金相分析時樣品制備的基本步驟

時間：2015-07-01作者：南昌星楓儀器有限公司瀏覽：656

工業(yè)生產(chǎn)中鋼鐵金相分析儀是金屬材料試驗研究的重要設(shè)備之一，金相分析儀采用定量金相學(xué)原理，由二維金相試樣磨面或薄膜的金相顯微組織的測量和計算來確定合金組織的三維空間形貌，從而建立合金成分、組織和性能間的定量關(guān)系。將圖像處理系統(tǒng)應(yīng)用于金相分析，具有精度高、速度快等優(yōu)點，可以大大提高工作效率。作為一名工程技術(shù)人員，為了合理使用金屬材料，就必須掌握其性能，并了解影響其性能的因素。影響金屬材料性能的因素有內(nèi)因和外因兩個方面：內(nèi)因是材料的化學(xué)成分；外因是材料的加工工藝，主要指熱處理和塑性變形。

因化學(xué)成分不同，金屬材料的性能就不同。較典型的就是鋼和鑄鐵，二者都是鐵碳合金，區(qū)別在于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同。鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，強(qiáng)度高，并有良好的塑性和韌性，可以進(jìn)行鍛壓加工，并有較好的焊接性；而鑄鐵中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，抗拉強(qiáng)度較低，而且塑性和韌性差，不能進(jìn)行壓力加工，但有良好的鑄造性能。通過研究分析得知，金屬材料的化學(xué)成分不同，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)就不同，如鋼組織中滲碳體（Fe3C）數(shù)量較少，而鑄鐵組織滲碳體數(shù)量較多，從而造成了鋼和鑄鐵在性能上的差異。

熱處理是改善金屬材料性能的重要手段。同一種金屬材料，熱處理工藝不同，熱處理后的性能就截然不同。將兩個碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.77%的T8鋼試樣加熱到800℃，保溫適當(dāng)時間，分別在水中和空氣中冷卻，然后測試兩個試樣的硬度。在水中冷卻的T8鋼試樣硬度很高，可達(dá)600HRC以上，而在空氣中冷卻的T8鋼試樣硬度卻不足30HRC，、。產(chǎn)生這種性能差異的原因是，在不同的熱處理冷卻過程中T8鋼發(fā)生了不同的組織轉(zhuǎn)變，生成了不同組織的產(chǎn)物。也就是說，熱處理是通過改變金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)來達(dá)到改善其性能的目的。

對金屬材料進(jìn)行塑性變形加工也可以改變金屬材料的性能，對于某些金屬材料，這種方法是對其進(jìn)行強(qiáng)化的一手段。

綜上所述，金屬材料的性能首先取決于其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)又取決于化學(xué)成分和加工工藝條件。因此，改善金屬材料性能的途徑就是合金化、熱處理和塑性變形。化學(xué)成分可以有元素分析儀得知，加工工藝由金相分析儀來觀察。

金相分析儀檢測項目：

1、焊接金相檢驗；

2、鑄鐵金相檢驗；

3、熱處理質(zhì)量檢驗；

4、各種金屬制品及原材料顯微組織檢驗及評定；

5、鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、原材低倍缺陷檢驗；

6、金屬硬度（HV、HRC、HB、HL）測定、晶粒度評級；

7、非金屬夾雜物含量測定；

8、脫碳層/滲碳硬化層深度測定等。

金相分析時樣品制備的基本步驟

金相組織分析是研究金屬及合金內(nèi)部組織及結(jié)構(gòu)的一種常見方式，也是較重要的研究方式之一。而在金相分析方法中較重要的一環(huán)是金相樣品的制備。由于所研究的材料的不同，試樣制備的方法亦不同，常見的制樣程序主要有取樣、鑲樣、磨光、拋光、腐蝕等步驟。試樣制備過程費事繁瑣，對制樣人員的操作能力要求很高。下面為大家介紹的是金相樣品制備的常見步驟。材料人網(wǎng)金相欄目將在以后的文章中位大家詳述各個步驟的操作和注意事項。

第一步：試樣選取。

1.1 選擇取樣部位及檢驗面，此過程綜合考慮樣品的特點及加工工藝，且選取部位需具有代表性。

1.2 試樣的截取。不同性質(zhì)的材料要采用不同的截取方法。無論哪種方式，都不能使樣品溫度升高太多而產(chǎn)生組織變化。

1.3 試樣的尺寸。金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準(zhǔn)。

第二步：鑲嵌。

如果試樣的尺寸太小或者形狀不規(guī)則，則需將其鑲嵌或夾持。

第三步：試樣粗磨。

粗磨的目的是平整試樣，磨成合適的形狀。一般的鋼鐵材料常在砂輪機(jī)上粗磨，而較軟的材料可用銼刀磨平。

第四步：試樣精磨。

精磨的目的是消除粗磨時留下的較深的劃痕，為拋光做準(zhǔn)備。對于一般的材料磨制方法分為手工磨制和機(jī)械磨制兩種。

第五步：試樣拋光。

拋光的目的是把磨光留下的細(xì)微磨痕去除，成為光亮無痕的鏡面。一般分為機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光三種，而較常用的為機(jī)械拋光

第六步：試樣腐蝕。

要在顯微鏡下觀察到拋光樣品的組織必須進(jìn)行金相腐蝕。腐蝕的方法很多種，主要有化學(xué)腐蝕、電解腐蝕、恒電位腐蝕，而較常用的為化學(xué)腐蝕

冷卻速度對顯微組織的影響，金相分析，金相分析儀

金屬型鑄模在水淬的情況下其冷卻速度要**空冷條件下的冷卻速度，較低為砂模冷卻。在其他條件相同的情況下，用金屬型鑄模在水淬的情況下得到的合金組織較好，金相分析，金相分析儀其次是在空冷的情況下，最后是砂模冷卻，即隨冷卻速度的提高，初晶Si由粗大板塊狀像顆粒狀發(fā)展，且Si相晶粒尺寸減小，分布趨均勻。這是因為金屬型鑄模導(dǎo)熱性好、金相分析，金相分析儀熱容量大，冷卻能力很大，在水淬的情況下鑄造比在空冷及砂模冷卻條件下的過冷度大，形核率高，晶粒得不到充分長大，致使晶粒組織細(xì)??；同時，在金屬鑄模水冷條件下，金相分析，金相分析儀試樣相對空冷及砂模冷卻較有利于等軸晶的形成發(fā)展。





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