金相分析時(shí)樣品制備的基本步驟

時(shí)間：2015-07-01作者：南昌星楓儀器有限公司瀏覽：658

工業(yè)生產(chǎn)中鋼鐵金相分析儀是金屬材料試驗(yàn)研究的重要設(shè)備之一，金相分析儀采用定量金相學(xué)原理，由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測(cè)量和計(jì)算來(lái)確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關(guān)系。將圖像處理系統(tǒng)應(yīng)用于金相分析，具有精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，可以大大提高工作效率。作為一名工程技術(shù)人員，為了合理使用金屬材料，就必須掌握其性能，并了解影響其性能的因素。影響金屬材料性能的因素有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面：內(nèi)因是材料的化學(xué)成分；外因是材料的加工工藝，主要指熱處理和塑性變形。

因化學(xué)成分不同，金屬材料的性能就不同。較典型的就是鋼和鑄鐵，二者都是鐵碳合金，區(qū)別在于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同。鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，強(qiáng)度高，并有良好的塑性和韌性，可以進(jìn)行鍛壓加工，并有較好的焊接性；而鑄鐵中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，抗拉強(qiáng)度較低，而且塑性和韌性差，不能進(jìn)行壓力加工，但有良好的鑄造性能。通過(guò)研究分析得知，金屬材料的化學(xué)成分不同，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)就不同，如鋼組織中滲碳體（Fe3C）數(shù)量較少，而鑄鐵組織滲碳體數(shù)量較多，從而造成了鋼和鑄鐵在性能上的差異。

熱處理是改善金屬材料性能的重要手段。同一種金屬材料，熱處理工藝不同，熱處理后的性能就截然不同。將兩個(gè)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.77%的T8鋼試樣加熱到800℃，保溫適當(dāng)時(shí)間，分別在水中和空氣中冷卻，然后測(cè)試兩個(gè)試樣的硬度。在水中冷卻的T8鋼試樣硬度很高，可達(dá)600HRC以上，而在空氣中冷卻的T8鋼試樣硬度卻不足30HRC，、。產(chǎn)生這種性能差異的原因是，在不同的熱處理冷卻過(guò)程中T8鋼發(fā)生了不同的組織轉(zhuǎn)變，生成了不同組織的產(chǎn)物。也就是說(shuō)，熱處理是通過(guò)改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到改善其性能的目的。

對(duì)金屬材料進(jìn)行塑性變形加工也可以改變金屬材料的性能，對(duì)于某些金屬材料，這種方法是對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化的一手段。

綜上所述，金屬材料的性能首先取決于其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)又取決于化學(xué)成分和加工工藝條件。因此，改善金屬材料性能的途徑就是合金化、熱處理和塑性變形?；瘜W(xué)成分可以有元素分析儀得知，加工工藝由金相分析儀來(lái)觀察。

金相分析儀檢測(cè)項(xiàng)目：

1、焊接金相檢驗(yàn)；

2、鑄鐵金相檢驗(yàn)；

3、熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)；

4、各種金屬制品及原材料顯微組織檢驗(yàn)及評(píng)定；

5、鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、原材低倍缺陷檢驗(yàn)；

6、金屬硬度（HV、HRC、HB、HL）測(cè)定、晶粒度評(píng)級(jí)；

7、非金屬夾雜物含量測(cè)定；

8、脫碳層/滲碳硬化層深度測(cè)定等。

金相分析時(shí)樣品制備的基本步驟

金相組織分析是研究金屬及合金內(nèi)部組織及結(jié)構(gòu)的一種常見(jiàn)方式，也是較重要的研究方式之一。而在金相分析方法中較重要的一環(huán)是金相樣品的制備。由于所研究的材料的不同，試樣制備的方法亦不同，常見(jiàn)的制樣程序主要有取樣、鑲樣、磨光、拋光、腐蝕等步驟。試樣制備過(guò)程費(fèi)事繁瑣，對(duì)制樣人員的操作能力要求很高。下面為大家介紹的是金相樣品制備的常見(jiàn)步驟。材料人網(wǎng)金相欄目將在以后的文章中位大家詳述各個(gè)步驟的操作和注意事項(xiàng)。

第一步：試樣選取。

1.1 選擇取樣部位及檢驗(yàn)面，此過(guò)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(wú)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。

第三步：試樣粗磨。

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。

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。

拋光的目的是把磨光留下的細(xì)微磨痕去除，成為光亮無(wú)痕的鏡面。一般分為機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光三種，而較常用的為機(jī)械拋光

第六步：試樣腐蝕。

要在顯微鏡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，而較常用的為化學(xué)腐蝕

冷卻速度對(duì)顯微組織的影響，金相分析，金相分析儀

金屬型鑄模在水淬的情況下其冷卻速度要**空冷條件下的冷卻速度，較低為砂模冷卻。在其他條件相同的情況下，用金屬型鑄模在水淬的情況下得到的合金組織較好，金相分析，金相分析儀其次是在空冷的情況下，最后是砂模冷卻，即隨冷卻速度的提高，初晶Si由粗大板塊狀像顆粒狀發(fā)展，且Si相晶粒尺寸減小，分布趨均勻。這是因?yàn)榻饘傩丸T模導(dǎo)熱性好、金相分析，金相分析儀熱容量大，冷卻能力很大，在水淬的情況下鑄造比在空冷及砂模冷卻條件下的過(guò)冷度大，形核率高，晶粒得不到充分長(zhǎng)大，致使晶粒組織細(xì)小；同時(shí)，在金屬鑄模水冷條件下，金相分析，金相分析儀試樣相對(duì)空冷及砂模冷卻較有利于等軸晶的形成發(fā)展。





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