金相检验实验报告

一、实验目的

1）  掌握金相试样制备的基本方法

2）  掌握金相显微镜的使用方法

二、原理概述

（一）金相显微镜的构造

光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部

分，其中放大系统是显微镜的关键部分。

（二）金相试样制备

金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。

1.取样

从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为"取样"。取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。试样的尺寸并无统一规定，从便于握持和磨制角度考虑，一般直径或边长为15~20mm，高为12~18mm比较适宜。对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样，可以采取镶嵌或机械夹持的办法。

金相试样的镶嵌，将适宜尺寸(约φl5~20mm)的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，试样置于管内待磨面朝下倒入填料，放置一段时间凝固硬化即可。

2.粗磨

粗磨的目的主要有以下三点：

1)修整 有些试样，例如用锤击法敲下来的试样，形状很不规则，必须经过粗磨，修整为规则形状的试样；

2)磨平 无论用什么方法取样，切口往往不十分平滑，为了将观察面磨平，同时去掉切割时产生的变形层，必须进行粗磨；

3)倒角 在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。

3.细磨

粗磨后的试样，磨面上仍有较粗较深的磨痕，为了消除这些磨痕必须进行细磨。细磨，可分为手工磨和机械磨两种。

（1）手工磨

手工磨是将砂纸铺在玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样在砂纸上作单

向推磨。

1)加在试样上的力要均匀，使整个磨面都能磨到；

2)在同一张砂纸上磨痕方向耍一致，并与前一道砂纸磨痕方向垂直。待前一道砂纸磨痕完全消失时才能换用下一道砂纸。

3)每次更换砂纸时，必须将试样、玻璃板清理干净，以防将租砂粒带到细砂纸上。

4)磨制时不可用力过大，否则一方面因磨痕过深增加下一道磨制的困难，另一方面因表面变形严重影响组织真实性。

5)砂纸的砂粒变钝磨削作用明显下降时，不宜继续使用，否则砂粒在金属表面产生的滚压会增加表面变形。

（2）机械磨

目前普遍使用的机械磨设备是预磨机。电动机带动铺着水砂纸的圆盘转动，磨制时，将试样沿盘的径向来回移动，用力要均匀，边磨边用水冲。机械磨的磨削速度比手工磨制快得多，但平整度不够好，表面变形层也比较严重。因此要求较高的或材质较软的试样应该采用手工磨制。

4.抛光

抛光的目的是去除细磨后遗留在磨面上的细微磨痕，得到光亮无痕的镜面。抛光的方法有机械抛光、电解抛光和化学抛光三种，其中最常用的是机械抛光。

机械抛光在抛光机上进行，将抛光织物(粗抛常用帆布，精抛常用毛呢)用水浸湿、铺平、绷紧并固定在抛光盘上。启动开关使抛光盘逆时针转动，将适量的抛光液(氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液)滴洒在盘上即可进行抛光。

5.浸蚀

抛光后的试样在金相显微镜下观察，只能看到光亮的磨面，如果有划痕、水迹或材料中的非金属夹杂物、石墨以及裂纹等也可以看出来，但是要分析金相, 组织还必须进行浸蚀。

浸蚀的方法有多种，最常用的是化学浸蚀法，利用浸蚀剂对试样的化学溶解和电化学浸蚀作用将组织显露出来。待试样表面被浸蚀得略显灰暗时即刻取出，            

用流动水冲洗后在浸蚀面上滴些酒精，再用滤纸吸去过多的水和酒精，迅速用吹风机吹干，完成整个制备试样的过程。

三、实验内容

1)观察金相显微镜的构造与光路；

2)操作显微镜，比较熟练地掌握聚焦方法；

3)熟悉物镜、目镜上的标志并合理选配物镜和目镜；

4)分别在明场照明和暗场照明下观察同一试样，分析组织特征及成因；

5)借助物镜测微器确定目镜测微器的格值。

6)按粗磨→细磨→机械抛光→浸蚀的步骤制备金相试样；

7)对比观察浸蚀前，浸蚀后试样的金相形貌。

四、实验步骤

1)利用挂图、教具讲解金相显微镜的原理、构造、使用与维护；

2)在具体了解了某台显微镜构造和光路。

3)反复改变孔径光阑、视场光阑的大小，加或不加滤光片，观察同一视场映象的清晰程度；

4)将同一试样分别放在明场照明和暗场照明显微镜上进行对比观察；

5)借助物镜测微器确定目镜测微器的格值，并按要求对组织进行实地测量；

6)磨样 领取待磨试梓，用砂轮机粗磨，用金相砂纸细磨，进行机械抛光；

7)浸蚀前观察 对抛光后洗净，吹干的试样进行浸蚀前的检查；

8)浸蚀 将抛光合格的试样置于浸蚀剂中浸蚀；

9)观察金相组织 对浸蚀后的试样进行观察，联系化学浸蚀原理对组织形态进行分析。如浸蚀程度过浅，可重新浸蚀；若过深，待重新抛光后才能浸蚀；若变形层严重，反复抛光一浸蚀1~2次后再观察组织清晰度的变化。