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一、金相分析含義

金相分析—是運用放大鏡和顯微鏡，根據(jù)對金屬材料的宏觀及微觀組織進(jìn)行觀察研究的方法，生產(chǎn)實際中常常稱為金相檢驗。宏觀組織是用10倍以下的放大鏡或者人眼睛直接觀察到的金屬材料內(nèi)部所具有的各組成物的直觀形貌，微觀組織主要是指在光學(xué)顯微鏡下所觀察到得金屬材料內(nèi)部具有的各組成物的直觀形貌。

金相檢驗的基礎(chǔ)

首先要明確金屬和合金在固態(tài)下，通常都是晶體。

晶體就是原子在三維空間中有規(guī)則作周期重復(fù)排列的物質(zhì)，就是說，在金屬和合金中，原子的排列都是有規(guī)則的，而不是雜亂無章的。

晶體通常具有如下的特征：

1.均勻性;

2.各向異性;

3.能自發(fā)地組成多面體外形;

4.具有確定的熔點;

5.晶體的理想外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對稱性;

6.對X射線產(chǎn)生衍射效應(yīng)。

金相檢驗設(shè)備

二、金相顯微鏡

1. 金相顯微鏡的放大原理

金相顯微鏡是由兩塊透鏡(物鏡和目鏡)組成，并借助物鏡、目鏡兩次放大，使物體得到較高的倍數(shù)。放大率與物鏡和目鏡的焦距乘積成反比。

物鏡：顯微鏡成象質(zhì)量主要決定于物鏡的優(yōu)劣，因此它是顯微鏡中的最重要的光學(xué)零件。

物鏡的分辨率：是指將試樣上細(xì)微組織構(gòu)成清晰可分的能力。

象差：一般實用光束均要有一定寬度，而且物體的發(fā)光點也不可能全部都用在光軸上，對不同波長的光折射率也不相同。因此，實際的光學(xué)系統(tǒng)與近軸光學(xué)系統(tǒng)所得圖像有所偏差。

目鏡：是將物鏡放大的中間象再次放大。

放大倍數(shù)=物鏡放大倍數(shù)×目鏡放大倍數(shù)。

觀察：為了保證在聚焦過程中物鏡不觸及試樣的操作次序是先調(diào)節(jié)粗動螺絲使物鏡接近試樣，再通過目鏡觀察試樣時用微動螺絲進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2. 金相顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)

物鏡+目鏡+照明系統(tǒng)+光欄+濾色片

3. 金相組織檢驗方法

《GB/T 13298-2015》

試樣的侵蝕-一般情況下顯示組織用4%硝酸酒精溶液侵蝕。

在顯微鏡下觀察鐵素體為均勻明亮的多邊形晶粒。

滲碳體不會被硝酸酒精溶液腐蝕，所以在顯微鏡下顯示白亮顏色。

珠光體在高倍顯微鏡下可以看到是條狀滲碳體分布于鐵素體機(jī)體上，在低倍顯微鏡下呈片層狀特征。

4. 金相顯微鏡的操作

1)操作者必須充分了解儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，使用方法，嚴(yán)守操作規(guī)程;

2)操作時雙手要干凈，試樣的觀察面應(yīng)用酒精沖洗并吹干;

3)操作顯微鏡時，對鏡頭要輕拿輕放，不用的鏡頭應(yīng)隨時放入盒中，不能用手觸摸鏡頭;

4)調(diào)整焦距時，應(yīng)先輕輕轉(zhuǎn)動粗調(diào)，使物鏡和觀察面盡量靠近，并從目鏡對焦，然后輕輕轉(zhuǎn)動微調(diào)，直到調(diào)節(jié)成像清晰為止。在調(diào)節(jié)中必須避免物鏡和試樣磨面碰撞，損壞鏡頭;

5)顯微鏡使用完畢后，應(yīng)及時將物鏡、目鏡卸下，放入盒中，最后切斷電源。

5. 金相顯微鏡的維護(hù)

1)金相顯微鏡的工作地點必須干燥、少塵、少震動，不應(yīng)放在陰暗潮濕的地方，也不應(yīng)受陽光暴曬;

2)不宜靠近揮發(fā)性、腐蝕性等化學(xué)藥品，以免造成腐蝕環(huán)境;

3)在顯微鏡工作時，樣品上的殘留液體、油污必須去凈，如不慎玷污鏡頭，應(yīng)立即用棉花擦凈。油鏡頭用畢應(yīng)立即用二甲苯細(xì)心的揩凈;

4)物鏡、目鏡一般應(yīng)放在干燥皿中，如果有灰塵用吹灰球洗凈，然后用擦鏡紙擦干凈;

5)陰暗潮濕的空氣對顯微鏡危害很大，會造成部件生銹、發(fā)霉，以致報廢;

6)機(jī)械部分不要隨意拆卸，經(jīng)常加潤滑油，以保證正常運轉(zhuǎn)。

金相切割機(jī)

1. 使用方法

1)右手將手柄抬起，左手將支撐板脫開支撐點，這時右手握住手柄使試樣漸漸接近砂輪片，進(jìn)行切割;

2)切割時，冷卻液必須對準(zhǔn)試樣的切割位置，并同時保持均勻進(jìn)給。冷卻液的大小也應(yīng)調(diào)節(jié)至切割要求，以免溢出機(jī)外;

3)切割完畢將鋸架抬起到一定的高度，支撐板便自動將鋸架支撐在一定位置，此時方可取下試樣。

2. 維護(hù)與保養(yǎng)

1)嚴(yán)禁使用已有裂紋或破損的砂輪片進(jìn)行切割。

2)不宜在沒有冷卻液或冷卻液不充分的情況下切割。

3)切割機(jī)應(yīng)每天做好清潔保養(yǎng)工作，各轉(zhuǎn)動處在操作前應(yīng)注入潤滑油。

4)機(jī)體內(nèi)積屑及垃圾應(yīng)經(jīng)常清除，使排水暢通。

金相鑲嵌機(jī)

1. 使用方法

1)接通電源開關(guān);

2)將需鑲嵌的試樣放置在下模，放入電玉粉或膠木粉，合上防護(hù)蓋板，旋緊八角旋鈕，使下模上升到壓力指示燈亮，恒溫一定時間，使試樣成形;

3)松開八角旋鈕及蓋板，頂出試樣，并在十分安全的情況下取出試樣;

4)如需調(diào)整設(shè)定溫度時，可根據(jù)需要按鍵進(jìn)行調(diào)整設(shè)定溫度值，其他參數(shù)均不需要調(diào)整。

2. 維護(hù)與保養(yǎng)

1)每次使用完畢，及時做好清潔保養(yǎng)工作，嚴(yán)禁使用帶有腐蝕性的液體進(jìn)行清洗，清潔后的鋼模套內(nèi)腔和上下模應(yīng)涂上油脂，防止銹蝕。

2)對絲杠、花鍵套等轉(zhuǎn)動、移動部位必須定期加油潤滑，連續(xù)使用3～5次，以免在操作時產(chǎn)生卡死和超負(fù)荷現(xiàn)象，損壞機(jī)件。

金相磨拋機(jī)

1. 使用方法

1)調(diào)節(jié)水旋鈕，讓水不停地流入磨盤;

2)磨盤注入適量水后，放入砂紙;

3)接通開關(guān)磨盤旋轉(zhuǎn)后，進(jìn)行磨光工作;

4)放入不同型號的砂紙，由粗至細(xì)連續(xù)進(jìn)行磨光;

5)使用的砂紙以水砂紙最為適宜。

2. 維護(hù)與保養(yǎng)

1)不允許使用已破損的砂紙，以免影響磨光時的安全。

2)及時清除底座中的沉積物以利于排水，不使用時應(yīng)及時蓋好塑料蓋。

3)長期使用后應(yīng)及時更換軸承的潤滑油。

金相拋光機(jī)

1.使用方法

1)取下蓋、罩和套圈，做好清潔工作;

2)將拋光織物粘貼在拋光盤上，并在粘貼前先在盤上涂少量的機(jī)油，為保證使用安全，一般呢絨類織物采用粘貼法;

3)將罩緊壓在盤內(nèi)，并在織物表面滴上適量的拋光液或拋光膏與水，接通電源開關(guān)，進(jìn)行拋光工作;

4)在不使用時及時蓋上塑料蓋，以免灰塵或其他雜物落入拋光織物上影響拋光效果。

2. 維護(hù)與保養(yǎng)

1)在使用時不允許對試樣加過大的壓力，以免電動機(jī)過載而導(dǎo)致電動機(jī)損壞。

2)拋光織物應(yīng)緊貼在拋光盤上，不允許使用已破損的織物，以免在拋光時試樣有飛出去的危險。

3)在不使用時應(yīng)及時清理排污通道的沉積物做好清潔保養(yǎng)工作。

4)長期使用后，應(yīng)及時更換電動機(jī)潤滑油。

三、金相試樣的制備

金相試樣制備是通過切割、研磨、拋光等步驟使金屬材料成為具備金相觀察所要求的過程。金相試樣截取的方向、部位及數(shù)量應(yīng)根據(jù)金屬制造的方法、檢驗的目的、技術(shù)條件或雙方協(xié)議的規(guī)定選擇有代表性的部位進(jìn)行截取。金相試樣的制備、研磨和侵蝕參照GB/T13298—1991《金屬顯微組織檢驗方法》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

取樣注意事項：

試樣尺寸以磨面面積小于400平方毫米，高度以15—20mm為宜。

試樣可以用手鋸、砂輪切割機(jī)、電火花切割機(jī)、車、銑、鋸等方式。脆而硬的金屬可以用錘擊法取樣。不論使用何種方法切割，均應(yīng)該注意不能使試樣由于變形或受熱導(dǎo)致組織發(fā)生變化。對于使用高溫切割的試樣，必須除去熱影響部分。

1.在金相試樣制備過程中，有許多試樣直接磨拋有困難，需要進(jìn)行鑲嵌。通常進(jìn)行鑲嵌的試樣有：形狀不規(guī)則的試樣、線材及板材，細(xì)小工件;表面處理及滲層、鍍層等。

2.金相試樣經(jīng)切割或鑲嵌后，需進(jìn)行研磨才能得到光亮的磨面。研磨的過程包括粗磨和細(xì)磨。

3.拋光的目的是在于去除金相磨面上由細(xì)磨所留下的細(xì)微磨痕及表面變形層，使磨面成為無劃痕的光滑鏡面。

4.在某些合金中，由于各組成物的硬度差別較大，或由各相本身色澤顯著不同，拋光狀態(tài)下能在顯微鏡中分辨出組織，常用的金屬組織侵蝕法有化學(xué)侵蝕和電解侵蝕。