金属粉末有几种观察试样的一般要求是什么?

在使用金相显微观察试样时请紸意以下事项:
1、试样已经粗略抛光和微观侵蚀,并覆有透明薄膜以防氧化低倍观察时可直接使用。如需进行高倍显微镜观察或金相摄影则须预先洗去薄膜(可用丙酮),再经抛光侵蚀后方可使用试样长期放置后再使用时,应先进行检查根据需要重新抛光和侵蚀。
2、某些试样的磨面并非全部为需观察的典型组织因此观察时应根据典型组织的特征仔细辨认,先进行低倍观察找到zui佳区域。例如在观察屈氏体时应在低倍下找到典型视场,再更换高倍观察
3、试样及挂图应妥善保存,注意防潮试样显微镜观察操作时应轻拿轻放,防圵划伤试样表面

一、Fe—Fe3C相图平衡组织

F.白色等轴晶为F晶粒,黑色网络为晶粒之间的边界即晶界。晶界原子排列不规则自由能高,易浸蚀形成凹槽,故呈黑色其上有黑色小点的氧化物。

F+P白色晶粒为F,黑色块状为片状P放大倍数低,P的层片结构未显示出来20钢含碳量低,F占76%P占24%,所以显示出了黑色网络的F晶界

F+P。白色晶粒为F黑色块状为片状P。P的层片结构亦未明显显示。45钢含碳量比20钢多F下降到42.7%,P增到57.3%

F+P白色基体为片状P。白色呈网络状分布的为FP片层结构亦未明显显示。65钢含碳量接近共析成分基体组织中的P明显增加,已达84%F量楿应减少。F仅为16%

片状P。P是F与Fe3C相同排列的机械混合物F为白色,Fe3C为黑色两者呈片状相间排列,形如指纹它是高温A进行共析反应的产物。有的试样含碳量偏下限会有少量的F出现。当物镜的鉴别能力小于Fe3C片层厚度Fe3C呈黑色片条状。当物镜的鉴别能力大于Fe3C片层厚度则白色Fe3C條片会明显显示出来。

P+Fe3CII黑白相间的层片状基体为P。晶界上的白色网络为Fe3CIIT12为过共析钢,共析反应前Fe3CII首先沿A晶界呈网络状析出。嗣后隨着温度的下降到共析温度,发生共析反应剩余A全部转变为片条状P。网状Fe3CII可采用正火处理清除

P+Fe3CII。用碱性苦味酸钠溶液浸蚀Fe3C染成黑色,F仍保留白色故黑色网络为Fe3CII余为P浸蚀浅,层片状P未显示呈灰白色

P+Fe3CII+Ld`。斑点状基体为共晶Ld`黑色人枝晶为P,系初生A转变产物故成大块黑色。Fe3CII与Ld`中的Fe3C连成一片均成白色人,不能分辨它随着生铁中含碳量增加,P量减少Ld`增多。

共晶Ld`是由P+Fe3CII+Fe3C组成P由共晶A进行共析转變而来,组织细小成圆粒及长条分布在渗碳体基体上,为黑色Fe3CII共晶Fe3C均为白色,连成一起无法分辨。其P与Fe3C的相对含量为:Fe3C

Fe3CI+Ld`由于Fe3CI首先結晶出来,结晶过程中不断成长故呈白亮色粗大的板条状,而Ld`认为黑白相间的斑点状

S。细层片状F与Fe3C的机械混合物光学显微镜放大倍數小于600X,层状分辨不清有如天空中黑淡的云彩。只有放大到1500X以上才能分辨其P的层片状特征。

T.T是淬火时A分解成极细片状的F与Fe3C的机械混匼物光学显微镜倍数低,无法分辨T的层片结构而呈墨菊状黑色团状只有在电子显微镜下放大10000X以上,才能显示片层状特征T是淬火而得嘚组织,总会保留部分淬火M由于侵蚀浅,M形态未显示与Ar同为白色。

B+M+AB上是由成束的大致平行排列的条状F与分布在F条间的断续Fe3C組成的非常层状组织。在光学金相显微镜下成束的F条向A晶内伸展,具有羽毛特征F与Fe3C两相分辨不清而成黑色,只有在电子显微镜丅放大8000X以上才能分辨出两相。

B+M+AB是呈扁片状的过饱和F与分布在F内的短针状Fe3C的两相混合物。它比淬火M易受浸蚀在光学显微镜下荿黑色针状或竹叶状,只有在电子显微镜放大8000X以上才能分辨F内的Fe3C。其中白色部分为淬火M和A

板条M。尺寸大致相同的条状M,定向平行排列,呈现黑白差的M束.束与束之间位向差较大,一个A晶内可形成几个不同取相的M束.板条M之所以呈现黑白差,因低碳钢的MS点高先形成的M受自回火程度偅,呈黑色后形成的M自回火轻而呈白色。

片状M+Ar高碳M呈片状,片间互成一定的角度在一个A晶内,*片形成的M较粗大往往贯穿整个A晶粒,将A晶粒加以分割以后形成的M针,则被受其限制而逐渐变的细小故片状M,在同视场中有长短粗细之分淬火M本为

白色针状,Ar为浅灰色由于制样过程中在成回火,故马氏体呈浅黑色针状

F+S。白色条块状为F沿晶界析出;黑色块状为S。正火冷却块F得不到充分析出,含量尐进行共析反应的A增多,析出的P多而细45钢正火可以改善铸造或锻造后的组织,细化A晶粒组织均匀化,提高钢的强度、硬度和韧度

M+T。沿晶界分布的黑色团块为T白色为淬火M。油淬冷速慢45钢淬透性不够,不能全部获得M会析出少部分T。T易浸蚀稍浸蚀即成黑色,淬火M難浸蚀而呈白色

中碳M。M成板条和针状混合分布板条M较多,针状M的针叶两端较为园钝45#钢的MS较高,先形成的M产生自回火呈黑色,未自荇回火的M呈白色因而形成衬度。

回火中碳M在200℃以内回火,M内的Fe3C析出使M呈深黑色。极少量Ar完全转变

回火T。回火T是从M分解出的F基体上汾布极细粒状Fe3C的混合物组织中温回火,促使M中析出的碳化物向针叶边缘集聚呈极细颗粒状,在光学显微镜下不能分辨而呈黑色而M的Φ心出现贫碳而呈白色。所以白色F片条状说明仍稍保持M位向黑色的碳化物,只有在电子显微镜下才能分辨渗碳体质点并可看出回火T仍嘫保存有针状M的位向。

回火S回火S是F基体上分布细粒状Fe3C的混合物。回火温度增高Fe3C颗粒长大,其颗粒比回火T粗但光学显微镜下仍不能分辨Fe3C颗粒。淬火得到的M通过高温回火促使M中析出的碳化物向针叶边缘聚集,致使其易浸蚀呈黑色而M中心贫碳呈灰白色。

亚温淬火组织F+M甴于加热温度低于AC3,保留了部分F加热组织A+F。淬火后A转变为M,呈黑色F不变,为白色所以亚温淬火组织为黑色的M基体上,分布着白色塊状F

过热淬水组织M。由于加热温度过高A晶粒迅速长大,淬火后获得成排分布的粗大的中碳M不同的晶粒内,平行排列的M位向是不同嘚

球状P。是F基体上分布颗粒状Fe3C白色为F基体,白色小颗粒为Fe3C图中部分为Fe3C颗粒较粗大。

回火M和粒状Fe3C黑色为隐针状回火M,白色颗粒为Fe3CII甴于加热温度在A3在AC1之间,加热组织为A+Fe3CII淬火后晶粒细的A获得的M针亦细,Fe3CII不变回火后M成黑色,成为黑色回火M基体分布白色颗粒Fe3CII属于正常囙火组织。若黑色M基体出现浅黄色甚至有细针状M,说明回火不充分

1100℃水淬低温回火

过热淬火后的低温回火组织M+Ar。由于加热温度过高Fe3C铨部溶解于粗大的A中,淬回火后获得粗针的黑色回火M体及灰白色的残留Ar

回火S。白色F基体上分布着细的浅黑色颗粒Fe3C当淬火温度较低时,匼金碳化物难于完全溶于A中因而在回火S中残存极少量的颗粒状合金碳化物。

回火T白色F基体上分布极细的黑色Fe3C颗粒,它仍保持M位向由於放大倍数低,难于分辨渗碳体的形貌

回火M及细颗粒碳化物+A残。M分黑区和白区是轴承钢淬水后的特有组织。白区在A晶界处呈网状分布淬火加热时,碳化物在A晶界处首先溶解使之含碳、碳量比晶内多,MS较低淬火后获得以孪晶M为主的隐针M体,不易自回火不易浸蚀而呈白色;A晶内的碳化物溶解少些,MS点较高淬火时获得板条M为主的隐晶M,易回火易浸蚀呈黑色。白色细颗粒为加热时未溶的合金碳化物

Ld′+T+M+Ar。共晶Ld′呈鱼骨状分布其中的共晶碳化物极难溶于A中,不能用热处理改变其形态只能通过锻轧破碎;T易浸蚀呈黑色,有黑色组织の称;M+Ar不易浸蚀呈白色有白色组织之称。黑色、白色组织均可通过退火、淬火消除

S+碳化物。基体为S放大倍数低,S条间距离未显示洏呈暗黄色;白色块状为共晶碳化物,白色细小颗粒为二次碳化物

M+Ar+碳化物。白色基体为隐针状淬火M及Ar高速钢淬火后,Ar高达20-25%故稍深浸蝕就可呈现黑色网络的的A晶界;A晶粒的粗细反应淬火加热温度的高低。白色大块为共晶碳化物

白色细小颗粒为二次碳化物。

M+碳化物+A残 嫼色基体为回火M+Ar,白色大块颗粒为共晶碳化物细小颗粒为二次碳化物。

A.白色晶粒为A晶粒部分晶粒呈孪晶,基体上黑色点状为碳化物有的试样存在黑色成条状分布的硫化物夹杂。

B由灰白色F和它所包围的小岛状组织所组成。岛的形态多样呈粒状或条状,很不规则岛刚形成时为富碳A,在随后的转变可以有三种情况:它可能是F和Fe3C;也可能是发生M转变或者仍然保持富碳Ar

A+碳化物。白色基体为A黑色网絡为晶界,沿A晶界析出颗粒状碳化物铸态高Mn钢沿A晶界分布的网状碳化物对铸件的机械性能及耐磨性将会产生不良影响。必须经过水韧处悝使碳化溶入A中。

A.全部为A晶粒晶粒大小不匀,有孪晶变形铸态高Mn钢加热到℃,使碳化物溶入基体迅速冷却,获得单一A具有良恏的韧性,工作在承受较大的冲击载荷时发挥出高耐磨性的特点。

四、钢的化学热处理组织

正常渗碳的平衡组织zui表层为过共析层,黑銫基体为P白色网络为Fe3CII;次表层为共析层,全部为黑色片状P;第三层为亚共析过度层含碳量逐步下降,一直到心部其组织特征,白色F逐渐增多P相应减少,一直到20钢原始组织

软氮化组织。白色表层为多相化合物其结构一般为:Fe4N、Fe3N、CrN的混合组织。比较致密余为回火索氏体。

渗B组织表层白色为硼化物Fe2B相,呈现齿形契入基体中;次层过渡层为扩散增碳层基体为S及少量沿晶界呈条状分布的F;心部为45钢嘚正火组织,即S+F

HT的石墨形态。黑色片状组织为石墨因未作浸蚀,故基本未显示呈白色。金相观察石墨以单独的片状散布在基体上,它们是分开的互不的。HT的片状石墨的长度各不相同性能存在差异,因此根据使用要求,在工艺上对石墨形态及长度进行控制国镓标准,按石墨形态分为6种石墨长度分为8级。

KT的石墨形态黑色团絮状组织为石墨,类似棉絮外形较为规则。未浸蚀基体未显示为皛色。KT是由白口铸铁生坯通过退火的固态石墨化处理,使一次、二次、三次渗碳体经过充分的石墨化而得KT中石墨的形状、分布、数量對性能有明显的影响。国家标准中都有分级作为金相验收的条件。

QT的石墨的形态黑色的球状组织为石墨,在低倍下近似圆形在高倍丅为多边形,周围凹凸因未浸蚀,基体未显示呈白色。QT的熔炼是向铸铁水中加入稀土镁球化剂和硅铁孕育剂而得其质量一般以球化率来评定,可按规定标准进行它分为六级。

蠕墨铸铁的石墨形态蠕墨铸铁的石墨结构处于片状石墨和球状石墨之间,其特征石墨的长與厚之比值较小片厚短,两端都圆钝未浸蚀,基体未显示为白色蠕墨铸铁是在铁水中加入蠕化剂硅铁合金或硅钙合金而得。生产中石墨蠕化过程有波动会出现少量球状、团状、片状等非蠕虫状石墨对于蠕墨铸铁,石墨的蠕化率是主要技术指标蠕化率共分为9级。

F基咴口铁基体F为白色,并显示黑色网络晶界F基体上分布着黑色的片状石墨。F灰口铁一般是经过高温石墨化退火使渗碳体分解成F和石墨。当分解不充分时会存在极少量的P

F+P基灰口铁。P呈黑色片状F分布于片状石墨两侧呈白色,片状石墨为黑灰色F+P基灰口铁,亦可采用低温石墨化通火获得即将工件加热到720-760℃,保温2h左右炉冷到300℃出炉空冷。

P基灰口铁灰黑的长片为石墨,基体为灰黑色较细的片状珠光体咜是正火加热空冷时,A在共析转变时析出的较细。铸造状态亦可获得P基的HT但常有在石墨周围析出的块状F,有的分布着不规则块状的黑銫点状磷共晶

F基可锻铸铁。基体为F呈白色,有明显的黑色F网络晶界黑色团絮状为退火时析出的石墨,灰黑色细小颗粒多为硫化物夹雜F可锻铸铁是*阶段高温及第二阶段中温退火都比较充分,使基体中的渗碳体完全分解析出石墨碳而基体贫碳,冷却后获得全部为F的基體组织

P基可锻铸铁。基体P呈黑白相间的层片状有的有小量白色F,黑色团絮状为石墨P可锻铸铁是在将白口铁坯料进行*阶段高温石墨化退火后,不再经第二阶段石墨化退火而出炉空冷获得的组织

F基球墨铸铁。白色基体为F黑色网络为F晶界,黑色球状为石墨共晶团晶界處的锰磷元素偏析,且含碳量较高又稳定,不易石墨化导致残存极小量P。当铸态组织中不仅有P而且有自由渗碳体时,进行高温退火若铸铁组织仅为F+P,没有自由渗碳体则低温退火。

F+P基球墨铸铁黑色球状为石墨,白色F环绕于球状石墨周围成为牛眼状组织。球状石墨在液态金属中析出时球状周围的A中含碳量显然较低,含硅量高因此在冷却过程中沿着石墨球容易析出F。F+P亦可通过低温正火获得但F為块状的,称为破碎状F

P基球墨铸铁。黑白相间的层片状为P灰黑色球状为石墨。P体的获得一般进行高温正火但往往在球状石墨的周围,含有少量F一般不允许F超过15%。

P+片状石墨+磷共晶层片状基体为P,由于深浸蚀而成黑色;灰黑色片状为石墨白色棱角状为磷共晶。磷共晶沿晶界分布形似网孔,互相连接构成坚硬的骨架在摩擦时,石墨及基体被磨损而凹陷可储存润滑油,起减摩作用;网状磷共晶凸起承受摩擦,从而使零件耐磨性提高

铸态。未变质的铝硅合金浅灰色粗大的针状硅晶体与白色α固溶体组成共晶组织+少量的浅灰色哆边形的初晶硅晶粒。

已变质的铝硅合金白色枝晶状组织为初生α固溶体,其余为灰黑色细粒状硅与白色α固溶体组成的共晶组织。

硬鋁的铸造组织。白色为α(AL)基体与深黑色的[α(AL)+θ相(CuAL2)+S相(AL2CuMg)]三元共晶及 [α(AL)+θ相(CuAL2)]二元共晶三元、二元共晶均呈網络分布,难于分辨

硬铝的时效组织。白色α(AL)基体上分布黑色θ相(CuAL2)及S相(AL2CuMg)强化相质点因沿板材纵相取样,故强化相质点沿縱相分布有的试样未作纵相样品,强化相质点在断面弥散分布

单相黄铜组织。为锌溶于铜中的α固溶体等轴晶粒。有的晶粒含有孪晶。

双相黄铜组织白色部分为α固溶体基体,黑色条块状是以电子化合物CuZu为基的β固溶体。浸蚀浅α相晶界未显示。

锡青铜铸态组织。亮白銫树枝状为锡溶于铜中的α固溶体。α树干富铜外围较黑处富锡;树枝间隙处白色中分布很细小的点为(α+δ)共析体。δ是以电子化合物Cu31Sn8為基的固溶体。有的试样有黑色斑点是铸造疏松

α固溶体单相组织,晶粒内有滑移带。

α+β’+η组织。基体为锑在锡中的α固溶体,易浸蝕呈黑色白色方块为β’相,是以SnSb为基的有序固溶体,难浸蚀颗粒较小,较难浸蚀呈白色星状或放射针状的为η相,即Cu6Sn5亦难浸蚀

β+(αPb)+β)共+Cu2Sb组织白色方块为β相(SnSb)硬质点,部分针状为铜锑化合物(cu2Sb)其余为(α+(Pb)+β)共晶软基体。

铅青铜的铸态组织。铅不能溶于铜白亮色的α(Cu)上分布着暗色的铅晶粒。

(α+β)双相钛合金。白色条片状为α固溶体条间黑色为β固溶体,α片交错排列,犹如编织的网篮状,称为网篮组织。

带状组织。白色晶粒为F黑色块状为P,两者沿变形方向呈黑白相间层状交替排列成明显带状。有的試样是20钢

低碳魏氏体。白色针状、块状为F黑色为P。白色F针插入黑色P晶内呈严重魏氏体组织。

高碳魏氏体黑色块状为P,白色网络为Fe3CFe3C呈针状插入、甚至穿透P晶粒。

纤维状组织压缩量达70%以上。F晶粒沿变形方向伸长晶粒内被许多滑移带分割成细小的小块,F晶界与滑移帶分辨不清呈纤维状组织。

焊接组织左侧焊缝区为F+P,沿散热方向呈柱状晶;紧邻焊缝区的过热区A晶粒粗大,呈魏氏组织;随后受熱的温度降到正火区,为细小的F+P逐渐过度到母材退火的原始组织F+P.

铁素体+珠光体+孔隙。白色基体为铁素体黑色粗片状为珠光体,极小量條状渗碳体黑色颗粒为孔隙。

P+Fe3CII基体为黑色P白色小块状为Fe3CII,原始材料中的Fe3CII网络已消除

脱碳层的显微镜组织。按其脱碳严重程序分为两種类型一种为表面脱碳严重,出现全脱碳层zui表层为白色F,深浸蚀还呈现F晶界;次表层为F及片状P随着向心P深入,F减少P增多,直到没囿脱碳的全部P为止另一种表面只有部分脱碳层,组织为F+P次层为P。本图谱表面为全脱碳层

渗碳、降温淬火,低温回火

表层为过析钢渗碳层的淬回火组织M回+A残+碳化物。基体为针状M回火+Ar在长时间高温渗碳后,晶粒粗大虽降温到860℃油冷,黑色M回针叶仍较粗渗层zui表面有較多的呈聚集分布的白色条块状的碳化物。

B下+M+A残+石墨深灰色球状为石墨,黑色细针状为B下B下内的渗碳体颗粒较多,较细又在球墨边緣优先形成,极易遭到回火易浸蚀成黑色。淬火M+A残基体因浸蚀浅呈白色对一些要求综合机械性能较高,外形比较复杂的截面尺寸不打嘚工件可采用等温淬火获得B下组织。

a+(a+y2)共析体a相是以Cu为基的固溶体为白色;y2相是以电子化合物Cu32AL19为基的固溶体(a+y2)共析体很细为黑色,低倍时分辨不清另有少量的黑点为FeAL3。

780℃淬火+低温回火

M+A残灰黑色基体为M回火+少量A残,白色颗粒状为二次渗碳体碳素工具钢的淬火温喥一般选在780-800℃之间。这时A晶粒细小淬火后获得细针状M并且原球化退火的碳化颗粒仍残留一部分于M基体上,增加耐磨性

M回火+碳化物,极細的黑色针状为低温回火M白色颗粒为未溶解的合金碳化物。9CrSi钢Si能强化F,阻碍淬火M的分解和碳化物的聚集作用因而阻碍回火时硬度的降低,经250-300℃回火其硬度仍有HRC60因而被广泛用来制造工具和模具。

M回火+碳化物黑色为隐针回火M,白色颗粒为合金碳化物有呈现黑白色现潒。钢中Mn能使Ms点强烈下降淬火时,会使A残增多可抵消M形成时产生体积膨胀,减少淬火后的总变形量有利于制造变形要求严格的模具囷刀具。但碳化物不均匀性较严重常常是模具和刀具剥落脆断的主要原因。

原材料经淬火+低温回火取纵相试样

基体为黑色回火M+A残,及皛色块粒状碳化物Cr12基体中共晶碳化物数量多,不均匀性较严重钢坯纵向组织常呈网状、带状分布,严重时需改锻

A残+碳化物。黑色基體为回火+少量A残白色大块状为共晶碳化物,白色颗粒为二次碳化物Cr12钢含Cr量高,淬透性大与碳形成的Cr7C3合金碳化物硬度很高,极大地增加了钢的耐磨性淬火时Cr使A残增多,可抵消一部分因M转变产生的体积膨胀淬火变形极小,属于微变形钢因此Cr12钢应用于模具,使用极广但是,钢中含碳量高达2.3%碳化物多,若分配不均匀或回火不充分,模具极易早期剥落或脆裂时效

M回火+ A残+碳化物。黑色基体为回火M + A残白色大块状为共晶碳化物,细小颗粒为二次碳化物Cr12MoV钢与Cr12相比含碳量降低,又加入了Mo、V元素除改善淬透性和回火稳定性外,尚能细化晶粒改善碳化物不均匀行,从而提高其强度韧性和耐磨性。

T回火即白色F与黑色极细碳化的混合组织。5CrMnMo淬火获得针状M再通过中温回吙,促使M中析出的碳化物向针叶边缘聚集易浸蚀而成黑色;而针叶M中心贫碳转变成灰白色F。5CrMnMo常用做中、小型热作模具

M回火+ A残+碳化物。基体为黑色细小的回火M+ A残少量及未溶的白色细小碳化物。3Cr2W8V含有较高的合金元素淬透性好,高温下具有较高的强度与硬度适用于制造高温下要求高应力、高耐磨而不受冲击负荷的热作模具。但钢的韧性塑性较差抗冷热疲劳性能差。

基体为细P及小量碳化物表层白色为Cr嘚碳化物,结构为(Cr.Fe)7C3T8钢渗Cr显微硬度达,高于渗碳、氮化、渗硼层有高的耐磨性,并有好的抗氧化性和耐磨性在冷作、热作模具上應用,均有提高寿命的效果

P.深灰色基体为F,白亮条状为Fe3C深黑色围边为Fe3C与F交界线。电镜的高倍放大分辨了Fe3C的条宽与间距。

S.灰白色基体为F白亮细长条为Fe3C。电镜的高倍放大不仅分清了P层片间距,而且呈现了亮白色Fe3C的条宽

T。白色基体为F黑色条状为

,电镜的高倍放夶已使光学显微镜下为黑色团状的T,呈明显的P型层片状结构但没有分辨出Fe

羽毛状B上。电镜的高倍放大分辨出了B上中灰白色基体的大致岼行排列的条状F和由F边缘析出的条状碳化物

针状B下。电镜的高倍放大分辨出了B下中灰白色针状F上分布的细小片状碳化物片状碳化物与F嘚长轴大致呈55~60°角。

板条M。电镜的高倍放大呈现了M束的板条形貌,它互成垂直交叉的形态分布

中碳M。电镜的高倍放大使针状的孪晶M,由于淬火中的自回火在针叶内析出的碳化物颗粒清晰明显。其余为板条M

回火索氏体。电镜的高倍放大明显的展现了回火S中,灰白銫F基体上分布着亮白色颗粒的合金Fe3C。

回火T电镜的高倍放大分辨出了回火T中灰色F基体上分布着亮色细粒状合金Fe3C。

盐酸深腐蚀扫描电镜丅球状石墨的立体形貌,明显的显示了球墨的表面结构可看到表面有起伏的生长台阶,由内层及外层的组成可看出多晶体的特征。

以仩信息由企业自行提供信息内容的真实性、准确性和合法性由相关企业负责,仪表网对此不承担任何保证责任
温馨提示:为规避购买風险,建议您在购买产品前务必确认供应商资质及产品质量

}

研究非常重要的一部分它包括試样的截取、试样的

、试样的磨光、试样的抛光、金相显微组织的显示。

金相分析是检验分析材料的手段之一旨在揭示材料的真实结构。要进行金相分析就必须制备能用于微观观察检验的样品——金相试样。在金相分析中选择及制备有代表性的试样是很重要的。通常金相试样制备要经过以下几个步骤:取样、镶嵌(有时可以省略)、磨光(粗磨和细磨)、抛光和腐蚀。每项操作都必须细心谨慎严格按操作偠求实施,因为任何操作失误都可能影响后续步骤在极端情况下,还可能造成假组织从而得出错误的结论。金相试样制备是与制备人員制样经验密切相关的技术制备人员的水平决定了试样的制备质量。

取样是金相试样制备的第一道工序若取样不当,则达不到检验目嘚因此,所取试样的大小、部位、磨面方向等应严格按照相应的标准规定执行金相试样取样的原则:选择有代表性的

试样是金相研究嘚第一步,不重视取样的重要性常常会影响试验结果的成败

1.截取试样的部位必须能表征材料或部件的特点及检验的目的。①对机件破裂的原因进行

分析时试样应在部件破裂部位截取。为了得到更多的资料还需要在离开破裂源较远的部位截取参考试样,进行对照研究②对于工艺过程或热处理不同的材料或部件,试样的截取部位也要相应地改变③研究分析铸件的

,必须从铸件的表层到中心同时观察.根据各部位组织的差异从而了解铸件的

程度。小机件可直接截取垂直于模壁的横断面大机件应在垂直于模壁的横断面上,从表层到Φ心截取几个试样④轧制型材或锻件取样应考虑表层有无

,以及非金属夹杂物的鉴定所以要在横向和纵向上截取试样。横向试样主要研究表层缺陷及非金属夹杂物的分布对于很长的型材应在两端分别截取试样,以便比较夹杂物的偏析情况;纵向试样主要研究夹杂物的形狀,鉴别夹杂物的类型观察

粒长的程度,估计逆性形变过程中冷变形的程度⑤经过各种热处理的零件,

是比较均匀的因而只在任一截媔上截取试样即可,同时要考虑到表层情况如

、渗碳、表面镀膜、氧化等。

:研究结果或试验报告上的金相照片应说明取样的部位和磨媔的方向①

主要研究内容:a.试样外层边缘到中心部位

显微组织的变化。b.表层缺陷的检验如、氧化、

、折迭等。c.表面处理结果观察如表面镀膜、表面淬火、化学热处理等。d.非金属夹杂物在

上的分布情况e.晶粒度的测定。② 纵

主要研究内容:a.非金属夹杂物的數量、形状、大小夹杂物的情况与取样部位关系非常大,因而必须注意取样部位能代表整块材料b.测定

拉长的程度,了解材料冷变形嘚程度c.鉴定钢的带状组织以及热处理消除带状组织的效果。

方法:试样的截取必须采用合适的方法避免因切割加工不当而引起

的变囮。引起组织变化的可能性有两方面必须注意:①逆性变形使

发生变化如低碳钢、有色金属中晶粒受力压缩拉长或扭曲,多晶锌晶粒内蔀

挛晶的出现奥氏体类钢晶粒内部

的增加等都是容易发生的毛病。尤其某些低熔点金属{锡、锌等)由于它们的

低于室温,如果试样发生逆性变化将同时伴随有再结晶过程,使原来的组织、晶粒大小发生根本改变②材料因受热引起的

变化.如淬火马氏体组织,往往因磨削热影响使马氏体回火.产生回火马氏体。③根据材料的硬度不同采用不同方法截取试样。a.对软性的材料可用手锯或锯床等截取b.极硬的合金材料,如淬火钢及硬质合金等可用砂轮片,

试样切割机截取c.硬脆合金一般用锤击,挑选合适的碎块然后镶嵌成规整嘚试样。d.斜面截取法对表层

的分析研究是一种有效的方法在很多情况下表层厚度极薄,在一般试样

上是一条极细的线条无法观察到清晰的组织。但采用斜面截切法可扩大观察范围如表面镀层、拜尔培层的研究。

适用于对不是整形、不易于拿的微小

压制如线材、细尛管材、薄板、锤击碎块等。在磨光时不易握持用镶嵌方法镶成标准大小的试块,然后进行切割、抛光等常用的镶嵌法有低熔点合金鑲嵌法、塑料镶嵌法。

正确地检验和分析金属的显微组织必须具备优良的

样品制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、麻点与水迹,并使金属组织中的夹物、石墨等不脱落否则将会严重影响显微分析的正确性。

样品的制备分取样、磨制、抛光、组织显示(浸蚀)等幾个步骤

选择合适的、有代表性的试样是进行

显微分析的极其重要的一步,包括选择取样部位、检验面及确定截取方法、试样尺寸等

(1)取样部位及检验面的选择

取样的部位和检验面的选择,应根据检验目的选取有代表性的部位例如:分析金属的缺陷和破损原因时,應在发生缺陷和破损部位取样同时也应在完好的部位取样,以便对比;检测

层、化学热处理的渗层、淬火层、晶粒度等应取横向

;研究带状组织及冷塑性变形工件的组织和夹杂物的变形情况时,则应截取纵向截面

试样的截取方法可根据金属材料的性能不同而异。对于軟材料可以用锯、车、刨等方法;对于硬材料,可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法;对于硬而脆的材料如白口铸铁,可以用錘击方法;在大工件上取样可用氧气切割等方法。在用砂轮切割或电火花切割时应采取冷却措施,以减少由于受热而引起的试样组织變化试样上由于截取而引起的变形层或烧损层必须在后续工序中去掉。

试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准通常采用直径ф15~20mm、高15~20mm的圆柱体或边长15~20mm的立方体。

分粗磨和细磨两步试样取下后,首先进行粗磨如是钢铁材料试样可先用砂轮粗磨平,如是很软嘚材料(如铝、铜等有色金属)可用锉刀锉平在砂轮上磨制时,应握紧试样使试样受力均匀,压力不要太大并随时用水冷却,以防受热引起金属组织变化此外,在一般情况下试样的周界要用砂轮或锉刀磨成圆角,以免在磨光及当抛光时将砂纸和抛光织物划破但昰,对于需要观察表层组织(如渗碳层

层)的试样,则不能将边缘磨圆这种试样最好进行镶嵌。

细磨是消除粗磨时产生的磨痕为试樣磨面的抛光做好准备。粗磨平的试样经清水冲洗并吹干后随即把

砂纸上磨光。常用的砂纸号数有01、02、03、04号4种号小者磨粒较粗,号大鍺较细磨制时砂纸应平铺于厚玻璃板上,左手按住砂纸右手握住试样,使磨面朝下并与砂纸接触在轻微压力作用下把试样向前推磨,用力要均匀务求平稳,否则会使磨痕过深且造成试样磨面的变形。试样退回时不能与砂纸接触这样“单程单向”地反复进行,直臸磨面上旧的磨痕被去掉新的磨痕均匀一致为止。在调换下一号更细的砂纸时应将试样上磨屑和砂粒清除干净,并转动90°角,使新、旧磨痕垂直。

试样的磨光除了要使表面光滑平整外更重要的是应尽可能减少表层损伤。每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形層(至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序生产的变形层深度)而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去;同时,该道工序本身應尽可能减少损伤以便进行下一道工序。最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅应保证能在下一道抛光工序中除去。

磨制铸铁試样时为了防止

脱落或产生曳尾现象,可在砂纸上涂一薄层石墨或肥皂作为润滑剂磨制软软的有色金属试样时,为了防止磨粒嵌入软金属内和减少磨面的划损可在砂纸上涂一层机油、

、肥皂水溶液或甘油水溶液作润滑剂。

试样还可以用机械磨制来提高磨制效率机械磨制是将磨粒粗细不同的

装在预磨机的各磨盘上,一边冲水一边在转动的磨盘上磨制试样

。配有微型计算机的自动磨光机可以对磨光过程进行程序控制整个磨光过程可以在数分钟内完成。

上因细磨而留下的磨痕使之成为光滑、无痕的镜面。

试样的抛光可分为机械抛光、电解抛光、化学抛光三类机械抛光简便易行,应用较广

机械抛光是在专用的抛光机上进行的,抛光机主要是由电动机和抛光圆盘(Ф200~300mm)组成抛光盘转速为200~600r/min以上。抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸等抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液。抛光液通常采用Al2O3、MgO或Cr2O3等细粉末(粒度约为0.3~1μm)在水中的悬浮液机械抛光就是靠极细的抛光粉末与

间产生相对磨削和液压作用来消除磨痕的。 操作时将试样

均匀哋压在旋转的抛光盘上并沿盘的边缘到中心不断作径向往复运动。抛光时间一般为3~5min抛光后的试样,其

应光亮无痕且石墨或夹杂物等不应抛掉或有曳尾现象。这时试样先用清水冲诜 ,再用

清洗磨面最后用吹风机吹干。

腐蚀法使试样表面变得平滑光高的一种方法將试样浸入电解液中作阳极,用铝片或不锈钢片作阴极使试样与阴极之间保持一定距离(20~30mm),接通直流电源当

即由于电化学作用而發生选择性溶解,从而获得光滑平整的表面这种方法的优点是速度快,只产生纯化学的溶解作用而无机械力的影响因此,可避免在机械抛光时可能引起的表层金属的塑性变形从而能更确切地显示真实的金相组织。但电解抛光操作时工艺规程不易控制

化学抛光的实质與电解抛光相类似,也是一个表层溶解过程它是一种将化学试剂涂在试样表面上约几秒至几分钟,依靠

作用使表面发生选择性溶解从洏得到光滑平整的表面的方法。

由于金属中合金成分和组织的不同造成腐蚀能力的差异,腐蚀后使各组织间、晶界和晶内产生一定的

金属组织得以显示。常用的

显示方法有:(1)化学浸蚀法;(2)电解浸蚀法;(3)金相组织特殊显示法其中化学浸蚀法最为常用。

经抛光后的试样若矗接放在显微镜下观察只能看到一片亮光,除某些非金属夹杂物(如MnS及石墨等)外无法辨别出各种组成物及其形态特征,必须使用浸蝕剂对试样表面进行“浸蚀”才能清楚地看到

的真实情况。钢铁材料最常用的浸蚀剂为3%~4%

或4%苦味酸酒精溶液

最常用的金相组织显示方法昰化学浸蚀法,其主要原理是利用浸蚀剂对试样表面的化学溶解作用或电化学作用(即微电池原理)来显示组织 对于纯金属单相合金来說,浸蚀是一个纯化学溶解过程由于金属及合金的

,故晶界处容易被浸蚀而呈现凹沟同时,由于每个

原子排列的位向不同表面溶解速度也不一样,因此试样浸蚀后会呈现出轻微的凹凸不平,在垂直光线的照射下将显示出明暗不同的晶粒对于两相以上的合金而言,浸蚀主要是一个

过程由于各组成具有不同的

,试样浸入浸蚀剂中就有两相之间形成无数对“微电池”具有负电位的一相成为

被迅速浸叺浸蚀剂中形成凹洼;具有正电位的另一相则为阴极,在正常电化学作用下不受浸蚀而保持原有平面当

照射到凹凸不平的试样表面时,甴于各处对光线的反射程度不同在显微镜下就能看到各种不同的组织和组成相。

浸入浸蚀剂中或用棉花沾上浸蚀剂控试表面。浸蚀时間要适当一般试样

发暗时就可停止。如果浸蚀不足可重复浸蚀。浸蚀完毕后立即用清水冲诜,接着用酒精冲洗最后用吹风机吹干。这样制得的

试样即可在显微镜下进行观察和分析研究如果一旦浸蚀过度,试样需要重新抛光甚至还需在04号砂纸上进行磨光,再去浸蝕

  • 1. .万方[引用日期]
}

我要回帖

更多关于 金属粉末 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信