鐵碳合金的顯微組織分析與鑒別實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、鐵碳合金的顯微組織分析與鑒別一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饨鹣嘣嚇拥闹苽湓砗椭苽溥^程，了解目前制備金相試樣的先進(jìn)技術(shù)。熟悉各種常用制樣設(shè)備的基本原理和使用方法。利用金相顯微鏡認(rèn)真觀察所制備金相試樣的顯微組織特征，根據(jù)以學(xué)過的知識分析組織組成和基本類型，初步判別材料類型和材料編號。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容概述金相試樣的制備過程包括取樣、鑲嵌、標(biāo)號、磨制、拋光、浸蝕等幾個(gè)步驟，但并不是 以免影響顯微分析的正確性。取樣 研究；在檢測脫碳層、化學(xué)熱處理的滲層、淬火層等，應(yīng)選擇橫向截面或橫向表層取樣；在 于一般熱處理后的零件，由于金相組織比較均勻，試樣的截取可以在任一截面進(jìn)行。金相試樣的截取方法應(yīng)根據(jù)金屬材料的具體性質(zhì)而定 切

2、割；硬而脆的材料（如白口鑄鐵）可用錘擊打碎；對于極硬的材料（如淬火鋼）可用砂輪 起金屬的組織變化，為防止零件受熱，必要時(shí)應(yīng)隨時(shí)用水冷卻。鑲嵌選取的試樣尺寸應(yīng)便于握持，一般不要過大。常用的試樣尺寸為直徑1215mm 的圓柱、b)機(jī)械夾持法c)低熔點(diǎn)合金鑲嵌法d)塑料鑲嵌法圖2-1 金相試樣的鑲嵌方法體或邊長為 1215mm 的正方柱體試樣。對于形狀特殊或尺寸細(xì)小不易握持的試樣或?yàn)榱瞬话l(fā)生倒角的試樣，可采用鑲嵌的方法進(jìn)行處理，金相試樣的鑲嵌方法如圖2-1 所示。 試樣袋內(nèi)，試樣袋上應(yīng)記錄試樣名稱、材料、工藝、送檢單位、檢驗(yàn)?zāi)康?、編號及檢驗(yàn)結(jié)果等項(xiàng)目；當(dāng)試樣無法編號時(shí)，則可在試樣袋上按其形狀特征畫出

3、間圖，以示區(qū)別。試樣的磨制金相試樣的磨制一般分為粗磨和細(xì)磨兩類。粗磨的目的是為了獲得一個(gè)平整的金相磨 面，試樣選取后，將其選定的金相磨面在砂輪上磨成平面，同時(shí)將尖角倒圓。磨制時(shí)應(yīng)握緊試樣，用力要均勻且不宜過大，并隨時(shí)用水冷卻，防止試樣受熱而引起組織變化。將粗磨后的試樣用清水沖洗并擦干后進(jìn)行細(xì)磨操作，細(xì)磨分為手工細(xì)磨和機(jī)器細(xì)磨兩 種。手工細(xì)磨是依次在由粗到細(xì)的各號金相砂紙上進(jìn)行細(xì)磨操作，常用的金相砂紙?zhí)枖?shù)有 01、02、03、04、05 五種，號數(shù)越大，磨粒越細(xì)。磨制時(shí)將金相砂紙平鋪在厚玻璃板上， 起，不能與金相砂紙相接觸，進(jìn)行“單程、單向”的磨制方法，直到磨掉試樣磨面上的舊磨痕，形成的新磨痕均

4、勻一致為止。手工細(xì)磨的操作方法如圖3-2-2操作姿勢制過程圖2-2 手工細(xì)磨的操作方法在調(diào)換下一號砂紙時(shí)，應(yīng)將試樣上的磨屑和砂粒清理干凈，并轉(zhuǎn)動 90角，即與上一2-3個(gè)磨盤上，一邊沖水，一邊在旋轉(zhuǎn)的磨盤上磨制試樣磨面。試樣的拋光 電解拋光、化學(xué)拋光等，其中以機(jī)械拋光應(yīng)用最廣。2-3 試樣磨面上磨痕的變化情況機(jī)械拋光是在專用的拋光機(jī)上進(jìn)行的 為光滑的鏡面。拋光機(jī)主要由電動機(jī)和拋光盤（直徑20250m、轉(zhuǎn)速20600r/mi， 加轉(zhuǎn)動，使磨面各部分拋光程度一致，并且可以避免出現(xiàn)“曳尾”現(xiàn)象，拋光液的滴入量以試樣離開拋光盤后，其表面的水膜在數(shù)秒鐘內(nèi)可自行揮發(fā)為宜，一般拋光時(shí)間為35min。 拋光后

5、的試樣磨面應(yīng)光亮無痕，石墨或夾雜物應(yīng)予以保留，且不能有“曳尾”現(xiàn)象。 （即金相試樣表面光潔，只產(chǎn)生純的化學(xué)溶解作用而無機(jī)械力的影響，在拋光過程中不會發(fā)生塑性變形， 但電解拋光的過程不易控制。 簡便，適用的試樣材料廣泛，不易產(chǎn)生金屬擾亂層，對軟金屬材料尤為適用；對試樣尺寸、 進(jìn)行觀察。但化學(xué)拋光時(shí)藥品消耗量大、成本高，對拋光液的成分、新舊程度、溫度、拋光時(shí)間等最佳參數(shù)較難掌握，易產(chǎn)生點(diǎn)蝕，夾雜物容易被腐蝕掉。光完成后，先將試樣用清水沖洗干凈，然后用酒精沖去殘留水滴，再用吹風(fēng)機(jī)吹干即可。試樣的浸蝕 目前最常用的浸蝕方法是化學(xué)浸蝕法。化學(xué)浸蝕法是將拋光好的試樣磨面在化學(xué)浸蝕劑（常用酸、堿、鹽的酒精或

6、水溶液）中 為陽極被溶解，電極電位高的相為陰極而保持不變。在浸蝕后形成了凹凸不平的試樣表面。 2-4 處被漫反射而不能進(jìn)入物鏡，則顯示出一條條黑色的晶界。2-4 金屬組織的顯示原理2-5單相組織圖2-5 單相和兩相組織的顯示圖上各晶粒的浸蝕程度不一致，在垂直光線照射下，各個(gè)晶粒就呈現(xiàn)出明暗不同的顏色。 2-1序號浸蝕劑名稱成分適用范圍序號浸蝕劑名稱成分適用范圍使用要點(diǎn)1硝酸酒精溶液2苦味酸酒精溶液3苦味酸鹽酸酒精 鹽酸溶液酒精5mL100mL顯示淬火及淬火回火后鋼的晶粒和組織浸蝕時(shí)間為數(shù)秒鐘至 1min4苛性鈉苦味酸水溶液5氯化鐵鹽酸水溶液7高錳酸鉀苛性鈉苛性鈉水鹽酸 水苛性鈉氨水(飽和)25

7、g2g 100mL5g 50mL100mL10mL2030mL30mL4g 4g50mL將鋼中的滲碳體染成暗黑色530min織浸蝕至顯現(xiàn)組織6王水甘油溶液顯示奧氏體鎳鉻合金等組織先將鹽酸與甘油充分混合，先用開水預(yù)熱顯示高合金鋼中的碳化物等110min8氨水雙氧水溶液銅合金組織雙氧水溶液(3%) 50mL拭9氯化銅氨水溶液硝酸鐵水溶液氯化銅）硝酸鐵水）鹽酸水水苛性鈉水8g100mL10g100mL1mL1.5mL2.5mL95mL0.5mL99.5mL1g100mL顯示銅及銅合金組織3060s10顯示銅合金組織用棉花擦拭11混合酸水溶液顯示硬鋁組織浸蝕 1020s 或用棉花擦拭12氫氟酸水溶液顯

8、示一般鋁合金組織用棉花擦拭13苛性鈉水溶液顯示鋁及鋁合金組織浸蝕數(shù)秒鐘硝酸15mL顯示碳鋼及低合金鋼酒精100mL的組織數(shù)秒鐘苦味酸210g顯示鋼鐵材料的細(xì)密浸蝕時(shí)間自數(shù)秒鐘至數(shù)分酒精100mL組織鐘苦味酸15g（或用棉花沾上浸蝕劑擦拭試樣表面，待浸蝕適度后取出試樣，迅速用清水沖洗干凈，然后用無金相試樣保存于干燥器中。 組織的細(xì)節(jié)為準(zhǔn)。若浸蝕不足，可再重復(fù)進(jìn)行浸蝕，但一旦浸蝕過度，試樣則需重新拋光， 有時(shí)還需要在最后一號砂紙上進(jìn)行磨制。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料及用品儀器設(shè)備：金相顯微鏡、砂輪機(jī)、拋光機(jī)、預(yù)磨機(jī)、電吹風(fēng)等。材料：退火態(tài)碳鋼的試樣若干。其它實(shí)驗(yàn)用品：不同粗細(xì)的金相砂紙，玻璃板、浸蝕劑、拋光液、無水酒精、鑷子、棉花等。四、實(shí)驗(yàn)任務(wù)及步驟了解試樣制備的基本流程及相關(guān)設(shè)備的工作原理。每人隨機(jī)選取一個(gè)試樣毛坯，按照以下流程制樣：預(yù)磨機(jī)粗磨0105 金相砂紙手工細(xì)磨拋光機(jī)手工拋光4%硝酸酒精浸蝕用金相顯微鏡觀察組織，并繪出顯微組織示意圖。將制備好的金相試樣放入實(shí)驗(yàn)室的干燥器皿內(nèi)。實(shí)驗(yàn)完畢后清理儀器設(shè)備五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求畫出所制備金相試樣（浸蝕后）的顯微組織示意圖，并用引線標(biāo)出其組織組成物的名稱，