金相制備的(金相試樣的制備過程及注意事項(xiàng))

1.金相試樣的制備過程及注意事項(xiàng)

1、防止試樣在截取過程中出現(xiàn)過熱，以免試樣組織因受熱而發(fā)生變化。

特別是用火焰切割或電弧切割引起局部熔融時(shí)，應(yīng)將熔融部分及附近出現(xiàn)的過熱部分完全去除。

用金相試樣切割機(jī)或普通砂輪片切割機(jī)切割時(shí)均應(yīng)用水充分冷卻，使最終獲得不受溫度影響的理想試樣。

2、無論采用何種切割方法，都會(huì)在試樣的切割面形成程度不同的變形層，這一變形層會(huì)對(duì)金相組織產(chǎn)生影響，因此在切取時(shí)應(yīng)力求將變形層減至最小。

如用金相試樣切割機(jī)切取時(shí)，對(duì)砂輪切割片的厚度、粒度以及切割速度均應(yīng)選取和控制。

3、截取樣品時(shí)應(yīng)注意保護(hù)試樣的特殊表面：如熱處理表面強(qiáng)化層、化學(xué)熱處理滲層、熱噴涂層及鍍層、氧化脫碳層、裂紋區(qū)以及廢品或失效零件上的損壞特征，不允許因截取而損傷。

4、對(duì)試樣的切割位置、形狀、大小、磨面選擇確定后，在試樣上打上標(biāo)記并作好準(zhǔn)確記錄。

5、GB/T 13298-91金相顯微組織檢驗(yàn)方法中，推薦試樣尺寸以磨面面積小于400mm2，高度15~20mm為宜。

擴(kuò)展資料：

金相試樣取樣原則：

1、檢查對(duì)象，如有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議規(guī)定的，應(yīng)按規(guī)定取樣。

2、應(yīng)在工件或材料確具代表性的部位取樣。

3、壓力加工材料應(yīng)同時(shí)截取橫向及縱向金相試樣。對(duì)于長的壓力 加工材，如管、棒、線（絲）、板、帶（條）材，還應(yīng)分別在兩端截取試樣。

參考資料來源：百度百科-金相試樣制備

參考資料來源：百度百科-金相制樣

2.關(guān)于金相的制作該怎么選擇制作方法細(xì)節(jié)

一.金相樣品的制備過程一般包括如下步驟： 取樣、鑲嵌、粗磨、細(xì)磨、拋光和腐蝕。

分別敘述如下： 3.1.1取樣 （1）選取原則 應(yīng)根據(jù)研究目的選取有代表性的部位和磨面，例如，在研究鑄件組織時(shí)，由于偏析現(xiàn)象的存在，必須從表層到中心，同時(shí)取樣觀察，而對(duì)于軋制及鍛造材料則應(yīng)同時(shí)截取橫向和縱向試樣，以便分析表層的缺陷和非金屬夾雜物的分布情況，對(duì)于一般的熱處理零件，可取任一截面。 （2）取樣尺寸 截取的試樣尺寸，通常直徑為12—15mm，高度和邊長為12—15mm的圓柱形和方形，原則以便于手握為宜。

（3）截取方法 視材料性質(zhì)而定，軟的可用手鋸或鋸床切割，硬而脆的可用錘擊，極硬的可用砂輪片或電脈沖切割。無論采取哪種方法，都不能使樣品的溫度過于升高而使組織變化。

3.1.2鑲嵌 當(dāng)試樣的尺寸太小或形狀不規(guī)則時(shí)，如細(xì)小的金屬絲、片、小塊狀或要進(jìn)行邊緣觀察時(shí)，可將其鑲嵌或夾持。見圖9所示。

（1）熱鑲嵌 用熱凝樹脂（如膠木粉等），在鑲嵌機(jī)上進(jìn)行。適應(yīng)于在低溫及不大的壓力下組織不產(chǎn)生變化的材料。

（2）冷鑲嵌 用樹脂加固化劑（如環(huán)氧樹脂和胺類固化劑等）進(jìn)行，不需要設(shè)備，在模子里澆鑄鑲嵌。適應(yīng)于不能加熱及加壓的材料。

（3）機(jī)械夾持 通常用螺絲將樣品與鋼板固定，樣品之間可用金屬墊片隔開，也適應(yīng)于不能加熱的材料。 （2）機(jī)械磨 在預(yù)磨機(jī)上鋪上水砂紙進(jìn)行磨制與手工濕磨方法相同。

3.1.3粗磨 取好樣后，為了獲得一個(gè)平整的表面，同時(shí)去掉取樣時(shí)有組織變化的部分，在不影響觀察的前提下，可將棱角磨平，并將觀察面磨平，一定要將切割時(shí)的變形層磨掉。一般的鋼鐵材料常在砂輪機(jī)上磨制，壓力不要過大，同時(shí)用水冷卻，操作時(shí)要當(dāng)心，防止手指等損傷。

而較軟的材料可用挫刀磨平。砂輪的選擇，磨料粒度為40、46、54、60等號(hào)，數(shù)值越大越細(xì)，材料為白剛玉，棕剛玉、綠碳化硅、黑碳化硅等，代號(hào)分別為GB、GZ、GC、TH、或WA、A、TL、C，尺寸一般為外徑*厚度*孔徑=250*25*32，表面平整后，將樣品及手用水沖洗干凈。

3.1.4細(xì)磨 以消除粗磨存在的磨痕，獲得更為平整光滑的磨面，是在一套粒度不同的金相砂紙上由粗到細(xì)依次進(jìn)行磨制，砂紙?zhí)枖?shù)一般為120、280、01、03、05、或120、280、02、04、06號(hào)，粒度由粗到細(xì)，對(duì)于一般的材料（如碳鋼樣品）磨制方式為： （1）手工磨制， 將砂紙鋪在玻璃板上，一手按住砂紙，一手拿樣品在砂紙上單向推磨，用力要均勻，使整個(gè)磨面都磨到，更換砂紙時(shí)，要把手、樣品、玻璃板等清理干凈，并與上道磨痕方向垂直磨制，磨到前道磨痕完全消失時(shí)才能更換砂紙，見圖10所示。也可用水砂紙進(jìn)行手工濕磨，即在序號(hào)為240、300、600、1000的水砂紙上邊沖水邊磨制。

3.1.5拋光 目的是消除細(xì)磨留下的磨痕，獲得光亮無痕的鏡面。方法有機(jī)械拋光、電解拋光、化學(xué)拋光和復(fù)合拋光等，最常用的是機(jī)械拋光。

（1）機(jī)械拋光 是在專用的拋光機(jī)上進(jìn)行拋光，靠極細(xì)的拋光粉和磨面間產(chǎn)生的相對(duì)磨削和滾壓作用來消除磨痕的，分為粗拋光和細(xì)拋光兩種 1）粗拋光 粗拋光一般是在拋光盤上鋪以細(xì)帆布，拋光液通常為Cr2O3、Al2O3等粒度為1-5μ的粉末制成水的懸浮液，一般一升水加入5-10克，手握樣品在專用的拋光機(jī)上進(jìn)行。邊拋光邊加拋光液，一般的鋼鐵材料粗拋光可獲得光亮的表面。

2）細(xì)拋光 是在拋光盤上鋪以絲絨，絲綢等，用更細(xì)的Al2O3、Fe2O3粉制成水的懸浮液，與粗拋光的方法相同。 （2）電解拋光 是利用陽極腐蝕法使樣品表面光滑平整的方法，把磨光的樣品浸入電解液中，樣品作為陽極，陰極可用鋁片或不銹鋼片制成，接通電源，一般用直流電源，由于樣品表面高低不平，在表面形成一層厚度不同的薄膜，凸起的部分膜薄，因而電阻小，電流密度大，金屬溶解的速度快，而下凹的部分形成的膜厚，溶解的速度慢，使樣品表面逐漸平坦，最后形成光滑表面。

電解拋光優(yōu)點(diǎn)是只產(chǎn)生純化學(xué)的溶解作用，無機(jī)械力的影響，所以能夠顯示金相組織的真實(shí)性，特別適應(yīng)于有色金屬及其它的硬度低、塑性大的金屬。如鋁合金、不銹鋼等，缺點(diǎn)是對(duì)非金屬夾雜物及偏析組織、塑料鑲嵌的樣品等不適應(yīng)。

（3）化學(xué)拋光 是靠化學(xué)試劑對(duì)樣品表面凹凸不平區(qū)域的選擇性溶解作用消除磨痕的一種方法?；瘜W(xué)拋光液，多數(shù)由酸或混合酸、過氧化氫、及蒸餾水組成，酸主要起化學(xué)溶解作用，過氧化氫提高金屬表面的活性，蒸餾水為稀釋劑。

化學(xué)拋光優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，成本低，不需專門設(shè)備，拋光同時(shí)還兼有化學(xué)浸蝕作用?？芍苯佑^察。

缺點(diǎn)是樣品的平整度差，夾雜物易蝕掉，拋光液易失效，只適應(yīng)于低、中倍觀察。對(duì)于軟金屬如鋅、鉛等化學(xué)拋光比機(jī)械拋光、電解拋光效果更好。

3.1.6腐蝕（浸蝕） 經(jīng)過拋光的樣品，在顯微鏡下觀察時(shí)，除非金屬夾雜物、石墨、裂紋及磨痕等能看到外，只能看到光亮的磨面。要看到組織必須進(jìn)行腐蝕。

腐蝕的方法有多種，如化學(xué)腐蝕、電解腐蝕、恒電位腐蝕等，最常用的是化學(xué)腐蝕法。下面分析化學(xué)腐蝕顯示組織的基本過程。

（1）化學(xué)腐蝕法的原理 化學(xué)腐蝕的主要原理是利用浸蝕劑對(duì)樣品表面引起的化學(xué)溶解作用或電化學(xué)作用（微電池作用）來顯。

3.怎樣才能磨好金相試樣

磨好金相試樣可以按照下列步驟進(jìn)行：

1.切割取樣

最適合金相切割的方法是濕切割輪切割。與所花費(fèi)的時(shí)間相比，這種方法造成的損壞最小。使用的切割件由研磨劑和粘合劑制成。

根據(jù)切割材料的不同，選擇不同的切割件。它主要基于材料的硬度和韌性。陶瓷和燒結(jié)碳化物最常用于切割鐵和鋼材料與金屬基和合成樹脂基金剛石芯片，而CBN越來越多地用于切割具有更高硬度的鐵和鋼材料。切割有色金屬用碳化硅（SiC）切割片即可。

只有當(dāng)切割片適合時(shí)，樣品的表面變形才能小，光滑度好，能快速獲得所需的樣品制備結(jié)果。

2.鑲樣

樣品嵌入樹脂中，易于控制，可提高樣品制備效果。邊緣保護(hù)和表面保護(hù)需要樣品。在插入之前，應(yīng)清潔樣品以確保沒有污染物，以確保樣品和樹脂之間的粘合效果。

熱嵌體是連續(xù)送到實(shí)驗(yàn)室的大批量樣品的合適方法。熱插入樣品具有高質(zhì)量，均勻的尺寸和形狀以及短時(shí)間。冷鑲適合鑲嵌同時(shí)送到實(shí)驗(yàn)室的系列樣品，也適合鑲嵌單個(gè)樣品。

一般而言，熱鑲嵌樹脂比冷固樹脂便宜，但熱鑲嵌需要使用鑲嵌機(jī)。冷鑲嵌樹脂可用于真空注入。

3.機(jī)械樣品制備

機(jī)械樣品制備可分為兩種操作：研磨和拋光

研磨

研磨的最終目標(biāo)是獲得具有最小損傷的平坦表面，這可以在隨后的拋光過程中在非常短的時(shí)間內(nèi)消除。磨削分為兩個(gè)過程：粗磨和精磨。粗磨的過程是使所有樣品的表面相似。通過使用更大且固定的研磨顆?？梢钥焖傺心ゲ牧稀＞?xì)研磨會(huì)導(dǎo)致樣品輕微變形，但在拋光過程中會(huì)消除這些變形。

拋光

拋光如同研磨一樣，也必須消除前一過程造成的損壞。它可分為兩個(gè)過程：金剛石拋光和氧化物拋光。只有當(dāng)金剛石被拋光成磨料時(shí)，才能以最快的速度獲得最佳的拋光表面。這是因?yàn)殂@石很硬，幾乎可以切割任何材料和相。氧化物拋光用于具有氧化物拋光的柔軟和堅(jiān)韌的樣品。在拋光布上進(jìn)行拋光。金剛石拋光也需要潤滑劑。

4.檢驗(yàn)樣品

拋光后，檢測部分變亮。觀察組織時(shí)，應(yīng)首先侵蝕樣品檢測部分，然后用酒精洗滌并用吹風(fēng)機(jī)吹干。觀察組織可以與便攜式顯微鏡一起使用。對(duì)于那些用顯微鏡無法觀察到的部位，該膠片將用于復(fù)制觀察區(qū)域并將其帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察。如果您需要攝影，那么您應(yīng)該在顯微鏡上安裝相機(jī)或相機(jī)。

擴(kuò)展資料

金相分析是檢驗(yàn)分析材料的手段之一，旨在揭示材料的真實(shí)結(jié)構(gòu)。要進(jìn)行金相分析，就必須制備能用于微觀觀察檢驗(yàn)的樣品——金相試樣。在金相分析中，選擇及制備有代表性的試樣是很重要的。

通常，金相試樣制備要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：取樣、鑲嵌（有時(shí)可以省略）、磨光（粗磨和細(xì)磨）、拋光和腐蝕。每項(xiàng)操作都必須細(xì)心謹(jǐn)慎，嚴(yán)格按操作要求實(shí)施，因?yàn)槿魏尾僮魇д`都可能影響后續(xù)步驟，在極端情況下，還可能造成假組織，從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。金相試樣制備是與制備人員制樣經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的技術(shù)，制備人員的水平?jīng)Q定了試樣的制備質(zhì)量。

參考資料：搜狗百科-金相試樣制備

4.金相試驗(yàn)怎么做

試樣制備： 1.1 試樣截取的方向，垂直于徑向，長度不超過8mm。

1.2 試樣可用手鋸或切割機(jī)床等切取，不論用何種方法取樣均應(yīng)注意試樣的溫度條件，必要時(shí)用水冷卻，以避免正式試樣因過熱而改變其組織。 2. 試樣的研磨 2.1 準(zhǔn)備好的試樣，先在粗砂輪上磨平，候磨痕均勻一致后，即移至細(xì)砂輪上續(xù)磨，磨時(shí)須用水冷卻試樣，使金屬的組織不因受熱而發(fā)生變化。

2.2 經(jīng)砂輪磨好、洗凈、吹干后的試樣，隨即依次在由粗到細(xì)的各號(hào)砂紙上磨制，可采用在預(yù)磨機(jī)上進(jìn)行磨制，從粗砂紙到細(xì)砂紙、再換一次砂紙，試樣須轉(zhuǎn)90°角與舊磨良成垂直方向。 2.3 經(jīng)預(yù)磨后的試樣，先在拋光機(jī)上進(jìn)行粗拋光（拋光織物為細(xì)絨布、拋光液為W2.5 金剛石拋光膏），然后進(jìn)行精拋光（拋光織物為錦絲絨，拋光液為W1.5 金剛石拋光膏）拋光到試樣上的磨痕完全除去而表面像鏡面時(shí)為止，即粗糙度為Ra0.04以下。

3. 試樣的浸蝕 3.1 精拋后的試樣，便可浸入盛于玻璃皿之浸蝕劑中進(jìn)行浸蝕。浸蝕時(shí)，試樣可不時(shí)地輕微移動(dòng)，但拋光面不得與皿底接觸。

3.2 浸蝕劑一般采用4%硝酸酒精溶液。 3.3 浸蝕時(shí)間視金屬的性質(zhì)、檢驗(yàn)?zāi)康募帮@微檢驗(yàn)的放大倍數(shù)而定，以能在顯微鏡下清晰顯出金屬組織為宜。

3.4 試樣浸蝕完畢后，須迅速用水洗凈，表面兩用，酒精洗凈，然后用吹風(fēng)機(jī)吹干。 4. 金相顯微組織檢驗(yàn) 4.1 金相顯微鏡操作按儀器說明書規(guī)定進(jìn)行。

4.2 金相檢驗(yàn)包括浸蝕前的檢驗(yàn)和浸蝕后的檢驗(yàn)，浸蝕前主要檢驗(yàn)鋼件的夾雜物和鑄件的石墨形態(tài)、浸蝕后的檢驗(yàn)為試樣的顯微組織。按有關(guān)金相標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

5. 使用金相顯微鏡注意事項(xiàng)： 5.1 取用鏡頭時(shí)，應(yīng)避免手指接觸透鏡的表面，鏡頭平時(shí)應(yīng)放在干燥器中妥善有效。 5.2 物鏡與試樣表面接近時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)勿使物鏡頭與試樣接觸。

5.3 顯微鏡不使用時(shí)需用防塵罩蓋起。 金相顯微鏡操作規(guī)程 金相顯微鏡屬于精密光學(xué)儀器，為了保證金相顯微鏡系統(tǒng)正常的發(fā)揮功能，特制定本規(guī)程。

金相顯微鏡由專人使用，專人負(fù)責(zé)日常維護(hù)、保養(yǎng)。任何人未經(jīng)許可，不得調(diào)試該設(shè)備。

金相顯微鏡系統(tǒng)的操作步驟及日常維護(hù)、保養(yǎng)注意事項(xiàng)如下： 一、顯微鏡部分 1、去掉防塵罩，打開電源。 2、將試樣置于載物臺(tái)墊片，調(diào)整粗/微調(diào)旋鈕進(jìn)行調(diào)焦，直到觀察到的圖像清晰為止。

3、調(diào)整載物臺(tái)位置，找到關(guān)心的視場，進(jìn)行金相分析。 二、計(jì)算機(jī)及圖像分析系統(tǒng) 將金相顯微鏡上的觀察/照相切換旋鈕調(diào)至PHOT位置，金相顯微鏡里觀察到的信息便轉(zhuǎn)換到視頻接口和攝像頭，打開計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)圖象分析軟件，即可觀察到來自金相顯微鏡的實(shí)時(shí)的圖像，找到關(guān)心的視場后將其采集、處理。

三、日常維護(hù)、保養(yǎng)及注意事項(xiàng) 為保證系統(tǒng)的使用壽命及可靠性，注意以下事項(xiàng)： 1.試驗(yàn)室應(yīng)具備三防條件：防震（遠(yuǎn)離震源）、防潮（使用空調(diào)、干燥器）、防塵（地面鋪上地板）；電源：220V±10%,50HZ；溫度：0°C—40°C。 2.調(diào)焦時(shí)注意不要使物鏡碰到試樣，以免劃傷物鏡。

3.當(dāng)載物臺(tái)墊片圓孔中心的位置遠(yuǎn)離物鏡中心位置時(shí)不要切換物鏡，以免劃傷物鏡。 4.亮度調(diào)整切忌忽大忽小，也不要過亮，影響燈泡的使用壽命，同時(shí)也有損視力。

5.所有（功能）切換，動(dòng)作要輕，要到位。 6.關(guān)機(jī)時(shí)要將亮度調(diào)到最小。

7.非專業(yè)人員不要調(diào)整照明系統(tǒng)（燈絲位置燈），以免影響成像質(zhì)量。 8.更換鹵素?zé)魰r(shí)要注意高溫，以免灼傷；注意不要用手直接接觸鹵素?zé)舻牟Ａw。

9.關(guān)機(jī)不使用時(shí)，將物鏡通過調(diào)焦機(jī)構(gòu)調(diào)整到最低狀態(tài)。 10.關(guān)機(jī)不使用時(shí)，不要立即該蓋防塵罩，待冷卻后再蓋，注意防火。

11.不經(jīng)常使用的光學(xué)部件放置于干燥皿內(nèi)。 12.非專業(yè)人員不要嘗試擦物鏡及其它光學(xué)部件。

目鏡可以用脫脂棉簽蘸1:1比例（無水酒精：乙醚）混合液體甩干后擦拭，不要用其他液體，以免損傷目鏡。

5.如何制備高質(zhì)量金相組織

第一步：試樣選?。?/p>

1.1 選擇取樣部位及檢驗(yàn)面，此過程綜合考慮樣品的特點(diǎn)及加工工藝，且選取部位需具有代表性。

1.2 試樣的截取。不同性質(zhì)的材料要采用不同的截取方法。無論哪種方式，都不能使樣品溫度升高太多而產(chǎn)生組織變化。

1.3 試樣的尺寸。金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準(zhǔn)。

第二步：鑲嵌：

如果試樣的尺寸太小或者形狀不規(guī)則，則需將其鑲嵌或夾持。金相試樣鑲嵌機(jī)， 用熱固性塑料先進(jìn)行鑲嵌成形，也是磨拋工作必不可少的前道工序。本機(jī)系機(jī)械式鑲嵌機(jī)，加熱溫度由數(shù)字溫度儀控制，各種性能穩(wěn)定可靠，為更安全地操作，本機(jī)裝有安全防護(hù)蓋板，是試樣鑲嵌的最佳設(shè)備。

主要參數(shù)：

一：試樣壓制規(guī)格：Φ22、Φ30、Φ45*15mm

二 ：加熱器規(guī)格：650W ,220V ,50Hz

三：外形尺寸：340*260*430mm

四：重 量：32K

第三步：試樣粗磨：

粗磨用800M的粗砂子。粗磨的目的是平整試樣，磨成合適的形狀。一般的鋼鐵材料常在砂輪機(jī)上粗磨，而較軟的材料可用銼刀磨平。

第四步：試樣精磨：

再用1200M的砂子進(jìn)行精磨、精磨的目的是消除粗磨時(shí)留下的較深的劃痕，為拋光做準(zhǔn)備。對(duì)于一般的材料磨制方法分為手工磨制和機(jī)械磨制兩種。

第五步：試樣拋光：

拋光成鏡面。用1500M然后再用絨布進(jìn)行最后的拋光成鏡面。拋光的的目的是把磨光留下的細(xì)微磨痕去除，成為光亮無痕的鏡面。一般分為機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光三種，而最常用的為機(jī)械拋光。

第六步：試樣腐蝕：

要在金相顯微鏡（6XCP）下觀察到拋光樣品的組織必須進(jìn)行金相腐蝕。腐蝕的方法很多種，主要有化學(xué)腐蝕、電解腐蝕、恒電位腐蝕，而最常用的為化學(xué)腐蝕，4%硝酸加酒精腐蝕5-10秒馬上用水進(jìn)行沖洗。

第七步：顯微觀察：

要在顯微鏡下進(jìn)行金相組織的觀察。首先要選定金相顯微鏡的配置及參數(shù)，按你所觀察金相試樣的金相國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)進(jìn)行倒置金相顯微鏡選配。一般選配倒置型6XCP無限遠(yuǎn)金相顯微鏡他所觀察的圖像更清晰，配置有數(shù)碼成像系統(tǒng)可以把把觀察到的金相顯微組織拍照下來進(jìn)行存檔。

第八步：金相顯微鏡配置：

金相顯微鏡的用途及性能：無限遠(yuǎn)倒置金相顯微鏡采用優(yōu)良的無限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)與模塊化的功能設(shè)計(jì)理念，緊湊穩(wěn)定的高剛性主體，充分體現(xiàn)了顯微鏡操作的防振要求。符合人機(jī)工程學(xué)要求的理想設(shè)計(jì)，使操作更方便舒適，空間更廣闊。倒置金相顯微鏡配置無限遠(yuǎn)長工作距離平場消色差物鏡、大視野目鏡，內(nèi)置偏光觀察裝置從而使圖像更清晰、襯度更好。.倒置金相顯微鏡主要用于鑒別和分析金相組織及表面形態(tài)，金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織的顯微觀察，倒置金相顯微鏡廣泛應(yīng)用于鑄造、冶煉、熱處理的研究，原材料的檢驗(yàn)或材料處理后的分析等.本系列儀器也是高等院校進(jìn)行教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室，工廠質(zhì)量鑒定，金屬學(xué)、礦物學(xué)、精密工程學(xué)研究的重要儀器