課堂 | 金相試樣常見(jiàn)侵蝕劑及取樣方法
在與金屬有關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，往往要用到金相試樣制備技術(shù)。而其中最為關(guān)鍵的，是針對(duì)一定的材料選擇合適的侵蝕劑及侵蝕方法。因?yàn)橹挥羞@樣，才能制好我們需要的金相試樣。
這里，我們就將常見(jiàn)的侵蝕劑及其適用對(duì)象與方法簡(jiǎn)單列在下表中。
試樣的選取是金相分析的第一步。試樣選取好壞，直接決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞，其重要性毋庸置疑。
一般而言，試樣的選取分為試樣的取樣部位及檢驗(yàn)面的選擇、試樣截取過(guò)程、試樣的尺寸選擇，而對(duì)于形狀特殊或尺寸細(xì)小不易握持的試樣，還要進(jìn)行鑲嵌或機(jī)械夾持。
下面詳述金相試樣選取的四個(gè)過(guò)程。
試樣的取樣部位及檢驗(yàn)面選擇
取樣部位及檢驗(yàn)面的選取需根據(jù)分析材料的特點(diǎn)、加工工藝以及熱處理過(guò)程而確定。而生產(chǎn)中常規(guī)檢驗(yàn)所用試樣的取樣部位、形狀、尺寸都有明確的規(guī)定。
1、研究失效分析材料，應(yīng)該根據(jù)其失效的原因，分別在材料失效部位和完好部位取樣，以便于對(duì)比分析。
2、研究樣品為鑄件，必須從表面到心部，從上部到下部觀察其組織差異，以了解偏析情況，以及縮孔疏松及冷卻速度對(duì)組織的影響。
3、軋制型材或鍛件取樣應(yīng)考慮表層有無(wú)脫碳、折迭等缺陷，以及非金屬夾雜物的鑒定。所以要在橫向和縱向上截取試樣，橫向試樣主要研究表層缺陷及非金屬夾雜物的分布，對(duì)于很長(zhǎng)的型材應(yīng)在兩端分別取樣，以便比較夾雜物的偏析情況，縱向試樣主要研究夾雜物的形狀；鑒別夾雜物的類型，觀察晶粒粒長(zhǎng)的程度，估計(jì)逆性形變過(guò)程中冷變形的程度。
4、熱處理后的零件由于其金相組織均勻，可以截取任一截面的試樣，但表面化學(xué)熱處理和鍍層部件取樣應(yīng)垂直于表面，以便觀察其組織和測(cè)試其厚度。
金相試樣取樣部位確定以后，應(yīng)進(jìn)一步確定那一個(gè)試樣面作為磨面。一般在研究結(jié)果或檢驗(yàn)報(bào)告上所列金相圖片，必須說(shuō)明試樣截取的部位與金相磨面的方向，有些情況下還應(yīng)該繪圖示意標(biāo)出。
試樣截取方式
取樣時(shí)，根據(jù)被檢驗(yàn)材料的軟硬程度采取不同的方法：
1、對(duì)于硬度較低的材料，可以用鋸、車、刨等加工方法；
2、對(duì)于硬度較高的材料，可以用砂輪切片機(jī)切割或電火花切割等方法。
3、對(duì)于硬而脆的材料，可以用錘擊方法。
4、在大工件上取樣，可用氧氣切割等方法。
5、在用砂輪切割或電火花切割時(shí)，應(yīng)采取冷卻措施，以免試樣因受熱而引起組織變化。
試樣尺寸
金相試樣的大小以便于握持、易于磨制為準(zhǔn)。通常顯微試樣為直徑15mm、高15~20mm的圓柱體或邊長(zhǎng)為15~25mm的立方體?！≡嚇予偳秾?duì)于形狀特殊或尺寸細(xì)小不易握持的試樣，如帶、絲、片、管，制備試樣，要進(jìn)行鑲嵌或機(jī)械夾持。鑲嵌分冷鑲嵌和熱鑲嵌二種。
1. 試樣制備：
1.1 試樣截取的方向，部位和數(shù)量，應(yīng)根據(jù)金屬類別、制造方法，技術(shù)條件或雙方協(xié)議的規(guī)定進(jìn)行。
1.2 試樣尺寸以面積小于200mm， 厚度15～20mm為宜，一般選用16X20mm試用。
1.3 試樣可用手鋸、鋸床或切割機(jī)床等切取，不論用何種方法取樣均應(yīng)注意試樣的溫度條件，必要時(shí)用水冷卻，以避免正式試樣因過(guò)熱而改變其組織。
2.試樣的研磨
2.1 準(zhǔn)備好的試樣，先在粗砂輪上磨平，候磨痕均勻一致后，即移至細(xì)砂輪上續(xù)磨，磨時(shí)須用水冷卻試樣，使金屬的組織不因受熱而發(fā)生變化。
2.2 經(jīng)砂輪磨好、洗凈、吹干后的試樣，隨即依次在由粗到細(xì)的各號(hào)砂紙上磨制，可采用在預(yù)磨機(jī)上進(jìn)行磨制，從粗砂紙到細(xì)砂紙、再換一次砂紙，試樣須轉(zhuǎn)90°角與舊磨良成垂直方向。
2.3 經(jīng)預(yù)磨后的試樣，先在拋光機(jī)上進(jìn)行粗拋光（拋光織物為細(xì)絨布、拋光液為W2.5金剛石拋光膏），然后進(jìn)行精拋光（拋光織物為錦絲絨，拋光液為W1.5金剛石拋光膏）拋光到試樣上的磨痕完全除去而表面像鏡面時(shí)為止，即粗糙度為Ra0.04以下。
3.試樣的浸蝕
3.1 精拋后的試樣，便可浸入盛于玻璃皿之浸蝕劑中進(jìn)行浸蝕。浸蝕時(shí)，試樣可不時(shí)地輕微移動(dòng)，但拋光面不得與皿底接觸。
3.2 浸蝕劑一般采用4％硝酸酒精溶液。
3.3 浸蝕時(shí)間視金屬的性質(zhì)、檢驗(yàn)?zāi)康募帮@微檢驗(yàn)的放大倍數(shù)而定，以能在顯微鏡下清晰顯出金屬組織為宜。
3.4 試樣浸蝕完畢后，須迅速用水洗凈，表面兩用，酒精洗凈，然后用吹風(fēng)機(jī)吹干。
4.金相顯微組織檢驗(yàn)
4.1 金相顯微鏡操作按儀器說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行。
4.2 金相檢驗(yàn)包括浸蝕前的檢驗(yàn)和浸蝕后的檢驗(yàn)，浸蝕前主要檢驗(yàn)鋼件的夾雜物和鑄件的石墨形態(tài)、浸蝕后的檢驗(yàn)為試樣的顯微組織。按有關(guān)金相標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。
5.使用金相顯微鏡注意事項(xiàng)
5.1 取用鏡頭時(shí)，應(yīng)避免手指接觸透鏡的表面，鏡頭平時(shí)應(yīng)放在干燥器中妥善有效。
5.2 物鏡與試樣表面接近時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)勿使物鏡頭與試樣接觸。
5.3 顯微鏡不使用時(shí)需用防塵罩蓋起。
（來(lái)源：中國(guó)冶金報(bào)、材料＋）
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