酸过饱和溶液 ▪ γ相：500℃氧化5分钟 ▪ η相：10%氢氧化钠+10%铁氰化钾
50
定量金相
▪ 体视学（stereology）是建立从高维(三维)组织的截面(二维)所
获得的低维测量量与定量表征该组织本身的三维空间组织参 数之间关系的数学方法并加以应用的一门交叉性科学
▪ 历史上第一个体视学关系式是德莱塞（A.Delesse）于1847年
导出的公式： VV = AA
该式译为现代语言即为“随机截面上某相的面积分数AA 是应用该。相在三维组织中体积分数VV的无偏估计”，至今仍广泛
金相分析系统就是照相系统 金相分析系统可以取代有经验的金相操作人员
53
定量分析三要素
获取一定系列典型组织图像 已经完成了二值分割
图像确定了正确的放大倍数
54
理解金相分析系统的校准及校准方法 目的：使得分析系统的测量依据和现实中的尺度对应起来。
方法：根据标尺图像标定系统标尺。 系统标尺由显微镜的光路系统和摄像头参数决定。
▪ 金相观察在历史的绝大部分时间内，实质上是定性的，量化
的主要手段是评级图和目测观察，人为影响因素较多，评估 结果分散，重现性差。
▪ 随着体式学与图像分析技术的发展，产生了定量金相技术。 ▪ 体式学是用来量化基体显微组织的，显微组织的测量是在三
维不透明金属的二维抛光平面上进行的，体式学将这些二维 测量结果转化为对三维组织参数的估算。
26
硬质合金的取样
▪ 常规样品 ▪ 大制品
27
硬质合金金相制样
▪ 第一步：镶嵌
– 夹持 – 硫磺或低熔点金属 – 电玉粉或树脂
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硬质合金金相制样
▪ 第二步：磨削和抛光，得到无划痕的镜状磨面。
– 粉末冶金制品，去皮0.5mm。规定磨削深度不小于 1.0mm。硬质合金磨削特点是硬度高韧性小，因此难以 磨削但不容易产生划痕。
▪ A04---0.06
B04—0.06
▪ A06—0.2
B06—0.2
▪ A08—0.6
34
B08—0.6
A类孔隙和B类孔隙
100X A04
100X B06
35
2、宏观孔洞鉴定（污垢）： 大于25um的孔隙 按尺寸分为： 25~75um，75~125um,125~175um,175~225um, 225~275um 大于275um时，计为302缺陷，可分为： 275~325um，325~375um，＞375um
5、显微组织的测定:
硬质合金的显微组织主要是根据标准上的图谱对
WC、TaiC、Co粗细及分布进行比较而评定。
WC 粗细共分九级（0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、
2.4、3.2、4.0）
TaiC（YT5、1.5-1.1、2.0-1.4、2.5-1.7、3.0-2.0
YT15、2.0-0.8、2.5-0.9、3.0-1.0、3.5-1.2
21
金相显微镜
光学放大原理
基本原理如图2－1所示。 光学系统主要包括物镜、 目镜及一些辅助光学零件 。
图2 — 1 金相显微镜的光学放大原理示意图
光学显微镜的放大倍数可达到1600～2000倍。
22
金相显微镜性能指标
放大倍数、数值孔径、鉴别率之间的关系 在常用光线的波长范围内，
M 500A ~1000A
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数量 级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属夹 杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
3
金相样品制备
▪ 制备金相样品的目的是显示样品的真实组织，制样结果要
求具有重现性。
▪ 机械制样希望得到无变形、无磨痕、无脱落、无外来物质、
61
定量金相——晶粒度
截距法：将一些直线或圆随机放在晶粒组织上，对晶 界与线相交截点数进行测量。 L平均＝L/（M× P） L——所使用测量线段长度，单位mm P——测试网格上的截点数 M——放大倍数
右图为直径64.4mm圆叠放在低碳 钢200倍晶粒组织上，P=34 L=圆周长=πD=202.3 mm M=200 G＝-6.643856lg L平均-3.288＝6.85
36
宏观孔洞形态（100X)
37
3、非化合碳（石墨）的测定： 石墨有几种类型但主要为点状石墨和巢状石墨。
石墨的分级：C00、C02、C04、C06、C08 相对应的百分含量为：
C00 C02—0.2（小于） C04—0.5 C06—1.0 C08—1.5
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巢状石墨
100X C04—0.5
39
4、η相的测定： η相的分级： η当相尺寸在：＜10um, E02、E04、E06、E08 η当相尺寸在：10~25um, E12、E14、E16 η当相尺寸在：＞25um, E50 对照相应的图谱进行评定
40
η相的形态 (1500X)
41
η相的形态 (左上、1500X 、其余100X)
42
32
2、国家标准： 《硬质合金-显微组织 的金相测定》 GB/T3488-1983, 《硬质合金- 孔隙度和非化合碳的金相相测定》
GB/T3489-1983， 《钨、钼条烧结坯晶粒度评级图谱》
GBn255-85 《金属平均晶粒度的评定》
GB-T_6394-2002晶粒度评级图
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二、硬质合金金相分析的主要内容