金相样品的制备与显微组织观察.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,金相样品的制备与显微组织观察,金相样品的制备与显微组织观察,一、实验目的,1.,了解金相,样品,的制备原理,2.,掌握金相样品的制备过程,3.,掌握金相样品制备设施的操作方法,采用浸入法或擦拭法对样品抛光面进行浸蚀,通常采用240、320、400、600、800（1000）号砂纸。,直至试样磨面仅留一个方向上的均匀磨痕为止，再更换更细一号砂纸,抛光机由一个电机带动抛光盘逆时针转动,适应性好（不同形状、大小、多面或非平面）,抛光后的样品表面，用水和酒精洗涤干净,直至试样磨面仅留一个方向上的均匀磨痕为止，再更换更细一号砂纸,在抛光机上进行的，分为粗抛光和细抛光,直径1625mm、高1620mm的圆柱体,铸件：从表层到中心以及不同部位,砂纸平铺后一手按砂纸，一手轻压试样于砂纸上并向前推进，用力要均匀，方向要一致,浸蚀不当，应重新抛光后再进行浸蚀,由于表面凹凸不平，在电解液流动作用下，形成厚薄不均匀的粘性薄膜,样品不停地被磨削直到原来砂纸的磨痕全部被抛掉为止,浸蚀（金相组织的显示）,金相样品,浸蚀,抛光,磨光,取样,二、实验内容和实验过程,1.,取样,取样的部位及观察面应根据被检验材料或零件的特点、加工工艺及检测目的来确定（代表性）,铸件：从表层到中心以及不同部位,表面热处理（表面淬火、渗碳）：表层组织,零件失效原因分析：失效部位、完好部位,（,1,）取样部位及检验面的选择原则,不同的材料要采用不同的截取方法（,手锯、车床、切片机等）,保证试样观察面不发生组织变化（温度、变形的作用）,（2）取样方法,便于握持、易于磨制为准。,（,3,）试样尺寸,直径,1625mm,、高,1620mm,的圆柱体,边长为,1625mm,的立方体,形状特殊或尺寸细小的试样，可进行镶嵌,机械镶嵌：试样放在钢圈或小钢夹中，然后用螺钉和垫块加以固定,该法操作简便，适合镶嵌形状规则的试样。,热压镶嵌：将聚氯乙烯、聚苯乙烯或电木粉加热至一定温度，并施加一定压力和保温一定时间，使镶嵌材料与试样紧固地粘合在一起,热压镶嵌需要用镶嵌机来完成。,热塑性塑料,热固性塑料,浇注镶嵌（冷镶嵌法）：按一定配比的浇注料搅拌均匀，注入事先准备好的浇注模内，模内先将试样安置妥当，约,23h,后即可凝固脱模,常用配方：环氧树脂,90g,、乙二胺,10g,，还可以加入少量增塑剂（磷苯二甲酸二丁脂）。,对于不允许加热的试样、较软或熔点低的金属，形状复杂的试样、多孔性试样等采用。,2.,磨光,粗磨：截取的试样表面凹凸不平，首先用,4060,目的砂轮进行初次整平（或用钢锉锉平）,粗磨时要防止样品过热，引起组织变化，常用水冷却,为防止在细磨中刮坏砂纸，应将样品的棱角倒掉（表面热处理试样除外）,细磨：在粒度不同的水砂纸和金相砂纸上按由粗到细的顺序进行,砂纸平铺后一手按砂纸，一手轻压试样于砂纸上并向前推进，用力要均匀，方向要一致,防止来回磨和左右磨，以便观察上一道砂纸的磨痕是否完全被磨掉。,直至试样磨面仅留一个方向上的均匀磨痕为止，再更换更细一号砂纸,每换一号砂纸，样品掉转,90,，也就是与上一号砂纸的磨痕方向相垂直,磨软材料时可在砂纸上涂一层润滑油，如机油、煤油、甘油、肥皂水等，以免砂粒嵌入样品表面。,编号,磨料尺寸（,m,）,按粒度标号,特定标号,280,W40,W28,W20,W14,W10,W7,-,0,01,02,03,04,05,5040,4028,2820,2014,1410,107,75,试样磨光用砂纸,干砂纸（也叫金相砂纸，粘结剂溶解于水）,编号,粒度号（目）,磨料尺寸（,m,）,320,360,380,400,600,800,1000,220,240,280,320,400,600,800,-,6350,5040,4028,2820,2014,-,通常采用,240,、,320,、,400,、,600,、,800,（,1000,）号砂纸。,水砂纸（采用塑料或者非水溶性粘结剂）,目数,粒度,m,目数,粒度,m,目数,粒度,m,5,3900,140,104,1600,10,10,2000,170,89,1800,8,16,1190,200,74,2000,6.5,20,840,230,61,2500,5.5,25,710,270,53,3000,5,30,590,325,44,3500,4.5,35,500,400,38,4000,3.4,40,420,460,30,5000,2.7,45,350,540,26,6000,2.5,50,297,650,21,7000,1.25,60,250,800,19,80,178,900,15,100,150,1100,13,120,124,1300,11,目数粒度对照表,试样经过切削磨光后变形层厚度变化示意图,A-,严重变形层；,B-,变形大的层；,C-,变形微小层；,D-,无变形的原始组织,3.,抛光,抛光是磨光的继续，使磨光表面更加光亮平滑，获得像镜面一样光亮的观察面,机械抛光,电解抛光,化学抛光,（,1,）机械抛光,在抛光机上进行的，分为粗抛光和细抛光,样品经砂纸磨制后要用水冲洗干净，防止砂粒或金属屑带入抛光盘中,在抛光盘上放置帆布或呢子，在帆布或呢子上撒抛光剂（,2%,的,Al,2,O,3,或,Cr,2,O,3,的水悬浊液）,抛光机由一个电机带动抛光盘逆时针转动,试样磨面均匀平整地压在旋转的抛光盘上,随着抛光盘不停地旋转，抛光液中的,Al,2,O,3,或,Cr,2,O,3,起砂粒磨削样品的作用，水起冷却作用,样品不停地被磨削直到原来砂纸的磨痕全部被抛掉为止,粗抛光完成后进行细抛光，抛光剂为水，过程同粗抛光，直到样品表面像镜面一样光亮为止,由于表面凹凸不平，在电解液流动作用下，形成厚薄不均匀的粘性薄膜,砂纸平铺后一手按砂纸，一手轻压试样于砂纸上并向前推进，用力要均匀，方向要一致,（2）电解抛光（阳极抛光、电抛光）,微粉部分露出表面，产生磨削作用，且阻止微粉由于离心力飞出。,砂纸平铺后一手按砂纸，一手轻压试样于砂纸上并向前推进，用力要均匀，方向要一致,样品成分、外界温度及浸蚀剂配比不同，浸蚀时间最短的仅需几秒钟，长的需10多分钟。,对于软金属和容易发生加工硬化的合金，特别是有易剥落的夹杂物的合金，应采用电解抛光,机械镶嵌：试样放在钢圈或小钢夹中，然后用螺钉和垫块加以固定,样品经砂纸磨制后要用水冲洗干净，防止砂粒或金属屑带入抛光盘中,零件失效原因分析：失效部位、完好部位,粗磨时要防止样品过热，引起组织变化，常用水冷却,浸蚀不当，应重新抛光后再进行浸蚀,掌握金相样品的制备过程,掌握金相样品的制备过程,样品成分、外界温度及浸蚀剂配比不同，浸蚀时间最短的仅需几秒钟，长的需10多分钟。,抛光用织物（帆布、尼纶或呢绒）作用,储存润滑剂，保证抛光顺利进行,纤维或者绒毛与磨面的摩擦，使磨面平滑光亮,纤维间隙储存抛光微粉,微粉部分露出表面，产生磨削作用，且阻止微粉由于离心力飞出。,机械抛光注意事项,头要抬起来，身子站直，手握稳试样，用力不可过大，防止抛光过程中试样飞出发生意外,抛光时要不断向抛光盘上添加抛光剂和润滑液,织物润湿度一般以试样表面润湿膜从抛光盘上拿开,25,秒能干燥为适宜,了解金相样品的制备原理,抛光时要不断向抛光盘上添加抛光剂和润滑液,将试样放入电解槽中做阳极，以不锈钢或铝板等做阴极,干砂纸（也叫金相砂纸，粘结剂溶解于水）,直径1625mm、高1620mm的圆柱体,储存润滑剂，保证抛光顺利进行,零件失效原因分析：失效部位、完好部位,掌握金相样品的制备过程,电化学溶解（两相或者多相合金）：电极电位不同，较负的相为阳极，易溶解,机械镶嵌：试样放在钢圈或小钢夹中，然后用螺钉和垫块加以固定,（1）取样部位及检验面的选择原则,通常采用240、320、400、600、800（1000）号砂纸。,直至试样磨面仅留一个方向上的均匀磨痕为止，再更换更细一号砂纸,通常采用240、320、400、600、800（1000）号砂纸。,通常采用240、320、400、600、800（1000）号砂纸。,（,2,）电解抛光（阳极抛光、电抛光）,对于软金属和容易发生加工硬化的合金，特别是有易剥落的夹杂物的合金，应采用电解抛光,将试样放入电解槽中做阳极，以不锈钢或铝板等做阴极,接通阳极与阴极间的电源，使样品表面凸起部分被溶解而达到抛光目的,电解抛光原理（薄膜理论）,由于表面凹凸不平，在电解液流动作用下，形成厚薄不均匀的粘性薄膜,薄膜厚度不同，电阻不同，相应电流不同,膜薄的部位（突起）电流密度大，金属溶解速度快,电解抛光特点,速度快，表面光洁,不产生附加的表面变形，易消除表面变形扰动层,适应性好（不同形状、大小、多面或非平面）,但工艺规范不易控制,不适用于偏析严重的材料，不适于夹杂物检验的金相试样。,（,3,）化学抛光,试样放入抛光液中，摆动几秒到几分钟后，即可得到无变形的抛光面,目前尚无确定的理论，一般认为和电解抛光类似,特点：,设备、操作简单,抛光表面易出现不平坦，高倍检验受限制，一般与机械抛光相结合使用,主要用于钢铁材料,4.,浸蚀（金相组织的显示）,化学腐蚀（酸、碱、盐和酒精、水）,化学溶解（纯金属或单相合金）：晶界、不同位向的晶粒,电化学溶解（两相或者多相合金）：电极电位不同，较负的相为阳极，易溶解,浸蚀顺序,抛光后的样品表面，用水和酒精洗涤干净,采用浸入法或擦拭法对样品抛光面进行浸蚀,当抛光面呈浅灰白色，快速用水冲洗，再用酒精漂洗后经吸水纸吸干,样品成分、外界温度及浸蚀剂配比不同，浸蚀时间最短的仅需几秒钟，长的需,10,多分钟。,浸蚀不当，应重新抛光后再进行浸蚀,电解腐蚀,原理：同电解抛光,主要用于化学稳定性高的合金（不锈钢、耐热钢、镍基合金等）,