金相分析和检测基础.doc

精品Word格式资料 PAGE 专业整理 绪论 金相分析是研究金属及其合金内部组织及缺陷的主要方法之一，它在金属材料研究领域中占有很重要的地位。利用金相显微镜在专门制备的试样上放大100～1500倍来研究金属及合金组织的方法称为金相显微分析法，它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。显微分析可以研究金属及合金的组织与其化学成分的关系；可以确定各类合金材料经过不同的加工及热处理后的显微组织；可以判别金属材料的质量优劣，如各种非金属夹杂物－－氧化物、硫化物等在组织中的数量及分布情况以及金属晶粒度的大小等。 在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。本书以常用的光学金相显微镜为例进行介绍。 第一章 金相试样的制备 §1.1取样和镶嵌 一、纯金属的晶体结构 一、取样 （一）取样部位和磨面方向的选择 取样部位必须与检验目的和要求相一致，使所切取的式样具有代表性。 例如： 上图中1用于检验非金属夹杂物的数量、大小、形状；2用于检验晶粒的变形程度；3用于检验钢材的带状组织消除程度。 （二）取样方法 1.金相式样的形状 ①Φ12×12mm的圆柱体。②12×12×12mm的立方体。③其他不规则的形状。 式样的棱边应倒圆，防止在磨制中划破砂纸和抛光织物。 2.取样方法 ①硬度较低的材料如低碳钢、中碳钢、灰口铸铁、有色金属等。 用锯、车、刨、铣等机械加工。 ②硬度较高的材料如白口铸铁、硬质合金、淬火后的零件等。 用锤击法，从击碎的碎片中选出大小适当者作为试样。 ③韧性较高的材料 用切割机切割。 ④大断面和高锰钢等 用氧乙炔焰气割。 二、试样的热处理 取下来的试样有的可直接进行磨制，有的尚需按照相应的标准经热处理后才能进行磨制，如检验钢的本质晶粒度、非金属夹杂物、碳化物不均匀等。 1.本质晶粒度试样的热处理 （1）渗碳法——用于低碳钢。 （2）网状铁素体法——用于中碳钢。 （3）网状屈氏体法——用于共析钢。 （4）网状渗碳体法——用于过共析钢。 （5）氧化法—— 1°木炭氧化法 将抛光试样用木炭覆盖，加热至930℃，保温3h后再将木炭抖掉，在炉膛中氧化5min后水淬。 2°真空氧化法 将抛光试样在真空中或惰性气体中加入至930℃ 3°热浸氧化法 将试样在预先脱氧良好的盐浴中加热至930℃，保温3h，再将试样移入具有弱氧化作用的盐浴中浸蚀。浸蚀温度仍为930 （6）直接浸蚀法—— 2、非金属夹杂物试样的热处理 3、碳化物不均匀度试样的热处理 二、镶嵌 1.机械夹持法 适用于表层检验，不易产生倒角。 要求：夹具的硬度略高于试样（低、中碳钢均可）；垫片多用铜或铝质；垫片的电极电位略高于试样。 2.塑料镶嵌法 一种是用环氧树脂在室温镶嵌；一种是在专用的镶嵌机上进行。 （1）环氧树脂镶嵌 要求:材料为环氧树脂+固化剂+磨料；用于较硬且热敏感性不高的材料。 （2）镶嵌机镶嵌 是在专用的镶嵌机上进行镶嵌。镶嵌机由加热、加压、压模装置组成。 （3）低熔点合金镶嵌 配制合金→熔化浇注即可。 §1-2 磨光与抛光 一、磨光 目的是得到光滑平整的表面。 1.粗磨 目的：将取样形成的粗糙表面和不规则外形休整成形。 要点： （1）根据检验目的确定磨面方向。 （2）可手工或机械磨制。手工磨制常用于较软的有色金属及其合金，采用的工具为锉刀或粗砂纸。机械磨制常用于钢铁材料，采用的工具为砂轮。机械磨制时，应注意冷却试样，否则发热易导致金属内部组织变化。 2.手工细磨 手工细磨是在由粗到细的砂纸上进行。 要点：砂纸平铺在玻璃板、金属、塑料或木板上，一手紧压砂纸，另一手平稳拿住试样，将磨面轻压砂纸，向前推移，然后提起、拉回。拉回时试样不得基础砂纸，不可来回磨削，否则易磨成弧形，得不到平整的磨面。 金相砂纸规格见教材。 手工细磨时应注意： （1）粗磨后的试样须清洗、吹干后进行细磨，直到得到方向一致的磨痕，再更换更细的砂纸，并转90°后继续磨制。 （2）磨制时压力不能过大，否则磨痕过深、发热严重。 （3）磨制软材料时，应在砂纸上滴润滑剂。 （4）磨过硬材料的砂纸不得用于软材料的磨制。 3.机械细磨 常用装置有预磨机、蜡盘、预磨膏。 （1）预磨机细磨 把由粗到细的水砂纸置于旋转盘上，加水润滑兼冷却，试样磨面轻压在砂纸上，沿径向移动试样并与旋转方向相反转动，待粗磨痕消失，新磨痕一致即可。 水砂纸与金相砂纸的规格不同。 （2）蜡盘细磨 把石蜡、磨料加热搅拌均匀，使成糊状，浇注到预磨机或抛光机上，约5～10mm厚，待冷却后