金相分析是檢驗分析材料的手段之一,旨在揭示材料的真實結(jié)構(gòu)。要進(jìn)行金相分析,就必須制備能用于微觀觀察檢驗的樣品——金相試樣。在金相分析中,選擇及制備有代表性的試樣是很重要的。通常,金相試樣制備要經(jīng)過以下幾個步驟:取樣、鑲嵌(有時可以省略)、磨光(粗磨和細(xì)磨)、拋光和腐蝕。每項操作都必須細(xì)心謹(jǐn)慎,嚴(yán)格按操作要求實施,因為任何操作失誤都可能影響后續(xù)步驟,在情況下,還可能造成假組織,從而得出錯誤的結(jié)論。金相試樣制備是與制備人員制樣經(jīng)驗密切相關(guān)的技術(shù),制備人員的水平?jīng)Q定了試樣的制備質(zhì)量。
取樣
是金相試樣制備的第1道工序,若取樣不當(dāng),則達(dá)不到檢驗?zāi)康模虼?,所取試樣的大小、部位、磨面方向等?yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。金相試樣取樣的原則:選擇有代表性的金相試樣是金相研究的第1步,不重視取樣的重要性常常會影響試驗結(jié)果的成敗。
磨制
分粗磨和細(xì)磨兩步。試樣取下后,首*行粗磨。如是鋼鐵材料試樣可先用砂輪粗磨平,如是很軟的材料(如鋁、銅等有色金屬)可用銼刀銼平。在砂輪上磨制時,應(yīng)握緊試樣,使試樣受力均勻,壓力不要太大,并隨時用水冷卻,以防受熱引起金屬組織變化。此外,在一般情況下,試樣的周界要用砂輪或銼刀磨成圓角,以免在磨光及當(dāng)拋光時將砂紙和拋光織物劃破。但是,對于需要觀察表層組織(如滲碳層,脫碳層)的試樣,則不能將邊緣磨圓,這種試樣建議進(jìn)行鑲嵌。
細(xì)磨是消除粗磨時產(chǎn)生的磨痕,為試樣磨面的拋光做好準(zhǔn)備。粗磨平的試樣經(jīng)清水沖洗并吹干后,隨即把磨面依次在由粗到細(xì)的各號金相砂紙上磨光。常用的砂紙?zhí)枖?shù)有01、02、03、04號4種,號小者磨粒較粗,號大者較細(xì)。磨制時砂紙應(yīng)平鋪于厚玻璃板上,左手按住砂紙,右手握住試樣,使磨面朝下并與砂紙接觸,在輕微壓力作用下把試樣向前推磨,用力要均勻,務(wù)求平穩(wěn),否則會使磨痕過深,且造成試樣磨面的變形。試樣退回時不能與砂紙接觸,這樣“單程單向”地反復(fù)進(jìn)行,直至磨面上舊的磨痕被去掉,新的磨痕均勻一致為止。在調(diào)換下一號更細(xì)的砂紙時,應(yīng)將試樣上磨屑和砂粒清除干凈,并轉(zhuǎn)動90°角,使新、舊磨痕垂直。
金相試樣的磨光除了要使表面光滑平整外,更重要的是應(yīng)盡可能減少表層損傷。每一道磨光工序必須除去前一道工序造成的變形層(至少應(yīng)使前一道工序產(chǎn)生的變形層減少到本道工序生產(chǎn)的變形層深度),而不是僅僅把前一道工序的磨痕除去;同時,該道工序本身應(yīng)盡可能減少損傷,以便進(jìn)行下一道工序。后一道磨光工序產(chǎn)生的變形層深度應(yīng)非常淺,應(yīng)保證能在下一道拋光工序中除去。
試樣時,為了防止石墨脫落或產(chǎn)生曳尾現(xiàn)象,可在砂紙上涂一薄層石墨或肥皂作為潤滑劑。磨制軟軟的有色金屬試樣時,為了防止磨粒嵌入軟金屬內(nèi)和減少磨面的劃損,可在砂紙上涂一層機(jī)油、汽油、肥皂水溶液或甘油水溶液作潤滑劑。
金相試樣還可以用機(jī)械磨制來提高磨制效率。機(jī)械磨制是將磨粒粗細(xì)不同的水砂紙裝在預(yù)磨機(jī)的各磨盤上,一邊沖水,一邊在轉(zhuǎn)動的磨盤上磨制試樣磨面。配有微型計算機(jī)的自動磨光機(jī)可以對磨光過程進(jìn)行程序控制,整個磨光過程可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成。
1.取樣:使用專業(yè)的制作樣品的金相切割機(jī)來幫助取樣!
試樣切割截取的常用方法:
(1)機(jī)械切割:
a金相切割機(jī)--砂輪片(碳化硅、氧化鋁);金剛石輪片;低速金剛石輪片;(常用)
b鋸--手工鋸;鋸床;
c機(jī)床--車床;剪床;刨床;
d敲擊;
(2)電切割:a電火花切割b線切割
(3)氣切割:氧-乙炔火焰法
2.鑲嵌:(針對手無法拿捏擺放的試樣需要鑲嵌;需要試樣的來源,材料,工藝做標(biāo)記的也在這一步做標(biāo)記)
使用專業(yè)的鑲嵌機(jī)和的鑲嵌粉來制作式樣;不可加溫,遇熱反應(yīng)的材料,選用冷鑲嵌來制作式樣。
常用的鑲嵌方法
(1)熱鑲嵌:(常用熱鑲嵌機(jī))
a無機(jī)材料--金屬(銅粉塑料、低熔點合金)
b有機(jī)材料--塑料(熱固性、熱塑性)常用
(2)冷鑲嵌:(常用冷鑲嵌機(jī))
a有機(jī)材料--塑料(環(huán)氧樹脂、牙托粉)
b粘貼--502*膠、ab膠、哥倆好膠等
(3)電鍍、化學(xué)鍍。
(4)機(jī)械夾持。
3.磨光、預(yù)磨(磨平機(jī)或預(yù)磨機(jī)來快速磨平試樣)
常用的磨光設(shè)備
(1)機(jī)械磨光機(jī):a圓盤預(yù)磨機(jī)b砂帶磨光機(jī)
(2)自動磨拋機(jī)
(3)手動濕磨裝置
常用的磨光耗材:磨光用砂紙;金剛石研磨盤。
4.拋光(拋光機(jī)來拋光試樣表面;選用不同的拋光織物和拋光劑進(jìn)行粗拋細(xì)拋)
常用的拋光方法:
(1)機(jī)械拋光
(2)化學(xué)拋光
(3)電解拋光
(4)綜合拋光(機(jī)械化學(xué)拋光和機(jī)械電解拋光)
常用的拋光耗材:
(1)拋光微粉:氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂、金剛石微粉、懸浮液拋光劑、研磨膏、噴霧拋光機(jī)。
(2)拋光織物:尼龍、帆布、平絨、呢料、絲絨、絲綢、化纖織品、長毛絨等。