金相分析及检测基础.docx

绪论金相分析是研究金属及其合金内部组织及缺陷的主要方法之一, 它在金属材料研究领域中占有很重要的地位。利用金相显微镜在专门制备的试样上放大 100〜1500倍来研究金属及合金组织的方法称为金相显微分析法,它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。 显微分析可以研究金属及合金的组织与其化学成分的关系; 可以确定各类合金材料经过不同的加工及热处理后的显微组织;可以判别金属材料的质量优劣,如各种非金属夹杂物--氧化物、硫化物等在组织中的数量及分布情况以及金属晶粒度的大小等。在现代金相显微分析中,使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。本书以常用的光学金相显微镜为例进行介绍。第一章金相试样的制备§、纯金属的晶体结构一、取样(一)取样部位和磨面方向的选择取样部位必须与检验目的和要求相一致,使所切取的式样具有代表性。阴虬曲型材金相试禅的DJ我1—自fl材誕覚丫打购轨览一气孔制丧商死直弟黙呼肚吕一凝胡帝4“谨削販斷网弓阿轨飙皿例如:上图中1用于检验非金属夹杂物的数量、大小、形状; 2用于检验晶粒的变形程度; 3用于检验钢材的带状组织消除程度。(二)取样方法金相式样的形状①①12X12mm勺圆柱体。②12X12X12mnm勺立方体。③其他不规则的形状。式样的棱边应倒圆,防止在磨制中划破砂纸和抛光织物。取样方法硬度较低的材料如低碳钢、中碳钢、灰口铸铁、有色金属等。用锯、车、刨、铳等机械加工。硬度较高的材料如白口铸铁、硬质合金、淬火后的零件等。用锤击法,从击碎的碎片中选出大小适当者作为试样。韧性较高的材料用切割机切割。大断面和高锰钢等用氧乙炔焰气割。二、试样的热处理取下来的试样有的可直接进行磨制,有的尚需按照相应的标准经热处理后才能进行磨制,如检验钢的本质晶粒度、非金属夹杂物、碳化物不均匀等。本质晶粒度试样的热处理渗碳法一一用于低碳钢。网状铁素体法一一用于中碳钢。网状屈氏体法一一用于共析钢。网状渗碳体法——用于过共析钢。氧化法一一1°木炭氧化法将抛光试样用木炭覆盖, 加热至930C,保温3h后再将木炭抖掉,在炉膛中氧化5min后水淬。2。真空氧化法将抛光试样在真空中或惰性气体中加入至930C,保温3h后,再通入空气,经30〜60s短时间氧化,最后水淬。3°热浸氧化法将试样在预先脱氧良好的盐浴中加热至930C,保温3h,再将试样移入具有弱氧化作用的盐浴中浸蚀。浸蚀温度仍为930C,浸蚀时间为2〜5min,取出后油淬,最后用水清洗、吹干,置于金相显微镜下观察。直接浸蚀法2、非金属夹杂物试样的热处理3、碳化物不均匀度试样的热处理二、,不易产生倒角。要求:夹具的硬度略高于试样(低、中碳钢均可);垫片多用铜或铝质;垫片的电极电位略高于试样。;一种是在专用的镶嵌机上进行。(1)环氧树脂镶嵌要求:材料为环氧树脂+固化剂+磨料;用于较硬且热敏感性不高的材料。(2)镶嵌机镶嵌是在专用的镶嵌机上进行镶嵌。镶嵌机由加热、加压、压模装置组成。(3)低熔点合金镶嵌配制合金T熔化浇注即可。§1-2磨光与抛光一、磨光目的是得到光滑平整的表面。:将取样形成的粗糙表面和不规则外形休整成形。要点:(1)根据检验目的确定磨面方向。(2)可手工或机械磨制。手工磨制常用于较软的有色金属及其合金,采用的工具为锉刀或粗砂纸。机械磨制常用于钢铁材料,采用的工具为砂轮。机械磨制时,应注意冷却试样,否则发热易导致金属内部组织变化。。要点:砂纸平铺在玻璃板、金属、塑料或木板上,一手紧压砂纸,另一手平稳拿住试样,将磨面轻压砂纸,向前推移,然后提起、拉回。拉回时试样不得基础砂纸,不可来回磨削,否则易磨成弧形,得不到平整的磨面。金相砂纸规格见教材。手工细磨时应注意:(1)粗磨后的试样须清洗、吹干后进行细磨,直到得到方向一致的磨痕,再更换更细的砂纸,并转90°后继续磨制。(2)磨制时压力不能过大,否则磨痕过深、发热严重。(3)磨制软材料时,应在砂纸上滴润滑剂。(4)磨过硬材料的砂纸不得用于软材料的磨制。、蜡盘、预磨膏。(1)预磨机细磨把由粗到细的水砂纸置于旋转盘上,加水润滑兼冷却,试样磨面轻压在砂纸上,沿径向移动试样并与旋转方向相反转动,待粗磨痕消失,新磨痕一致即可。水砂纸与金相砂纸的规格不同。(2)蜡盘细磨把石蜡、磨料加热搅拌均匀,使成糊状,浇注到预磨机或抛光机上,约 5〜10mm厚,待冷却后刮平后即可使用。二、抛光金相试样磨制的最后一道工序。抛光方式有机械抛光、电解抛光、化学抛光、综合抛光等。(一)机械抛光目前应用最为广泛,分为粗抛和精抛(抛光粉颗粒大小不同)。较软的金属必须粗磨和精磨,对钢铁材料仅粗磨即可。机械抛光设备国