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一、金相分析含義

金(jin)相分(fen)析—是(shi)運用放大鏡(jing)(jing)和顯微(wei)鏡(jing)(jing)，根據(ju)對金(jin)屬材(cai)料的(de)(de)(de)宏觀及(ji)微(wei)觀組織(zhi)進行觀察(cha)研究的(de)(de)(de)方法(fa)，生產(chan)實(shi)際中常常稱為金(jin)相檢驗。宏觀組織(zhi)是(shi)用10倍以下的(de)(de)(de)放大鏡(jing)(jing)或(huo)者人眼睛直(zhi)接觀察(cha)到的(de)(de)(de)金(jin)屬材(cai)料內部(bu)所(suo)(suo)具(ju)有的(de)(de)(de)各(ge)(ge)組成物的(de)(de)(de)直(zhi)觀形貌，微(wei)觀組織(zhi)主要是(shi)指在光學顯微(wei)鏡(jing)(jing)下所(suo)(suo)觀察(cha)到得金(jin)屬材(cai)料內部(bu)具(ju)有的(de)(de)(de)各(ge)(ge)組成物的(de)(de)(de)直(zhi)觀形貌。

金相檢驗的基礎

首先(xian)要明確金(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)在(zai)固態下，通(tong)常(chang)都(dou)是晶體。

晶體(ti)就(jiu)是(shi)原子在(zai)三維空間中有規(gui)則作周(zhou)期重復排列的物(wu)質，就(jiu)是(shi)說，在(zai)金屬和合(he)金中，原子的排列都是(shi)有規(gui)則的，而(er)不(bu)是(shi)雜(za)亂無章的。

晶(jing)體通常具有如下(xia)的特征(zheng)：

1.均勻性;

2.各向異性;

3.能自發地組成多面體外形;

4.具有確(que)定的熔點;

5.晶體(ti)的理(li)想外形(xing)和內部結構(gou)都具有特(te)定的對稱(cheng)性;

6.對X射(she)(she)線產生衍射(she)(she)效(xiao)應。

金相檢驗設備

二、金相顯微鏡

1. 金(jin)相顯微鏡的放大原理

金相顯微鏡(jing)是由兩塊透鏡(jing)(物鏡(jing)和目(mu)鏡(jing))組成，并(bing)借助物鏡(jing)、目(mu)鏡(jing)兩次(ci)放大，使物體得到較高的倍數(shu)。放大率與物鏡(jing)和目(mu)鏡(jing)的焦距乘積成反比。

物鏡：顯(xian)微(wei)鏡成象質量主要決定于物鏡的優劣，因此它是顯(xian)微(wei)鏡中(zhong)的最(zui)重要的光(guang)學零(ling)件。

物鏡(jing)的分辨率：是(shi)指(zhi)將(jiang)試樣(yang)上細(xi)微(wei)組織構成(cheng)清晰可分的能力。

象差(cha)：一般實用(yong)(yong)光(guang)束均要有一定寬(kuan)度(du)，而且物體(ti)的(de)發光(guang)點也(ye)不可能全部都(dou)用(yong)(yong)在光(guang)軸(zhou)上，對不同波長的(de)光(guang)折(zhe)射率(lv)也(ye)不相同。因此，實際(ji)的(de)光(guang)學(xue)系統與近軸(zhou)光(guang)學(xue)系統所得圖(tu)像有所偏差(cha)。

目鏡：是將物鏡放(fang)大(da)的中間象再次(ci)放(fang)大(da)。

放大倍數(shu)(shu)=物鏡放大倍數(shu)(shu)×目鏡放大倍數(shu)(shu)。

觀察(cha)：為了保(bao)證(zheng)在聚焦過程中物(wu)鏡不(bu)觸及試(shi)樣(yang)的操作次序(xu)是(shi)先調(diao)節(jie)粗動(dong)螺絲使(shi)物(wu)鏡接(jie)近試(shi)樣(yang)，再通過目鏡觀察(cha)試(shi)樣(yang)時用微動(dong)螺絲進(jin)行(xing)調(diao)節(jie)。

2. 金相顯(xian)微(wei)鏡的(de)光學系統

物鏡+目(mu)鏡+照明系(xi)統+光(guang)欄(lan)+濾色(se)片

3. 金相組織檢驗方法

《GB/T 13298-2015》

試樣(yang)的侵蝕-一般情況(kuang)下(xia)顯示組織用4%硝酸酒(jiu)精溶(rong)液侵蝕。

在(zai)顯微(wei)鏡下觀察鐵(tie)素(su)體為均勻明(ming)亮(liang)的(de)多邊形晶粒。

滲碳(tan)體不會被(bei)硝酸酒精溶液腐蝕，所以(yi)在(zai)顯微鏡(jing)下顯示白亮顏色。

珠光體(ti)在高(gao)倍顯微鏡下可以看到是條狀(zhuang)滲(shen)碳體(ti)分布于鐵素體(ti)機(ji)體(ti)上，在低倍顯微鏡下呈(cheng)片(pian)層狀(zhuang)特征。

4. 金相顯微鏡的操作

1)操作(zuo)者必須充分了解儀(yi)器(qi)設備的(de)結構原理(li)，使(shi)用方法，嚴(yan)守操作(zuo)規程;

2)操作時雙(shuang)手要干(gan)凈，試(shi)樣的觀察面應用酒精沖洗并吹干(gan);

3)操作顯微鏡時，對(dui)鏡頭(tou)要輕拿輕放，不用(yong)的鏡頭(tou)應隨時放入盒中，不能用(yong)手觸摸鏡頭(tou);

4)調整焦(jiao)距時，應(ying)先輕輕轉動粗調，使物(wu)鏡和(he)觀察面盡量靠近，并從目鏡對(dui)焦(jiao)，然后(hou)輕輕轉動微調，直到調節成像(xiang)清(qing)晰為止。在調節中必須避(bi)免物(wu)鏡和(he)試樣磨面碰撞，損(sun)壞鏡頭(tou);

5)顯微鏡(jing)(jing)使用完畢后(hou)，應及(ji)時(shi)將物(wu)鏡(jing)(jing)、目鏡(jing)(jing)卸下，放入盒中，最后(hou)切(qie)斷電源(yuan)。

5. 金相顯(xian)微鏡的維護

1)金相(xiang)顯微鏡的工(gong)作地點必須干燥、少塵、少震動(dong)，不應(ying)放在陰暗潮濕(shi)的地方，也不應(ying)受陽光暴曬;

2)不宜靠近揮(hui)發性、腐蝕性等化學藥品，以(yi)免造成(cheng)腐蝕環境;

3)在顯微鏡工作時，樣品上的殘留液體、油污(wu)必須去凈，如不慎玷污(wu)鏡頭(tou)，應(ying)立即(ji)用棉花擦凈。油鏡頭(tou)用畢應(ying)立即(ji)用二甲(jia)苯細心的揩(kai)凈;

4)物鏡(jing)、目鏡(jing)一般應(ying)放在(zai)干燥皿中，如果有灰塵用吹(chui)灰球洗凈(jing)，然后用擦鏡(jing)紙擦干凈(jing);

5)陰暗潮濕的空氣對顯微鏡危(wei)害(hai)很大，會造成部件生銹、發霉，以(yi)致(zhi)報廢(fei);

6)機械部分不要(yao)隨意(yi)拆卸，經常(chang)加潤(run)滑油，以保證(zheng)正常(chang)運轉(zhuan)。

金相切割機

1. 使用方法

1)右(you)手(shou)(shou)(shou)(shou)將手(shou)(shou)(shou)(shou)柄抬起，左(zuo)手(shou)(shou)(shou)(shou)將支撐板脫(tuo)開支撐點，這時右(you)手(shou)(shou)(shou)(shou)握住(zhu)手(shou)(shou)(shou)(shou)柄使試樣漸漸接近砂輪(lun)片，進行(xing)切割;

2)切(qie)割(ge)時(shi)，冷卻液(ye)必(bi)須對準試樣的(de)切(qie)割(ge)位置，并同時(shi)保持均勻(yun)進給。冷卻液(ye)的(de)大小也應調節至切(qie)割(ge)要(yao)求，以免溢(yi)出機外;

3)切(qie)割完畢(bi)將鋸架抬起到一定(ding)(ding)的高度，支撐板(ban)便自動將鋸架支撐在(zai)一定(ding)(ding)位置(zhi)，此時方可取下試(shi)樣。

2. 維護與保養

1)嚴禁使(shi)用已有裂紋或(huo)破(po)損(sun)的(de)砂(sha)輪片進行切(qie)割。

2)不宜在沒有(you)冷(leng)(leng)卻液或冷(leng)(leng)卻液不充分的情(qing)況(kuang)下切割。

3)切割機應每(mei)天做(zuo)好(hao)清(qing)潔(jie)保養工(gong)作(zuo)，各轉動處在操作(zuo)前(qian)應注(zhu)入潤滑油。

4)機(ji)體內積屑及垃圾應經常清除，使排水暢通。

金相鑲嵌機

1. 使用方法

1)接通電源開關;

2)將(jiang)需鑲嵌(qian)的試(shi)樣(yang)放置(zhi)在下(xia)模，放入電玉粉或膠木粉，合上(shang)防護(hu)蓋板，旋緊八角旋鈕，使(shi)下(xia)模上(shang)升到壓力指示燈亮，恒溫一定(ding)時間，使(shi)試(shi)樣(yang)成形(xing);

3)松開八角旋鈕及蓋板，頂出(chu)試(shi)(shi)樣，并在十分安全的(de)情況下取出(chu)試(shi)(shi)樣;

4)如(ru)需調(diao)(diao)(diao)整設(she)(she)定(ding)(ding)溫(wen)度時(shi)，可根據需要按鍵進行調(diao)(diao)(diao)整設(she)(she)定(ding)(ding)溫(wen)度值，其他參數均不需要調(diao)(diao)(diao)整。

2. 維護與保養

1)每次使(shi)用完畢，及時做好(hao)清潔保養工作，嚴禁使(shi)用帶有腐(fu)蝕性的(de)液體進行(xing)清洗(xi)，清潔后的(de)鋼模(mo)套內腔和上(shang)下(xia)模(mo)應(ying)涂(tu)上(shang)油(you)脂，防(fang)止(zhi)銹(xiu)蝕。

2)對絲杠、花鍵套等轉動、移(yi)動部位必須定期加(jia)油(you)潤(run)滑，連續使用(yong)3～5次(ci)，以免(mian)在操作(zuo)時產(chan)生卡死和超負荷(he)現(xian)象，損壞(huai)機件。

金相磨拋機

1. 使用方法

1)調節水旋鈕，讓水不停(ting)地(di)流(liu)入磨盤;

2)磨盤(pan)注入適量(liang)水(shui)后，放入砂紙(zhi);

3)接通開關磨盤(pan)旋(xuan)轉(zhuan)后，進行磨光工作;

4)放入不同型號的砂紙(zhi)，由粗至細(xi)連續進行磨(mo)光;

5)使用的砂紙以水砂紙最為適宜。

2. 維護與保養

1)不(bu)允(yun)許使(shi)用已破損的砂紙，以(yi)免影響磨光時(shi)的安全。

2)及(ji)時(shi)清除底(di)座中(zhong)的(de)沉(chen)積(ji)物以利于排(pai)水，不使(shi)用時(shi)應及(ji)時(shi)蓋(gai)好塑(su)料蓋(gai)。

3)長(chang)期使(shi)用后應(ying)及(ji)時(shi)更換軸承的潤滑油。

金相拋光機

1.使用方法

1)取下蓋(gai)、罩(zhao)和(he)套圈，做好清潔(jie)工(gong)作;

2)將拋光(guang)織(zhi)物(wu)粘貼在(zai)拋光(guang)盤上(shang)，并(bing)在(zai)粘貼前先在(zai)盤上(shang)涂少量的機油，為保證使(shi)用(yong)安(an)全，一(yi)般呢(ni)絨類織(zhi)物(wu)采(cai)用(yong)粘貼法;

3)將罩(zhao)緊壓在(zai)盤(pan)內，并在(zai)織物表面(mian)滴上適(shi)量(liang)的拋光液(ye)或拋光膏與(yu)水，接通電(dian)源開關，進行拋光工作;

4)在不使(shi)用時(shi)及時(shi)蓋上塑料蓋，以免灰塵或其(qi)他雜物落入拋(pao)光(guang)織物上影響拋(pao)光(guang)效果(guo)。

2. 維護與保養

1)在使(shi)用時(shi)不允許對試樣加過大的壓力，以免電(dian)動機(ji)過載而導致電(dian)動機(ji)損壞。

2)拋(pao)光織物應緊貼在(zai)拋(pao)光盤上，不(bu)允許(xu)使(shi)用已(yi)破(po)損的織物，以免在(zai)拋(pao)光時試(shi)樣有飛出去的危險。

3)在不(bu)使用時應及(ji)時清(qing)理(li)排污通道的沉積物做好(hao)清(qing)潔(jie)保養工(gong)作。

4)長期使(shi)用后，應及時更換電(dian)動(dong)機潤(run)滑油。

三、金相試樣的制備

金相(xiang)試樣制備是通過切割、研(yan)磨、拋光等步驟使金屬(shu)材料成為具備金相(xiang)觀察所(suo)要求(qiu)的過程。金相(xiang)試樣截取(qu)的方(fang)向、部(bu)位及(ji)數量應根據金屬(shu)制造(zao)的方(fang)法、檢驗的目的、技術(shu)條件或雙方(fang)協議的規定選擇有代表性的部(bu)位進(jin)行(xing)截取(qu)。金相(xiang)試樣的制備、研(yan)磨和侵蝕參照GB/T13298—1991《金屬(shu)顯(xian)微組織檢驗方(fang)法》的有關規定進(jin)行(xing)。

取樣注意事項：

試樣尺(chi)寸以磨面面積小于400平方毫米，高度(du)以15—20mm為宜。

試(shi)(shi)樣(yang)可以用(yong)(yong)手鋸、砂輪切(qie)(qie)割(ge)機(ji)、電(dian)火(huo)花切(qie)(qie)割(ge)機(ji)、車、銑(xian)、鋸等(deng)方(fang)(fang)式。脆(cui)而硬的(de)金(jin)屬可以用(yong)(yong)錘擊(ji)法取樣(yang)。不論使(shi)用(yong)(yong)何種(zhong)方(fang)(fang)法切(qie)(qie)割(ge)，均應該注意不能使(shi)試(shi)(shi)樣(yang)由于變形(xing)或(huo)受熱(re)導致組織發生變化。對(dui)于使(shi)用(yong)(yong)高溫切(qie)(qie)割(ge)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)，必(bi)須除去熱(re)影響(xiang)部分。

1.在金相(xiang)試(shi)(shi)樣制(zhi)備過程中，有(you)許(xu)多試(shi)(shi)樣直接磨拋有(you)困(kun)難，需要進行鑲(xiang)(xiang)嵌。通常進行鑲(xiang)(xiang)嵌的試(shi)(shi)樣有(you)：形狀不規則(ze)的試(shi)(shi)樣、線材(cai)及(ji)板材(cai)，細(xi)小工(gong)件;表面處理(li)及(ji)滲層、鍍層等。

2.金相(xiang)試樣經(jing)切割或(huo)鑲嵌后，需進行研磨(mo)才能得到光(guang)亮的(de)(de)磨(mo)面。研磨(mo)的(de)(de)過程包括粗磨(mo)和細磨(mo)。

3.拋光的目(mu)的是在(zai)于去(qu)除金相磨(mo)面(mian)上由細(xi)磨(mo)所留(liu)下的細(xi)微磨(mo)痕及表面(mian)變形(xing)層(ceng)，使磨(mo)面(mian)成為無劃痕的光滑鏡面(mian)。

4.在某些(xie)合金中(zhong)(zhong)，由于(yu)各組成物的硬(ying)度差別較大，或由各相本身色澤顯著不同(tong)，拋光狀(zhuang)態下能(neng)在顯微鏡(jing)中(zhong)(zhong)分辨出(chu)組織(zhi)，常用的金屬組織(zhi)侵(qin)蝕(shi)法有化學侵(qin)蝕(shi)和電(dian)解侵(qin)蝕(shi)。