金相試樣制備方法

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1、金相試樣制備方法時間:2010-01-0822:05:48來源:作者:點擊:1次　　????????金相檢驗是研究金屬及合金內(nèi)部組織的重要方法之一，為了在金相顯微鏡下正確有效地觀察到內(nèi)部顯微組織，就需制備能用于微觀檢驗的樣品――金相試樣，也可稱之為磨片。金相試樣制備的主要程序為：取樣—嵌樣(對于小樣品)—磨光—拋光一浸蝕等。一、取樣原則手工用金相顯微鏡對金屬的一小部分進(jìn)行金相研究，其成功與否，可以說首先取決所取試樣有無代表性。在一般情況下，研究金屬及合金顯微組織的金相試樣應(yīng)從材料或零件在使用中最重要的部位截?。换蚴瞧?、夾雜等缺陷最嚴(yán)重的部位截取。在分析失效原因時，則應(yīng)在失效的地方與完整

2、的部位分別截取試樣，以探究其失效的原因。對于生長較長裂紋的部件，則應(yīng)在裂紋發(fā)源處、擴展處、裂紋尾部分別取樣，以分析裂紋產(chǎn)生的原因。研究熱處理后的零件時，因組織較均勻，可任選一斷面試樣。若研究氧化、脫碳、表面處理(如滲碳)的情況，則應(yīng)在橫斷面上觀察。有些零部件的“重要部位”的選擇要通過對具體服役條件的分析才能確定。二、試樣截取手工無論采取何種截取方法截取試樣，都必須保證不使試樣觀察面的金相組織發(fā)生變化。軟材料可用鋸、車、刨等方法切?。挥膊牧峡捎盟渖拜喦衅瑱C、電火花切割等方法切??；硬而脆的材料(如白口鑄鐵)，也可用錘擊法獲取。對于要測量表面處理層深的試樣，要注意切割面與滲層面垂直。研究軋制

3、材料時，如研究夾雜物的形狀、類型、材料的變形程度、晶粒拉長的程度、帶狀組織等，應(yīng)在平行于軋制方向上截取縱向試樣；如研究材料表層的缺陷、非金屬夾雜物的分布，應(yīng)在垂直軋制方向上截取橫向試樣。金相試樣較理想的形狀是圓柱形和正方柱體。以具體情況而定。一般可取高為10～15mm，直徑Φ1O～15mm；方形試樣邊長為10～15mm為宜。在實際工作中，由于被檢材料和零件的品種極多，要在材料和零件上截取理想的形狀與尺寸有一定的困難，一般可按實際情況決定。但是以試樣的高度為其直徑或邊長的一半為宜，形狀與大小以便于握在手中磨制為原則。三、試樣鑲嵌手工當(dāng)試樣尺寸過小、形狀特殊（如金屬碎片、絲材、薄片、細(xì)管、鋼

4、皮等）不易握持，或要保護(hù)試樣邊緣（如表面處理的檢驗、表面缺陷的檢驗等）則要對試樣進(jìn)行夾持或鑲嵌。鑲嵌可分為冷鑲嵌和熱鑲嵌。冷鑲嵌指在室溫下使鑲嵌料固化，一般適用于不宜受壓的軟材料及組織結(jié)構(gòu)對溫度變化敏感或溶點較低的材料。熱鑲法是把試樣和鑲嵌料一起放入鋼模內(nèi)加熱加壓，冷卻后脫模。后者的使用較為廣泛。實驗室使用的上海日用電機廠生產(chǎn)的XQ-2型金相試樣鑲嵌機，這種鑲嵌機操作簡單，溫度自動控制的范圍的選擇便利。主要缺點是模套不能變更，對試樣的尺寸適應(yīng)性較差，其次是不能強制冷卻。嵌料常用的有酚-甲醛樹脂、酚-糠醛樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯前兩種主要為呈熱凝性的材料，后兩種為熱塑性材料，并呈透明和半透

5、明性。在酚-甲醛樹脂內(nèi)加入木粉，即常用的所謂“電木粉”，它可以染成不同顏色。常用熱鑲嵌工藝見表1-1，熱鑲嵌中會碰到一些缺陷，這些缺陷的成因、補救辦法見表1-2。??表1-1常用熱鑲嵌工藝名稱溫度（℃）壓力（MPS）加熱時間（min）保溫時間（min）聚氯乙烯175-10030-40107聚苯乙烯140-15035-40107酚醛樹脂138-142305?電木粉100-15030-3515?表1-2鑲嵌常見缺陷的原因及修正辦法材料缺陷原因修正辦法酚醛樹脂等類鑲料放射狀開裂試樣截面相對模子過大試樣四角太尖銳選用大直徑模子減小試樣尺寸試樣邊緣處收縮塑性收縮過大降低鑲嵌溫度選擇低收縮率的樹脂模

6、套冷卻后再推出鑲嵌試樣環(huán)周性開裂吸收了潮氣鑲嵌過程中截留了氣體對鑲嵌料和模套預(yù)熱液態(tài)時暫時減壓破裂鑲嵌過程太短壓力不足加長鑲嵌時間液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化過程中加足夠的壓力未融合壓力不足加熱時間不足增加適當(dāng)鑲嵌壓力增加加熱時間透明性鑲料有棉花球狀物中間介質(zhì)未達(dá)到最高溫度最高溫度保溫時間不足最高溫度時增加保溫時間龜裂鑲嵌試樣出模后內(nèi)應(yīng)力釋放冷卻到較低溫度后再出模把鑲嵌試樣置于沸水中軟化四、試樣磨光手工磨光的目的是要能得到一個平整的磨面，這種磨面上還留有極細(xì)的磨痕，這將在以后的拋光過程中消除。磨光工序又可分為粗磨和細(xì)磨兩步。1.粗磨手工對于軟材料可用銼刀銼平，一般材料都用砂輪機磨平。操作時應(yīng)利用砂輪側(cè)

7、面，以保證試樣磨平。要注意接觸壓力不宜過大同時要不斷用水冷卻，防止溫度升高造成內(nèi)部的組織發(fā)生變化。最后倒角時防止細(xì)磨時劃破砂紙。但對需要觀察脫碳、滲碳等表面層情況的試樣不能倒角，有時還要采用電鍍敷蓋來防止這些試樣邊緣倒角。粗磨完成后，凡不作表面層金相檢驗的棱邊都應(yīng)倒成小圓弧，以免在以后的工序過程中會將砂紙或拋光物拉裂。甚至還可能會被拋光物鉤住而被拋飛出外，造成事故。1.細(xì)磨手工細(xì)磨的方法有手工磨光和機械磨光。手工細(xì)磨的目的是消除粗磨