铁碳合金的显微组织分析与鉴别实验报告.doc

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1、铁碳合金的显微组织分析与鉴别一、实验目的1．了解金相试样的制备原理和制备过程，了解目前制备金相试样的先进技术。2.熟悉各种常用制样设备的基本原理和使用方法。3．利用金相显微镜认真观察所制备金相试样的显微组织特征，根据以学过的知识分析组织组成和基本类型，初步判别材料类型和材料编号。二、实验内容概述金相试样的制备过程包括取样、镶嵌、标号、磨制、抛光、浸蚀等几个步骤，但并不是每个金相试样都需要经过上述各个步骤。若选取的试样大小、形状合适，便于握持磨制，则不必进行镶嵌；若需检验铸铁中的石墨，就不必进行浸蚀。制备

2、好的试样应能观察到材料的真实组织，做到金相面无磨痕、无麻点、无水迹，并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱落，以免影响显微分析的正确性。1．取样金相试样的选取应根据检验的目的，选取有代表性的部位和磨面。如在检验和分析零件的失效原因时，除了在失效的具体部位取样外，还需要在零件的完好处取样，以便进行对比研究；在检测脱碳层、化学热处理的渗层、淬火层等，应选择横向截面或横向表层取样；在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，则应截取纵向截面试样；对于一般热处理后的零件，由于金相组织比较均匀，试样的截

3、取可以在任一截面进行。金相试样的截取方法应根据金属材料的具体性质而定，如软的金属材料可用手锯或锯床切割；硬而脆的材料（如白口铸铁）可用锤击打碎；对于极硬的材料（如淬火钢）可用砂轮片切割或用电脉冲加工。但不论用何种方法取样，都应避免试样的受热或产生变形，以免引起金属的组织变化，为防止零件受热，必要时应随时用水冷却。2.镶嵌选取的试样尺寸应便于握持，一般不要过大。常用的试样尺寸为直径12～15mm的圆柱a)、b)机械夹持法c)低熔点合金镶嵌法d)塑料镶嵌法图2-1金相试样的镶嵌方法体或边长为12～15mm的

4、正方柱体试样。对于形状特殊或尺寸细小不易握持的试样或为了不发生倒角的试样，可采用镶嵌的方法进行处理，金相试样的镶嵌方法如图2-1所示。镶嵌法是将金相试样镶嵌在不同的镶嵌材料中，得到外形规则并且便于握持的试样。目前常用的镶嵌方法有机械夹持法、低熔点合金镶嵌法、塑料镶嵌法等。制备三个以上金相试样时，容易发生混乱，需在试样磨面的侧面或背面编号，在对金相试样进行编号时，应力求简单，做到能与其它试样相区别即可，如刻号、用钢字码打号等。一般试样在标号后应装入试样袋内，试样袋上应记录试样名称、材料、工艺、送检单位、检

5、验目的、编号及检验结果等项目；当试样无法编号时，则可在试样袋上按其形状特征画出间图，以示区别。3．试样的磨制金相试样的磨制一般分为粗磨和细磨两类。粗磨的目的是为了获得一个平整的金相磨面，试样选取后，将其选定的金相磨面在砂轮上磨成平面，同时将尖角倒圆。磨制时应握紧试样，用力要均匀且不宜过大，并随时用水冷却，防止试样受热而引起组织变化。将粗磨后的试样用清水冲洗并擦干后进行细磨操作，细磨分为手工细磨和机器细磨两种。手工细磨是依次在由粗到细的各号金相砂纸上进行细磨操作，常用的金相砂纸号数有01、02、03、04

6、、05五种，号数越大，磨粒越细。磨制时将金相砂纸平铺在厚玻璃板上，用左手按住砂纸，右手握住试样，使金相磨面朝下并与金相砂纸相接触，在轻微压力的作用下向前推磨，用力力求均匀、平稳，防止磨痕过深和造成金相磨面的变形；试样退回时要抬起，不能与金相砂纸相接触，进行“单程、单向”的磨制方法，直到磨掉试样磨面上的旧磨痕，形成的新磨痕均匀一致为止。手工细磨的操作方法如图3-2-2所示。a)操作姿势b)正确的磨制过程图2-2手工细磨的操作方法在调换下一号砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清理干净，并转动90°角，即与上一号

7、砂纸的磨痕相垂直，直到将上一号砂纸留下来的磨痕全部消除为止。试样磨面上磨痕的变化情况如图2-3所示。为了加快磨制速度，还可以采用机器细磨，即将磨粒粗细不同的水砂纸装在预磨机的各个磨盘上，一边冲水，一边在旋转的磨盘上磨制试样磨面。4．试样的抛光金相试样经磨制后，磨面上仍然存在着细微的磨痕及金属扰乱层，影响正常的组织分析，因而必须进行抛光处理，以得到平整、光亮、无痕的金相磨面。常用的抛光方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光等，其中以机械抛光应用最广。 图2-3试样磨面上磨痕的变化情况机械抛光是在专用的抛光机上

8、进行的，靠抛光磨料对金相磨面的磨削和滚压作用使其成为光滑的镜面。抛光机主要由电动机和抛光盘（直径200～250mm、转速200～600r/min），抛光时应在抛光盘上铺以细帆布、平绒、丝绸等抛光织物，并不断滴注抛光液。抛光液一般是氧化铝、氧化铬、氧化镁等细粉末状磨料在水中形成的悬浮液。操作时将试样磨面均匀地压在旋转的抛光盘上，并沿抛光盘的边缘到中心不断地作径向往复运动，同时使试样本身略加转动，使磨面各部分抛光程度一致，并且可以避免出现“曳尾