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金相显微镜的使用及金相试样的制备实验报告

发布时间:2020/1/3

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。

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