金相制样过程可分为若干个工序,每一工序都需精确操作以确保获得满意的结果。金相制样过程主要分解为:切割取样、镶嵌样品、机械制样、检验样品等四步.
(1)切割取样(金相切割机)
金相比较适合的切割方法是湿式切割轮切割法。这种方法所造成的损伤和所用的时间相比是比较小的。它所使用的切割片是由研磨料和粘合剂合成。
按照切割材料的不同,选择不同成分的切割片。主要依据材料的硬度和韧性进行选择。只有切割片合适,才能保证样品表面变形小、平整度好,能快速得到所需的制样结果。
(2)镶样(金相镶嵌机)
样品镶嵌在树脂中,便于把持,从而可以改善制样效果。需要保边和需要保护表层的样品均需镶样。
在镶样前要对样品进行清洁,确保无污ran物,这样才能保证样品与树脂的粘合效果。
镶样分为热镶和冷镶
热镶对持续不断送到实验室的批量大的样品来说是一种合适的方法。热镶的样品质量高、尺寸形状统一、且时间短。
冷镶适合镶嵌同时送到实验室的系列样品,也适合镶嵌单个样品。
一般来说,热镶嵌树脂比冷镶树脂要便宜,但热镶需要用到镶嵌机。而冷镶嵌树脂可用于真空注入。
(3)机械制样
机械制样可分两种操作:研磨和抛光
A、研磨(金相研磨机)
研磨的目的是获得极小损伤的平表面,而这些微小的损伤在随后的抛光过程中用很短的时间就可以消除掉。研磨分为粗磨和细磨两个过程。
粗磨粗磨的过程是将所有样品的表面成为相似的表面,使用较为粗大的、固定的研磨颗粒可迅速地研磨掉物质。
精磨精磨会使样品有些微变形,但这些变形在抛光过程中就会消除掉。
B、抛光(金相抛光机)
抛光如同研磨一样,也必须去掉前面工序带来的损伤。可分为金刚石抛光和氧化物抛光两个过程。
金刚石抛光只有将金刚石作为研磨料进行抛光,才能以快速度获得较好的研磨平面。这是因为金刚石很硬,它几乎可以切任何材料和相。
氧化物抛光对于特别软、韧性的样品,须采用氧化物抛光法。
抛光在抛光布上完成。金刚石抛光时还须用到润滑剂。
(4)检验样品
抛光后检测部位变得光亮,用金相显微镜观察组织时,需先对样品检测部位进行侵蚀。
常见化学侵蚀剂
成分工作条件用途
硝酸1~5mL,酒精100mL几秒--1min碳钢、合金钢、铸铁
苦味SUAN4g,酒精100mL几秒--几分钟显示细微组织
盐酸5mL,苦味SUAN1g,酒精100mL几秒--1min,奥氏体晶粒,回火马氏体
盐酸15mL,酒精100mL几分钟氧化法晶粒度
硫酸铜4g,盐酸20mL,水20mL浸入法不锈钢,氮化层
苦味SUAN2g,氢氧化钠25g,水100mL煮沸15min渗碳体染色,铁素体不染色
盐酸3份,硝酸1份静置24h浸入法奥氏体及铬镍合金
盐酸10mL,硝酸3mL,酒精100mL2--10min高速钢
苦味SUAN3~5g,酒精100mL浸入法10--20min铝合金
HF2mL,盐酸3mL,硝酸5mL,水95mL浸蚀法5~10分钟铝材及铝合金材料
盐酸10mL,硝酸10mL<70℃铜合金
盐酸2~5mL,酒精100mL几秒--几分钟巴氏合金
氯化铁5g,盐酸50mL,水100mL几秒--几分钟纯铜、黄铜、青铜
盐酸2mL,水100mL室温镁合金
硝酸10mL,盐酸25mL,水200mL>1min铅及铅锡合金
30%双氧水,20%氨水1:1混合5~6秒银及合金
常用的侵蚀剂是4%的硝酸酒精,对于一般的钢和很多有色金属都可以,但也有很多材料需要专门的侵蚀剂,比如钨就要乳酸和HF混配,或是铁KCN,许多耐蚀性好的材料要用苦味SUAN(易爆物品)。
完毕后用酒精冲淋并用吹风机吹干。
观察组织可用便携式显微镜,对于无法用显微镜观察的部位,制样后采用覆膜的方式将需要观察处用薄膜复制出来,带到实验室观察。如需摄影再在显微镜上是装上摄影仪或摄影照相机。
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