緒論

金相分析是研究金屬及其合金內(nèi)部組織及缺陷的主要方法之一，它在金屬材料研究領(lǐng)域中占有很重要的地位。利用金相顯微鏡在專門制備的試樣上放大100～1500倍來研究金屬及合金組織的方法稱為金相顯微分析法，它是研究金屬材料微觀結(jié)構(gòu)最基本的一種實驗技術(shù)。顯微分析可以研究金屬及合金的組織與其化學(xué)成分的關(guān)系；可以確定各類合金材料經(jīng)過不同的加工及熱處理后的顯微組織；可以判別金屬材料的質(zhì)量優(yōu)劣，如各種非金屬夾雜物－－氧化物、硫化物等在組織中的數(shù)量及分布情況以及金屬晶粒度的大小等。

在現(xiàn)代金相顯微分析中，使用的主要儀器有光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡兩大類。之后會以常用的光學(xué)金相顯微鏡為例進行介紹。

金相試樣的制備

§1.1取樣和鑲嵌

一、取樣

（一）取樣部位和磨面方向的選擇

取樣部位必須與檢驗?zāi)康暮鸵笙嘁恢拢顾腥〉氖綐泳哂写硇浴?/span>

例如：

上圖中1用于檢驗非金屬夾雜物的數(shù)量、大小、形狀；2用于檢驗晶粒的變形程度；3用于檢驗鋼材的帶狀組織消除程度。

（二）取樣方法

1.金相試樣的形狀

①Φ12×12mm的圓柱體。②12×12×12mm的立方體。③其他不規(guī)則的形狀。

式樣的棱邊應(yīng)倒圓，防止在磨制中劃破砂紙和拋光織物。

2.取樣方法

①硬度較低的材料如低碳鋼、中碳鋼、灰口鑄鐵、有色金屬等。

用鋸、車、刨、銑等機械加工。

②硬度較高的材料如白口鑄鐵、硬質(zhì)合金、淬火后的零件等。

用錘擊法，從擊碎的碎片中選出大小適當(dāng)者作為試樣。

③韌性較高的材料

用切割機切割。

④大斷面和高錳鋼等

用氧乙炔焰氣割。

二、試樣的熱處理

取下來的試樣有的可直接進行磨制，有的尚需按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)熱處理后才能進行磨制，如檢驗鋼的本質(zhì)晶粒度、非金屬夾雜物、碳化物不均勻等。

1.本質(zhì)晶粒度試樣的熱處理

（1）滲碳法——用于低碳鋼。

（2）網(wǎng)狀鐵素體法——用于中碳鋼。

（3）網(wǎng)狀屈氏體法——用于共析鋼。

（4）網(wǎng)狀滲碳體法——用于過共析鋼。

（5）氧化法——

1°木炭氧化法 將拋光試樣用木炭覆蓋，加熱至930℃，保溫3h后再將木炭抖掉，在爐膛中氧化5min后水淬。

2°真空氧化法 將拋光試樣在真空中或惰性氣體中加入至930℃，保溫3h后，再通入空氣，經(jīng)30～60s短時間氧化，最后水淬。

3°熱浸氧化法 將試樣在預(yù)先脫氧良好的鹽浴中加熱至930℃，保溫3h，再將試樣移入具有弱氧化作用的鹽浴中浸蝕。浸蝕溫度仍為930℃，浸蝕時間為2～5min，取出后油淬，最后用水清洗、吹干，置于金相顯微鏡下觀察。

（6）直接浸蝕法——

2、非金屬夾雜物試樣的熱處理

3、碳化物不均勻度試樣的熱處理

二、鑲嵌

1.機械夾持法

適用于表層檢驗，不易產(chǎn)生倒角。

要求：夾具的硬度略高于試樣（低、中碳鋼均可）；墊片多用銅或鋁質(zhì)；墊片的電極電位略高于試樣。

2.塑料鑲嵌法

一種是用環(huán)氧樹脂在室溫鑲嵌；一種是在專用的鑲嵌機上進行。

（1）環(huán)氧樹脂鑲嵌

要求：材料為環(huán)氧樹脂+固化劑+磨料；用于較硬且熱敏感性不高的材料。

（2）鑲嵌機鑲嵌

是在專用的鑲嵌機上進行鑲嵌。鑲嵌機由加熱、加壓、壓模裝置組成。

（3）低熔點合金鑲嵌

配制合金→熔化澆注即可。

上圖為金相試樣冷鑲嵌模具

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