金相试样制备与观测技术导论

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1、金相试样制备与观测技术导论主要内容试样制备概述试样的选取试样制备的主要步骤切割镶嵌(可选步骤)研磨抛光腐蚀(可选步骤)试样制备方法汽车应用材料的试样制备试样观测技术试样制备概述——目的试样制备的目的是为了展示材料的真实显微组织并使其得以准确观察、鉴定、记录和测量，因此恰当的试样制备是必不可少的。通常，当我们遇到试样的真实显微组织无法观察、鉴定、记录和测量的情况时，大多可追溯到前期不恰当的试样制备过程或无效的试样制备顺序。试样只有在经历恰当的制备过程并展示真实的显微组织结构后，观察、评定、测量和记录的工作才

2、能变的相对轻松容易。经验证明，要在显微镜下得到理想的组织图像并不是一件很容易的事情，而是一个巨大的挑战。尽管如此，恰当的试样制备方法仍得不到人们的足够重视。事实上，试样的制备质量是决定实验成功与否的关键因素，就象那句经典的计算机谚语所描述的：“如果输入的是垃圾，那么输出的也一定是垃圾。”试样制备概述——作用下面以焊接试样的金相制作与观测为例简述一下试样制备的作用。分析接头形貌图1（a）所示为高强钢电阻点焊接头经过切割断面、镶嵌、研磨、抛光以及腐蚀这一整套完整的金相制备程序后，在光学显微镜下所显示出来的接头形貌，通过对该接头形

3、貌的观查和特征尺寸的测量可以用来分析不同焊接工艺下接头的质量，如图1（b）所示。（a）高强钢电阻点焊接（b）接头特征尺寸的测量头断面形貌图1高强钢电阻点焊接头观测试样制备概述——作用分析接头形貌图2所示为不同缝焊工艺下的接头断面金相图，通过该图可以准确的区别不同的工艺类型并且从金相的角度分析不同焊接工艺的优劣。（a）激光电弧复合焊（b）激光焊（c）电弧焊激光焊输出功率：3kW，电弧焊电流：100A，焊接速度：1m/min图2不同缝焊工艺下的断面形貌试样制备概述——作用分析接头组织熔焊接头通过制备金相试样，可以观察分析其不同

4、区域的接头组织，如图3所示为熔焊接头热影响区的组织分布。图3焊接热影响区的组织分布试样制备概述——作用分析接头内部缺陷对于焊接试样来说，金相制备的另一个作用是可以方便观察焊接时新界面产生的裂纹，如图4所示。图4焊接接头内部裂纹试样制备概述——要求试样制备程序和制备的试样应具有如下的特性以揭示真实的显微组织：试样因切割、研磨、抛光引起的损伤必须去除，或损伤为浅表可通过腐蚀剂去除粗大的研磨划痕必须去除，非常细小的抛光划痕对日常使用而言可接受拔出、凹坑、硬颗粒的裂纹、堆积及其它的制备外来干扰必须避免试样表面高度变化必须降

5、到最小，否则高倍率下部分图象将不能聚焦对有镀层或涂层的试样，如果要检查、测量或照相则必须保持表面平整在制备步骤之间及制备后，试样必须有效清洗腐蚀剂的选择应通用或有针对性的选择以揭示相关的相或感兴趣的组织结构，或者在两相或多相之间获得理想的对比或呈现不同的色彩，具体可依据检查目的得到理想对比度的清晰的相或晶界主要内容试样制备概述试样的选取试样制备的主要步骤切割镶嵌(可选步骤)研磨抛光腐蚀(可选步骤)试样制备方法汽车应用材料的试样制备试样观测技术试样的选取选取试样的基本原则：选取的试样要能代表被检测的材

6、料。需要明确的是，统计学中所倡导的随机选取试样的方法在金相检测工作中是不被认同的，实际操作中几乎没人采取随机抽样法进行试样的选取。现实工作中，只有低成本大批量生产的产品采取随机法进行试样的选取才更合适。对大的锻件或铸件等大型结构件来说，随机选取试样是不合适的这将直接导致构件的报废。当对一个不熟悉的零件或零配件制定取样计划时，取样方向应根据原始轧制方向或铸造浇铸位置而定，根据实验期望沿纵向、横向、同一平面、半径方向等来切取试样以揭示所需的信息。（应注意的是，显微组织在横向下观察比纵向更均匀。如果浇铸帽口受冷作加工或热加工后没有完

7、全再结晶，在横截面上展示的晶粒组织将是较细小的等轴晶，而在纵截面或平面上展示的是较大的非等轴晶。）试样的选取通常，试样都必须先从较大的基体切取下来以便进行后续试样制备和检查工作，这个切取过程可能会需要一种或几种试样切取方法。例如，在检验入厂的大件原材料的质量时，试样可能首先用锯床切取或无冷却剂冷却的开放式砂轮切割机切取；切取的试样随后被送到实验室，采用更精密的带冷却液的切割机切到更小的尺寸以便制备。所有的切取方法都会对试样产生损伤，有些方法(如火焰切割或无冷却剂冷却的砂轮切割机)将对试样产生较大的损伤。许多金相检查要求不止一个

8、试样，所以多次切取试样有时候也是必须的。一个典型的要求选取多个试样的实验是检查钢中的夹杂。因为一个试样往往无法代表整个批次材料的状况，所以多次取样就变的很重要。试样的选取不同情况下材料都会有其特定的取样程序，如在进行失效分析时，试样通常被切取用于研究失效的起源及其产生原因，检