金相試樣制備過程

金相試樣制備過程一般包括：取樣、粗磨、細(xì)磨、拋光和浸蝕五個步驟。 

1）取樣 

從需要檢測的金屬材料和零件上截取試樣稱為“取樣”。取樣的部位和磨面的選擇必須根據(jù)分析要求而定。截取方法有多種，對于軟材料可以用鋸、車、刨等方法；對于硬材料可以用砂輪切片機(jī)或線切割機(jī)等切割的方法，對于硬而脆的材料可以用錘擊的方法。無論用哪種方法都應(yīng)注意，盡量避免和減輕因塑性變形或受熱引起的組織失真現(xiàn)象。試樣的尺寸并無統(tǒng)一規(guī)定，從便于握持和磨制角度考慮，一般直徑或邊長為15~20mm，高為12~18mm比較適宜。對那些尺寸過小、形狀不規(guī)則和需要保護(hù)邊緣的試樣，可以采取鑲嵌或機(jī)械夾持的辦法。 

金相試樣的鑲嵌，是利用熱塑性塑料(如聚氯乙烯)，熱凝性塑料(如膠木粉)以及冷凝性塑料(如環(huán)氧樹脂+固化劑)作為填料進(jìn)行的。前兩種屬于熱鑲填料，熱鑲必須在專用設(shè)備一鑲嵌機(jī)上進(jìn)行。第三種屬于冷鑲填料。 

2）粗磨 

粗磨的目的主要有以下三點： 

?修整 有些試樣，例如用錘擊法敲下來的試樣，形狀很不規(guī)則，必須經(jīng)過粗磨，修整為規(guī)則形狀的試樣； 

?磨平 無論用什么方法取樣，切口往往不十分平滑，為了將觀察面磨平，同時去掉切割時產(chǎn)生的變形層，必須進(jìn)行粗磨； 

?倒角 在不影響觀察目的的前提下，需將試樣上的棱角磨掉，以免劃破砂紙和拋光織物。 

3）細(xì)磨 

粗磨后的試樣，磨面上仍有較粗較深的磨痕，為了消除這些磨痕必須進(jìn)行細(xì)磨。細(xì)磨，可分為手工磨和機(jī)械磨兩種， 目前機(jī)械磨是主要的磨樣方式。

目前普遍使用的機(jī)械磨設(shè)備是預(yù)磨機(jī)。電動機(jī)帶動鋪著水砂紙的圓盤轉(zhuǎn)動，磨制時，將試樣沿盤的徑向來回移動，用力要均勻，邊磨邊用水沖。水流既起到冷卻試樣的作用，又可以借助離心力將脫落砂粒、磨屑等不斷地沖到轉(zhuǎn)盤邊緣。機(jī)械磨的磨削速度比手工磨制快得多，但平整度不夠好，表面變形層也比較嚴(yán)重。因此要求較高的或材質(zhì)較軟的試樣應(yīng)該采用手工磨制。

4）拋光 

拋光的目的是去除細(xì)磨后**在磨面上的細(xì)微磨痕，得到光亮無痕的鏡面。拋光的方法有機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光三種，其中常用的是機(jī)械拋光。  機(jī)械拋光在拋光機(jī)上進(jìn)行，將拋光織物（粗拋常用帆布，精拋常用毛呢）用水浸濕、鋪平、繃緊并固定在拋光盤上。

啟動開關(guān)使拋光盤逆時針轉(zhuǎn)動，將適量的拋光液(氧化鋁、氧化鉻或氧化鐵拋光粉加水的懸浮液)滴灑在盤上即可進(jìn)行拋光，拋光時應(yīng)注意： 

?試樣沿盤的徑向往返緩慢移動，同時逆拋光盤轉(zhuǎn)向自轉(zhuǎn)，待拋光快結(jié)束時作短時定位輕拋。 

?)在拋光過程中，要經(jīng)常滴加適量的拋光液或清水，以保持拋光盤的濕度，如發(fā)現(xiàn)拋光盤過臟或帶有粗大顆粒時，必須將其沖刷干凈后再繼續(xù)使用。

?拋光時間應(yīng)盡量縮短，不可過長，為滿足這一要求可分粗拋和精拋兩步進(jìn)行。

④拋有色金屬(如銅、鋁及其合金等)時，在拋光盤上涂少許肥皂或滴加適量的肥皂水。

5）浸蝕 

拋光后的試樣在金相顯微鏡下觀察，只能看到光亮的磨面，如果有劃痕、水跡或材料中的非金屬夾雜物、石墨以及裂紋等也可以看出來，但是要分析金相組織還必須進(jìn)行浸蝕。 

浸蝕的方法有多種，常用的是化學(xué)浸蝕法，利用浸蝕劑對試樣的化學(xué)溶解和電化學(xué)浸蝕作用將組織顯露出來。 

純金屬(或單相均勻固溶體)的浸蝕基本上為化學(xué)溶解過程。位于晶界處的原子和晶粒內(nèi)部原子相比，自由能較高，穩(wěn)定性較差，故易受浸蝕形成凹溝。晶粒內(nèi)部被浸蝕程度較輕，大體上仍保持原拋光平面。在明場下觀察，可以看到一個個晶粒被晶界(黑色 網(wǎng)絡(luò))隔開。如浸蝕較深，還可以發(fā)現(xiàn)各個晶粒明暗程度不同的現(xiàn)象。這是因為每個晶粒原子排列的位向不同，浸蝕后，以較密排面為主的外露面與原拋光面之間傾斜程度不同的緣故。 

經(jīng)檢查后合格的試樣可以放在浸蝕劑中，拋光面朝上，不斷觀察表面顏色的變化。這是浸蝕法。也可以用沾有浸蝕劑的棉花輕輕擦拭拋光面，觀察表面顏色的變化。此為擦蝕法。待試樣表面被浸蝕得略顯灰暗時即刻取出，用流動水沖洗后在浸蝕面上滴些酒精，再用濾紙吸去過多的水和酒精，迅速用吹風(fēng)機(jī)吹干，完成整個制備試樣的過程。