金相式样的制备及显微组织观察

实验金相试样的制备和金属的显微组织观察与分析一、实验目的1、掌握金相试样制备的基本操作方法2、了解不同金属金相组织特征，掌握金属材料的成分、状态、组织、性能、用途之间的关系二、实验设备及材料1、4XCE型金相显微镜2、试样切割机、砂轮机、抛光机、吹风机3、金相砂纸、抛光粉、抛光布、4%的硝酸酒精溶液、酒精、棉花4、20钢、、T8钢、灰铁，铸铝等试样。

三、金相试样的制备1、取样根据试样的观察要求，一般注意以下几点：（1）尺寸大小样品取得不宜太大和太小，这些都不利于后期的磨制、抛光和操作观察，尺寸可参照下图。

图1-1（2）截取部位观察最需要的是典型组织，在截取均匀组织时比较好实施，而对于例如有方向性、涂层、镀层或组织过度区域时尽量考虑它们的位置所在，尽量选取合适的端面或断面进行操作。

（3）取样方法由于某些取样方式可能会使被截取的试样发生热处理现象，在取样时应注意边冷却边操作，不能采用使得金相组织发生转变的方法，一般可采用线切割、手锯切割、敲取等方式。

2、镶嵌如果样品是尺寸比较小的形状，就不便于后期磨制和放在载物台上观察，就需要进行镶嵌，可以用镶样机将试样镶嵌在酚醛塑料中，或采用更简便的方法，使用融化的石蜡将试样镶嵌在其中。

3、磨制试样的磨制一般分为粗磨和细磨两道工序。

（1）粗磨其主要目的是为了获得一个平整的表面，同时为了去掉截取时有组织变化的部分,可以在砂轮机上或砂布上进行。

如果在砂轮机磨制时，操作人应站在砂轮机的侧面，注意安全，握紧试样，试样与砂轮之间的压力保持适中，并随时用水冷却，以防受热引起金属组织变化，直到将试样表面磨的基本平整后，粗磨就告完成，然后将试样用水洗干净，擦干待用。

（2）细磨其主要的目的就是为了消除粗磨的磨痕，以得到更平整而光滑的磨面，为进一步的抛光作好准备。

准备好各种粒度的金相砂纸和一块光滑平整度好的玻璃，先将粗粒度的金相砂纸放在上边，然后将粗磨的试样在上面进行磨制，磨制时注意用力均匀，从砂纸的靠近人的一侧推至另一侧，然后拿起，试样退回时不能与砂纸接触，以保证磨面平整而不产生弧度，再从靠近人的一端推到另一端，同时注意第二次磨制时最好换一个地方而不再用原来磨过的路径，直到把上次的磨痕全部磨掉，得到一个新的表面，然后换另一张粒度稍细的砂纸并将试样的磨痕方向和推磨的方向垂直，继续推磨，直到得到全新的磨痕，循环到最细的砂纸磨过为止。

实验二金相试样的制备及其组织的观察引言：金相试样的制备及其组织的观察是金属材料学中的重要实验内容。

通过制备金相试样，并通过显微镜观察其组织，可以了解金属材料的晶体结构、晶粒大小、相的分布以及可能存在的缺陷等信息。

本实验将介绍金相试样的制备方法以及通过显微镜观察其组织的步骤和应注意的事项。

材料与仪器：1.高纯度金属样品2.砂纸（不同颗粒粗细的）3.汽油和丙酮4.罗氏硬度计5.金相显微镜实验步骤：1. 切割金属样品：将所需的金属样品切割成适当尺寸（通常为20mm×20mm×5mm），并在样品表面进行打磨，以去除氧化物和其他污染物。

2.粗磨：用粗颗粒的砂纸将样品进行粗磨，目的是去除表面的硬皮和切割时留下的划痕。

砂纸的选取要根据样品的硬度来确定。

3.精磨：用细颗粒的砂纸将样品进行精磨，直至样品表面光洁无痕迹。

4.清洗：用汽油和丙酮等溶剂将样品表面进行清洗，以去除砂纸留下的颗粒和其他杂质。

5.金相试样的涂层：将金属样品进行涂层，通常使用胶粘剂将样品固定在透明玻璃片上，再涂抹腊类液体，以防止切割时样品的磨损。

6.切割：将涂有样品的透明玻璃片按一定要求进行切割，通常要求切割出方形，并移除上层的腊类液体。

7.粗磨：用颗粒较粗的金刚砂磨剂将透明玻璃片的切面进行粗磨，直至样品的切面平整。

8.精磨：用颗粒较细的金刚砂磨剂将样品的切面进行精磨，直至样品表面光洁无痕迹。

9.清洗和腐蚀：用脱蜡剂将样品进行清洗，之后再用酸性腐蚀剂进行腐蚀处理，以凸显样品的组织结构。

10.观察：将样品放入金相显微镜中，通过调节显微镜的放大倍数和焦距，观察样品的组织结构、晶体结构、晶粒大小、相的分布等。

实验注意事项：1.操作仪器时要小心，避免意外损坏设备和样品。

2.各步骤中操作要规范，避免污染和样品损坏。

3.切割时要使用适当的切割工具，注意安全。

4.制备金相试样时要按照特定的步骤进行，保证样品的质量。

5.观察时要注意调整显微镜的倍数和焦距，以获得清晰的观察结果。

金相试样的制备及显微组织观察
金相试样的制备及显微组织观察是一种常用的金属材料性质研究方法。

下面是金相试样的制备及显微组织观察的基本步骤：
1. 试样的制备：
a. 选择要研究的金属材料，通常需要将大块材料裁剪成适当的尺寸，以便于后续加工。

b. 用砂纸或砂轮对试样进行打磨，以去除表面的氧化层或污染物。

c. 用酸洗或腐蚀剂对试样进行清洁，以去除表面的氧化物和污染物。

2. 试样的加工：
a. 利用车床、磨床或剪切机等设备将试样加工成所需要的形状和尺寸，通常需要将试样切割成小片。

b. 如果试样太硬或太大，可以借助切割机、电火花加工等方法进行切割。

3. 试样的打磨与光洁处理：
a. 用相应的砂纸、砂轮或抛光机对试样进行打磨，以去除加工留下的划痕或凸起的表面。

b. 利用抛光机或其他设备对试样进行抛光，使其表面平整、光滑。

4. 试样的腐蚀处理：
a. 将试样放入相应的腐蚀液中进行腐蚀处理，以便于观察該金属材料的显微组织特点。

b. 选择合适的腐蚀液和腐蚀时间，以获得清晰、有代表性的显微组织。

5. 显微组织观察：
a. 用光学显微镜观察试样的显微组织，通常使用透射光学显微镜、透射电子显微镜或扫描电子显微镜等设备进行观察。

b. 观察试样的晶粒结构、晶界、相分布、孪晶等显微组织特征，并进行记录和分析。

金相试样的制备及金相组织观察一、实验目的2.从不同方向观察不同细节部位的组织结构特征；3.观察不同材质在金相显微镜下的差异。

二、实验原理金相试样制备及组织观察是对材料内部微观组织结构的研究。

针对不同材料，制备方法也不同，但基本步骤相似。

主要步骤包括：1.切割：将待测材料切割成不同大小形状的块、片或棒状样品，以便于后续的纵、横面研磨和抛光。

2.粗磨：先用最大粒度的研磨纸在磨料板上磨平样品表面，以去除材料表面上的粗糙度。

3.细磨：再用粗度更小的研磨纸进行细磨，使样品表面更加平整光滑。

这样，材料内部的组织结构才能清晰地展现在显微镜下。

4.抛光：在细磨后，用抛光机将样品表面抛光，去除最后的研磨痕迹，并使表面更加光滑。

5.腐蚀：若试样处理后表面存在氧化层，则可以使用相应的腐蚀液进行去除以得到漂亮的图片。

6.显微观察：在显微镜下，通过变换倍数和调节成像参数，观察和记录试样不同部位的组织结构。

三、实验器材1.金相显微镜2.金相试样制备设备（磨料机、抛光机、腐蚀装置等）3.不同粒度的研磨纸和抛光液4.不同腐蚀液5.样品切割机（或金属锯）四、实验步骤2.粗磨和细磨：将样品放在磨料机上，进行粗磨和细磨，使其表面光滑平整。

4.腐蚀：将样品浸泡在腐蚀液中，去除表面氧化层。

5.洗净：用去离子水将样品洗净。

6.干燥：将样品用吸水纸擦干，然后放在干燥箱中干燥。

五、实验结果及分析1.对不同材质，在金相显微镜下观察到的组织结构差异明显，这是由于材料的不同组分和热处理状态等因素影响。

2.通过调节金相显微镜的倍数和成像参数，可以从不同角度观察不同部位的组织结构特征，得到更加详细的组织信息。

3.在纵横向观察组织结构时，由于材料的晶粒大小和方向不同，不同部位的组织结构存在差异，需要综合考虑各种因素，以准确地描述材料内部的微观组织结构。

4.通过金相试样制备和组织观察，可以研究材料的晶体结构、晶粒大小和分布、相变和组织缺陷等一系列微观组织特征，从而分析材料的性能和失效机制，对材料的研究和应用有重要意义。

金相试样制备及金相组织观察操作规程金相试样制备及金相组织观察操作规程1范围本标准规定了金相试样制备及金相组织观察用各设备的操作规程。

2 设备技术参数2.1 XQ-2B型金相试样镶嵌机(上海顺辉金相设备厂)温度调节范围：50~200℃加热器规格：600W控制电源：220V/50Hz试样压制规格：Φ22mm2.2 预磨机磨盘直径：Φ230mm转速：550r/min2.3 XJL-02A型立式金相显微镜(国营江南光学仪器厂)3 操作规程3.1 选取大小合适的铝合金片，一般采取铝合金片高度为15mm 左右，待观察面宽度以满足观察要求且便于放置在镶嵌机内腔为宜。

试样宽度不宜过小，以防止试样在镶嵌过程中发生移动或倾倒，丢失待观察面，通常取试样宽度为10~15mm。

3.2 本公司采用热固性塑料镶嵌粉镶嵌试样。

摇动镶嵌机把手使镶嵌腔活动台下降，形成高度20mm左右的空腔，在镶嵌腔内填满镶嵌粉，将铝合金片垂直插入镶嵌粉内，注意不要左右摇晃。

3.3 插好铝合金片之后，缓慢摇动把手使平台下降至合适高度，在新形成的空腔里填满镶嵌粉，小心放入圆柱形铸铁垫块，盖好并卡紧镶嵌腔顶盖。

缓慢摇动平台把手使镶嵌平台上升，使镶嵌腔内的镶嵌粉受压而密实，摇动把手略感吃力时停止摇动。

3.4 按下镶嵌机电源开关，待初始化过程结束后，调节加热温度至镶嵌粉使用温度，系统即可自行升温。

到温后摇动把手使试样上升，进一步加压密实试样；再保温3~5分钟后关闭电源开关，冷却至室温取样，即得到镶嵌了铝合金片的圆柱形金相试样。

3.5 镶嵌后试样在圆盘预磨机上进行打磨，打磨时可采用手持或机械夹持方式。

先采用粗砂纸打磨试样观察面，露出铝合金片后再改换细砂纸打磨。

打磨时使用蒸馏水不断冲洗试样和砂纸，及时除去打磨产生的渣宰；务必使打磨面成平面，不要出现凹凸。

3.6 采用抛光绒布对打磨后的试样表面进行抛光处理以消除微小划痕，提高观察面质量。

将氧化铝超细粉在盛有蒸馏水的烧杯中搅拌形成的浑浊液，不断注入到试样和抛光绒布间，以提高抛光效率和抛光质量。

实验三、金相样品的制备与显示一、实验目的1. 掌握金相样品制备的一般方法和原理2. 熟悉常用金属材料金相显微组织显示方法3. 了解金相样品制备的其他方法二、样品制备金相试样的制备过程一般包括取样、镶嵌、磨制、抛光和浸蚀等5个步骤，制备好的试样应能观察到真实组织，无磨痕、麻点与水迹，并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱落。

否则，将会严重影响显微分析的正确性。

1. 取样选取试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法、检验的目的、技术条件或双方协议的规定进行。

垂直于锻轧方向的横截面可以研究金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。

平行于锻轧方向的纵截面可以研究非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。

当检查金属的破损原因时，可以在破损处取样或在其附件的正常部位取样进行比较。

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15～20mm 、高15～20mm 的圆柱体或连长15～20mm 的立方体。

对于不同性质的材料，试样截取方法不同，可用手锯、砂轮切割机、显微切片机、线切割、化学切割装置、电火花切割机、剪切、锯、刨、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。

硬而脆的金属可以用锤击法取样，软的金属材料可用锯、刨、车等方法。

不论用哪种方法取样，均应注意避免截取方法对组织的影响，如变形、过热等。

根据不同方法应在切割边去除这些影响，也可在切割时采取预防措施，如水冷等。

2. 镶嵌若试样过于细薄（如薄纸、细线材、细管材等）或试样过软、易碎，或需检验边缘组织为便于在自动磨光和抛光机上研磨的试样，可采用下列方法之一镶嵌试样，所选用的镶嵌方法均不得改变原始组织。

（1）机械镶嵌法将试样镶入钢圈或钢夹内，如图所示注意：（1）试样与钢圈或钢夹紧密接触。

钢圈或钢夹的硬度应接近于试样的硬度。

金相试样的制备及金相组织观察一、实验目的1、了解金相显微镜的基本原理、构造,初步掌握显微镜的正确使用。

2、掌握金相显微试样的制备过程与基本方法。

3、了解浸蚀的基本原理,并熟悉其基本操作4、学习利用金相显微镜进行显微组织观察。

通过在显微镜下观察到的金相显微组织初步分析材料类型以及材料可能具备的机械性能等。

二、实验设备与用品1、金相显微镜2、不同粗细的金相砂纸一套、玻璃板、侵蚀剂(4%硝酸酒精)3、抛光机4、待制备的金相试样三、金相显微镜的基本原理、构造及使用1、显微镜的放大倍数利用透镜可将物体的象放大,但单个透镜或一组透镜的放大倍数就是有限的,为此,要考虑用另一组透镜将第一次放大的象再行放大,以得到更高放大倍数的象。

金相显微镜就就是基于这一要求设计的。

显微镜中装有两组放大透镜,靠近物体的一组透镜为物镜,靠近观察的一组透镜为目镜。

金相显微镜的光学原理图1如图所示。

物体AB置于物镜的一倍焦距F1与二倍焦距之间,它的一次象在物镜的另一侧二倍焦距以外,形成一个倒立、放大的实象A′B′;当实象A′B′位于目镜的前一倍焦距F2以内时则目镜复又使映象A′B′放大,而在目镜的前二倍焦距2 F2以外,得到A′B′的正立虚象A″B″。

因此最后的映象A″B″就是经过物镜、目镜两次放大后所得到的。

其放大倍数应为物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积。

物体AB经物镜第一次放大的倍数:M物= A′B′/ AB=(Δ+f1′ )/ f1式中f1、f1′——物镜前焦距与后焦距Δ——显微镜的光学镜筒长与Δ相比,物镜的焦距f1′很短,可略,所以M物≈Δ/ f1象A′B′经目镜第二次放大的倍数:M目= A″B″/A′B′≈D/ f2式中f2——目镜的前焦距D——人眼明视距离,D≈250㎜。

图1 显微镜光学原理图所以显微镜的放大倍数应为:M= M物·M目=(Δ/ f1)·(D/ f2)当显微镜的机械镜筒长度等于光学镜筒长度时,M= M物·M目;而当这二者不等时,M= M 物·M目·C,C就是与机械镜筒长、光学镜筒长有关的系数,一般为1,有时为0、63,其C值标在金相显微镜上。

金相试样的制备及金相组织观察金相试样的制备及金相组织观察一、实验目的1、了解金相显微镜的基本原理、构造，初步掌握显微镜的正确使用。

2、掌握金相显微试样的制备过程和基本方法。

3、了解浸蚀的基本原理，并熟悉其基本操作4、学习利用金相显微镜进行显微组织观察。

通过在显微镜下观察到的金相显微组织初步分析材料类型以及材料可能具备的机械性能等。

二、实验设备和用品1、金相显微镜2、不同粗细的金相砂纸一套、玻璃板、侵蚀剂（4%硝酸酒精）3、抛光机4、待制备的金相试样三、金相显微镜的基本原理、构造及使用1、显微镜的放大倍数利用透镜可将物体的象放大，但单个透镜或一组透镜的放大倍数是有限的，为此，要考虑用另一组透镜将第一次放大的象再行放大，以得到更高放大倍数的象。

金相显微镜就是基于这一要求设计的。

显微镜中装有两组放大透镜，靠近物体的一组透镜为物镜，靠近观察的一组透镜为目镜。

金相显微镜的光学原理图1如图所示。

物体AB置于物镜的一倍焦距F1与二倍焦距之间，它的一次象在物镜的另一侧二倍焦距以外，形成一个倒立、放大的实象A′B′；当实象A′B′位于目镜的前一倍焦距F2以内时则目镜复又使映象A′B′放大，而在目镜的前二倍焦距2 F2以外，得到A′B′的正立虚象A″B″。

因此最后的映象A″B″是经过物镜、目镜两次放大后所得到的。

其放大倍数应为物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。

物体AB经物镜第一次放大的倍数：M物= A′B′/ AB=(Δ+f1′ )/ f1式中f1、f1′——物镜前焦距与后焦距Δ——显微镜的光学镜筒长与Δ相比，物镜的焦距f1′很短，可略，所以M物≈Δ/ f1象A′B′经目镜第二次放大的倍数：M目= A″B″/A′B′≈D/ f2式中f2——目镜的前焦距D——人眼明视距离，D≈250㎜。

镜光学原所以显微镜的放大倍数应为：M= M物·M目=（Δ/ f1）·（D/ f2）当显微镜的机械镜筒长度等于光学镜筒长度时,M= M物·M目；而当这二者不等时，M= M物·M目·C，C是与机械镜筒长、光学镜筒长有关的系数，一般为1，有时为0.63，其C值标在金相显微镜上。