金相檢驗(yàn)3-金相檢驗(yàn)設(shè)備及試樣制備技術(shù)

1、創(chuàng)新永無(wú)止境，永遠(yuǎn)追求更好金相檢驗(yàn)第三單元 主講：王文科2014-04-24蘭州工業(yè)學(xué)院金相檢驗(yàn)設(shè)備及試樣制備技術(shù)金相檢驗(yàn)設(shè)備及試樣制備技術(shù)金相試樣制備技術(shù)1目錄 金相檢驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)述2 典型的顯微組織特征3本單元主要內(nèi)容 顯微硬度計(jì)4金相試樣制備技術(shù)1金相試樣的制備 金相試樣制備金相試樣制備是通過(guò)切割、研磨、拋光等步驟使金屬材料成為具備金相觀察所要求的過(guò)程。金相試樣截取的方向、部位及數(shù)量應(yīng)根據(jù)金屬制造的方法、檢驗(yàn)的目的、技術(shù)條件或雙方協(xié)議的規(guī)定選擇有代表性的部位進(jìn)行截取。金相試樣的制備、研磨和侵蝕參照GB/T132981991金屬顯微組織檢驗(yàn)方法的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。金相試樣的制備過(guò)程取樣鑲嵌磨光拋光

2、浸蝕吹干取樣 縱向取樣縱向取樣，沿著鋼材的鍛軋方向進(jìn)行取樣。主要檢驗(yàn)內(nèi)容：非金屬夾雜物的變形程度、晶?；兂潭?、塑性變形程度等。 橫向取樣橫向取樣，在垂直于鋼材鍛軋方向取樣。主要檢驗(yàn)內(nèi)容：金屬材料從表層到中心的組織、顯微組織狀態(tài)、晶粒度級(jí)別、碳化物網(wǎng)、表層缺陷深度、氧化層深度、脫碳層深度及熱處理鍍層厚度等。 缺陷或失效分析取樣缺陷或失效分析取樣，應(yīng)包括零件的缺陷部分在內(nèi)。例如，包括零件斷裂時(shí)的斷口或取裂紋的橫截面，取樣時(shí)應(yīng)注意不能使缺陷處在磨制時(shí)被損傷或者消失。常用取樣方法常用取樣方法取樣注意事項(xiàng) 試樣尺寸以磨面面積小于400平方毫米，高度以1520mm為宜。 試樣可以用手鋸、砂輪切割機(jī)、電火

3、花切割機(jī)、車、銑、鋸等方式。 脆而硬的金屬可以用錘擊法取樣。不論使用何種方法切割，均應(yīng)該注意不能使試樣由于變形或受熱導(dǎo)致組織發(fā)生變化。對(duì)于使用高溫切割的試樣，必須除去熱影響部分。鑲嵌 在金相試樣制備過(guò)程中，有許多試樣（絲、帶、片、管）直接磨拋有困難，需要進(jìn)行鑲嵌。通常進(jìn)行鑲嵌的試樣有：形狀不規(guī)則的試樣、線材及板材，細(xì)小工件；表面處理及滲層、鍍層等。機(jī)械鑲嵌法：將試樣放在鋼圈或小鋼板中，然后用螺釘和墊塊加以固定。樹脂鑲嵌法：利用樹脂來(lái)鑲嵌細(xì)小的金相試樣熱壓鑲嵌法澆注鑲嵌法磨光 金相試樣經(jīng)切割或鑲嵌后，需進(jìn)行研磨才能得到光亮的磨面。研磨的過(guò)程包括粗磨和細(xì)磨。 粗磨粗磨，粗磨一般在砂輪上進(jìn)行，磨料粒

4、度的粗細(xì)對(duì)試樣表面粗糙度和磨削效率有一定的影響。粗磨時(shí)，應(yīng)注意用水冷卻，防止組織變化。 細(xì)磨細(xì)磨，一般采用金相砂紙，磨料為碳化硅和氧化鋁。依次用不同規(guī)格的砂紙進(jìn)行磨光，每更換一道砂紙，試樣應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)90，并使前一道的磨痕徹底去除。磨光時(shí)需要用水冷卻，避免磨面過(guò)熱。試樣經(jīng)過(guò)切削磨光后變形層厚度變化示意圖拋光 拋光的目的是在于去除金相磨面上由細(xì)磨所留下的細(xì)微磨痕及表面變形層，使磨面成為無(wú)劃痕的光滑鏡面。 機(jī)械拋光機(jī)械拋光，是靠拋光粉的磨削和滾壓作用，把金相試樣拋成光滑的鏡面。拋光時(shí)，拋光粉嵌入拋光織物的間隙內(nèi)，起著相當(dāng)于磨光砂紙的切削作用。 電解拋光電解拋光，是采用電化學(xué)溶解作用，使試樣達(dá)到拋光的目的

5、。拋光時(shí)先接通電源，然后夾住試樣放置在電解液中，此時(shí)正確調(diào)整至額定拋光電流，并給予電解液充分的攪拌與冷卻，拋光完畢后切斷電源并放入水中沖洗、吹干。浸蝕 在某些合金中，由于各組成物的硬度差別較大，或由各相本身色澤顯著不同，拋光狀態(tài)下能在顯微鏡中分辨出組織，常用的金屬組織浸蝕法有化學(xué)浸蝕和電解浸蝕。 化學(xué)浸蝕化學(xué)浸蝕，是利用化學(xué)試劑的溶液，借助于化學(xué)或電化學(xué)作用顯示金屬的組織。 電解浸蝕電解浸蝕，與電解拋光原理相同，由于各相之間與晶粒之間的析出電位不一致，在微弱電流的作用下各相的侵蝕深淺不同，因而能顯示各相的組織。常用的侵蝕劑結(jié)構(gòu)鋼淬火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)下常用試劑序號(hào)侵蝕劑名稱1結(jié)晶苦味酸4g+水100m

6、l，加熱至沸騰。2飽和苦味酸溶液+海鷗洗凈劑+新潔爾滅3飽和苦味酸溶液+若干滴環(huán)氧乙烷4100ml飽和苦味酸溶液+1g海鷗洗凈劑510%飽和苦味酸溶液+1ml鹽酸6三氯化鐵水溶液常用的侵蝕劑顯示原奧氏體晶界的常用試劑序號(hào)侵蝕劑名稱110g三氯化鐵+15ml鹽酸+50ml酒精250g三氯化鐵+50ml酒精+100ml水不銹鋼、耐熱鋼的常用試劑15g三氯化鐵+50ml鹽酸+100ml水24g苦味酸+5ml鹽酸+100ml酒精310ml鹽酸+10ml硝酸+100ml酒精吹干 用水龍頭單方向傾斜沖洗試樣磨面，將磨面表面沖洗干凈，然后用吹風(fēng)機(jī)及時(shí)吹干。試樣制備注意事項(xiàng)1.呈90角磨、拋試樣，目的：消除劃

7、痕；2.水砂紙要加水，試樣呈45角進(jìn)行沖洗，目的：將試樣上的雜物沖掉；3.金相砂紙不需要加水，每次磨、拋后需要用絨布將水擦拭干凈；4.沖洗、侵蝕和擦拭試樣時(shí)，要保持同一個(gè)方向，不要頻繁的轉(zhuǎn)換方向；5.拋光用帆布、金剛石噴霧研磨劑和水，用力均勻。 金相檢驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)述2金相檢驗(yàn)設(shè)備金相檢驗(yàn)設(shè)備金相顯微鏡 金相顯微鏡是由兩塊透鏡（物鏡和目鏡）組成，并借助物鏡、目鏡兩次放大，使物體得到較高的倍數(shù)。放大率與物鏡和目鏡的焦距乘積成反比。金相顯微鏡放大原理金相顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)物鏡目鏡照明系統(tǒng)光欄濾色片+v 1載物臺(tái)載物臺(tái)v 2物鏡物鏡v 3目鏡目鏡v 4視場(chǎng)光欄視場(chǎng)光欄v 5孔徑光欄孔徑光欄v 6底座底座7物

8、鏡轉(zhuǎn)換器物鏡轉(zhuǎn)換器8縱動(dòng)手輪縱動(dòng)手輪9橫動(dòng)手輪橫動(dòng)手輪10粗調(diào)焦手輪粗調(diào)焦手輪11細(xì)調(diào)焦手輪細(xì)調(diào)焦手輪12燈泡燈泡13變壓器變壓器金相顯微鏡1.物鏡：顯微鏡成象質(zhì)量主要決定于物鏡的優(yōu)劣，因此它是顯微鏡中的最重要的光學(xué)零件。2.物鏡的分辨率：是指將試樣上細(xì)微組織構(gòu)成清晰可分的能力。3.象差：一般實(shí)用光束均要有一定寬度，而且物體的發(fā)光點(diǎn)也不可能全部都用在光軸上，對(duì)不同波長(zhǎng)的光折射率也不相同。因此，實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)與近軸光學(xué)系統(tǒng)所得圖像有所偏差。4.目鏡：是將物鏡放大的中間象再次放大。5.放大倍數(shù)=物鏡放大倍數(shù)目鏡放大倍數(shù)。6.觀察：為了保證在聚焦過(guò)程中物鏡不觸及試樣的操作次序是先調(diào)節(jié)粗動(dòng)螺絲使物鏡接

9、近試樣，再通過(guò)目鏡觀察試樣時(shí)用微動(dòng)螺絲進(jìn)行調(diào)節(jié)。金相顯微鏡的操作1.操作者必須充分了解儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，使用方法，嚴(yán)守操作規(guī)程；2.操作時(shí)雙手要干凈，試樣的觀察面應(yīng)用酒精沖洗并吹干；3.操作顯微鏡時(shí)，對(duì)鏡頭要輕拿輕放，不用的鏡頭應(yīng)隨時(shí)放入盒中，不能用手觸摸鏡頭；4.調(diào)整焦距時(shí)，應(yīng)先輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)，使物鏡和觀察面盡量靠近，并從目鏡對(duì)焦，然后輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)，直到調(diào)節(jié)成像清晰為止。在調(diào)節(jié)中必須避免物鏡和試樣磨面碰撞，損壞鏡頭；5.顯微鏡使用完畢后，應(yīng)及時(shí)將物鏡、目鏡卸下，放入盒中，最后切斷電源。金相顯微鏡的維護(hù)1.金相顯微鏡的工作地點(diǎn)必須干燥、少塵、少震動(dòng)，不應(yīng)放在陰暗潮濕的地方，也不應(yīng)受陽(yáng)光暴曬；2

10、.不宜靠近揮發(fā)性、腐蝕性等化學(xué)藥品，以免造成腐蝕環(huán)境；3.在顯微鏡工作時(shí)，樣品上的殘留液體、油污必須去凈，如不慎玷污鏡頭，應(yīng)立即用棉花擦凈。油鏡頭用畢應(yīng)立即用二甲苯細(xì)心的揩凈；4.物鏡、目鏡一般應(yīng)放在干燥皿中，如果有灰塵用吹灰球洗凈，然后用擦鏡紙擦干凈；5.陰暗潮濕的空氣對(duì)顯微鏡危害很大，會(huì)造成部件生銹、發(fā)霉，以致報(bào)廢；6.機(jī)械部分不要隨意拆卸，經(jīng)常加潤(rùn)滑油，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。金相切割機(jī)使用方法1.右手將手柄抬起，左手將支撐板脫開支撐點(diǎn)，這時(shí)右手握住手柄使試樣漸漸接近砂輪片，進(jìn)行切割；2.切割時(shí)，冷卻液必須對(duì)準(zhǔn)試樣的切割位置，并同時(shí)保持均勻進(jìn)給。冷卻液的大小也應(yīng)調(diào)節(jié)至切割要求，以免溢出機(jī)外；3.

11、切割完畢將鋸架抬起到一定的高度，支撐板便自動(dòng)將鋸架支撐在一定位置，此時(shí)方可取下試樣。金相切割機(jī)維護(hù)與保養(yǎng)1.嚴(yán)禁使用已有裂紋或破損的砂輪片進(jìn)行切割。2.不宜在沒(méi)有冷卻液或冷卻液不充分的情況下切割。3.切割機(jī)應(yīng)每天做好清潔保養(yǎng)工作，各轉(zhuǎn)動(dòng)處在操作前應(yīng)注入潤(rùn)滑油。4.機(jī)體內(nèi)積屑及垃圾應(yīng)經(jīng)常清除，使排水暢通。金相鑲嵌機(jī)使用方法1.接通電源開關(guān)；2.將需鑲嵌的試樣放置在下模，放入電玉粉或膠木粉，合上防護(hù)蓋板，旋緊八角旋鈕，使下模上升到壓力指示燈亮，恒溫一定時(shí)間，使試樣成形；3.松開八角旋鈕及蓋板，頂出試樣，并在十分安全的情況下取出試樣；4.如需調(diào)整設(shè)定溫度時(shí)，可根據(jù)需要按鍵進(jìn)行調(diào)整設(shè)定溫度值，其他參數(shù)

12、均不需要調(diào)整。金相鑲嵌機(jī)維護(hù)與保養(yǎng)1.每次使用完畢，及時(shí)做好清潔保養(yǎng)工作，嚴(yán)禁使用帶有腐蝕性的液體進(jìn)行清洗，清潔后的鋼模套內(nèi)腔和上下模應(yīng)涂上油脂，防止銹蝕。2.對(duì)絲杠、花鍵套等轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)部位必須定期加油潤(rùn)滑，連續(xù)使用35次，以免在操作時(shí)產(chǎn)生卡死和超負(fù)荷現(xiàn)象，損壞機(jī)件。金相預(yù)磨機(jī)使用方法1.調(diào)節(jié)水旋鈕，讓水不停地流入磨盤；2.磨盤注入適量水后，放入砂紙；3.接通開關(guān)磨盤旋轉(zhuǎn)后，進(jìn)行磨光工作；4.放入不同型號(hào)的砂紙，由粗至細(xì)連續(xù)進(jìn)行磨光；5.使用的砂紙以水砂紙最為適宜。金相預(yù)磨機(jī)維護(hù)與保養(yǎng)1.不允許使用已破損的砂紙，以免影響磨光時(shí)的安全。2.及時(shí)清除底座中的沉積物以利于排水，不使用時(shí)應(yīng)及時(shí)蓋好塑料蓋。3.長(zhǎng)期使用后應(yīng)及時(shí)更換軸承的潤(rùn)滑油。金相拋光機(jī)使用方法1.取下蓋、罩和套圈，做好清潔工作；2.將拋光織物粘貼在拋光盤上，并在粘貼前先在盤上涂少量的機(jī)油，為保證使用安全，一般呢絨類織物采用粘貼法；3.將罩緊壓在盤內(nèi)，并在織物表面滴上適量的拋光液或拋光膏與水，接通電源開關(guān)，進(jìn)行拋光工作；4.在不使用時(shí)及時(shí)蓋上塑料蓋，以免灰塵或其他雜物落入拋光織物上影響拋光效果。金相拋光機(jī)維護(hù)與保養(yǎng)1.在使用時(shí)不允許對(duì)試樣加過(guò)大的壓力，以免電動(dòng)機(jī)過(guò)載而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損