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金相试样的制备过程及注意事项
来源:技术文章    发布时间:2022-08-18    浏览:435次
  一、取样
  选择合适的、有代表性的试样是进行金相显微分析的极其重要的一步,包括选择取样部位、检验面及确定截取方法、试样尺寸等。
  1、取样部位及检验面的选择
  取样的部位和检验面的选择,应根据检验目的选取有代表性的部位。例如:分析金属的缺陷和破损原因时,应在发生缺陷和破损部位取样,同时也应在完好的部位取样,以便对比;
  检测脱碳层、化学热处理的渗层、淬火层、晶粒度等,应取横向截面;研究带状组织及冷塑性变形工件的组织和夹杂物的变形情况时,则应截取纵向截面。
  2、试样的截取方法
  试样的截取方法可根据金属材料的性能不同而异。对于软材料,可以用锯、车、刨等方法;对于硬材料,可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法;对于硬而脆的材料,如白口铸铁,可以用锤击方法;在大工件上取样,可用氧气切割等方法。
  在用砂轮切割或电火花切割时,应采取冷却措施,以减少由于受热而引起的试样组织变化。试样上由于截取而引起的变形层或烧损层必须在后续工序中去掉。
  3、试样尺寸和形状
  金相试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准,通常采用直径ф15~20mm、高15~20mm的圆柱体或边长15~20mm的立方体。
  二、磨制
  分粗磨和细磨两步。试样取下后,首先进行粗磨。如是钢铁材料试样可先用砂轮粗磨平,如是很软的材料(如铝、铜等有色金属)可用锉刀锉平。在砂轮上磨制时,应握紧试样,使试样受力均匀,压力不要太大,并随时用水冷却,以防受热引起金属组织变化。
  此外,在一般情况下,试样的周界要用砂轮或锉刀磨成圆角,以免在磨光及当抛光时将砂纸和抛光织物划破。但是,对于需要观察表层组织(如渗碳层,脱碳层)的试样,则不能将边缘磨圆,这种试样最好进行镶嵌。
  三、抛光
  目的为去除金相磨面上因细磨而留下的磨痕,使之成为光滑、无痕的镜面。
  通常,金相试样制备要经过以下几个步骤:取样、镶嵌(有时可以省略)、磨光(粗磨和细磨)、抛光和腐蚀。
  每项操作都必须细心谨慎,严格按操作要求实施,因为任何操作失误都可能影响后续步骤,在情况下,还可能造成假组织,从而得出错误的结论。金相试样制备是与制备人员制样经验密切相关的技术,制备人员的水平决定了试样的制备质量。
  扩展资料:
  取样是金相试样制备的第一道工序,若取样不当,则达不到检验目的,因此,所取试样的大小、部位、磨面方向等应严格按照相应的标准规定执行。金相试样取样的原则:选择有代表性的金相试样是金相研究的第一步,不重视取样的重要性常常会影响试验结果的成败。
  1、截取试样的部位,必须能表征材料或部件的特点及检验的目的。
  ①对机件破裂的原因进行金相分析时,试样应在部件破裂部位截取。为了得到更多的资料,还需要在离开破裂源较远的部位截取参考试样,进行对照研究。
  ②对于工艺过程或热处理不同的材料或部件,试样的截取部位也要相应地改变。
  ③研究分析铸件的金相组织,必须从铸件的表层到中心同时观察。根据各部位组织的差异,从而了解铸件的偏析程度。小机件可直接截取垂直于模壁的横断面,大机件应在垂直于模壁的横断面上,从表层到中心截取几个试样。
  ④轧制型材或锻件取样应考虑表层有无脱碳、折迭等缺陷,以及非金属夹杂物的鉴定,所以要在横向和纵向上截取试样。
  横向试样主要研究表层缺陷及非金属夹杂物的分布,对于很长的型材应在两端分别截取试样,以便比较夹杂物的偏析情况;纵向试样主要研究夹杂物的形状,鉴别夹杂物的类型,观察晶粒粒长的程度,估计逆性形变过程中冷变形的程度。
  ⑤经过各种热处理的零件,显微组织是比较均匀的,因而只在任一截面上截取试样即可,同时要考虑到表层情况,如脱碳、渗碳、表面镀膜、氧化等。
  2、确定试样的金相磨面:研究结果或试验报告上的金相照片应说明取样的部位和磨面的方向。
  ①横截面主要研究内容:a.试样外层边缘到中心部位金相显微组织的变化。b.表层缺陷的检验,如、氧化、脱碳、过烧、折迭等。c.表面处理结果观察,如表面镀膜、表面淬火、化学热处理等。d.非金属夹杂物在截面上的分布情况。e.晶粒度的测定。
  ②纵截面主要研究内容:a.非金属夹杂物的数量、形状、大小,夹杂物的情况与取样部位关系非常大,因而必须注意取样部位能代表整块材料。b.测定晶粒拉长的程度,了解材料冷变形的程度。c.鉴定钢的带状组织以及热处理消除带状组织的效果。
  3、金相试样截取截面方法:试样的截取必须采用合适的方法,避免因切割加工不当而引起显微组织的变化。
  引起组织变化的可能性有两方面必须注意:
  ①逆性变形使金相组织发生变化。如低碳钢、有色金属中晶粒受力压缩拉长或扭曲,多晶锌晶粒内部形变挛晶的出现,奥氏体类钢晶粒内部滑移线的增加等都是容易发生的毛病。
  ②材料因受热引起的金相组织变化.如淬火马氏体组织,往往因磨削热影响,使马氏体回火.产生回火马氏体。③根据材料的硬度不同,采用不同方法截取试样。
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