简述金相试样的制备过程

篇一：金相试样制备试验报告

金相试样的制备

一、实验目的

（1）了解金相显微试样制备原理，熟悉金相显微试样的制备过程。

（2）初步掌握金相显微试样的制备方法。

二、实验原理

金相试样制备

金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。

1.取样

从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为取样。取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。截取方法有多种，对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法，对于硬而脆的材料可以用锤击的方法。无论用哪种方法都应注意，尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象。试样的尺寸并无统一规定，从便于握持和磨制角度考虑，一般直径或边长为15~20mm，高为12~18mm比较适宜。对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样，可以采取镶嵌或机械夹持的办法。

金相试样的镶嵌，是利用热塑性塑料(如聚氯乙烯)，热凝性塑料(如胶木粉)以及冷凝性塑料(如环氧树脂+固化剂)作为填料进行的。前两种属于热镶填料，热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行。第三种属于冷镶填料，冷镶方法不需要专用设备，只将适宜尺寸(约φl5~20mm)的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，试样置于管内待磨面朝下倒入填料，放置一段时间凝固硬化即可。

2.粗磨

粗磨的目的主要有以下三点：

1)修整 有些试样，例如用锤击法敲下来的试样，形状很不规则，必须经过粗磨，修整为规则形状的试样；

2)磨平 无论用什么方法取样，切口往往不十分平滑，为了将观察面磨平，同时去掉切割时产生的变形层，必须进行粗磨；3)倒角 在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。

黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行，具体操作方法是将试样牢牢地捏住，用砂轮的侧面磨制。在试样与砂轮接触的一瞬间，尽量使磨面与砂轮面平行，用力不可过大。由于磨削力的作用往往出现试样磨面的上半部分磨削量偏大，故需人为地进行调整，尽量加大试样下半部分的压力，以求整个磨面均匀受力。另外在磨制过程中，试样必须沿砂轮的径向往复缓慢移动，防止砂轮表面形成凹沟。必须指出的是，磨削过程会使试样表面温度骤然升高，只有不断地将试样浸水冷却，才能防止组织发生变化。

金相试样的制备步骤

一、金相试样的概述

金相试样是用于金相显微镜观察和分析材料组织结构的样品。其制备过程涉及到样品的采集、切割、研磨、腐蚀、清洗等多个步骤。下面将详细介绍金相试样的制备步骤。

二、样品采集

需要选择合适的样品进行金相试样的制备。样品可以是金属材料、合金、陶瓷、复合材料等。确保样品的尺寸足够大，以便进行后续的切割和研磨操作。

三、样品切割

将采集到的样品切割成适当大小的块状，以便后续的研磨和腐蚀处理。切割时要注意选择合适的切割工具和切割方式，以避免对样品结构产生损伤。

四、样品研磨

将切割好的样品通过研磨工艺进行表面的光洁度处理。首先使用粗砂纸或磨料对样品进行粗磨，去除表面的粗糙部分。然后逐渐使用细砂纸或研磨剂进行细磨，直至得到光洁度较高的样品表面。

五、样品腐蚀

经过研磨处理后的样品表面可能存在氧化层或其他污染物，需要通过腐蚀处理来去除这些表面层。常用的腐蚀剂有酸性腐蚀剂和碱性腐蚀剂。选择合适的腐蚀剂，根据材料的特性和分析需求，进行适当的腐蚀处理。

六、样品清洗

腐蚀处理后的样品需要进行彻底的清洗，以去除腐蚀剂和其他残留物。清洗时可以使用去离子水或其他合适的清洗剂，将样品浸泡清洗一段时间，然后用纯净水冲洗干净。确保样品表面干净无杂质。

七、样品干燥

将清洗后的样品进行干燥处理，以便后续的金相显微镜观察和分析。可以使用烘箱、吹风机或自然风干等方式进行样品的干燥。注意控制干燥温度，避免对样品产生热应力。

八、样品封装

对于一些容易氧化或易受湿气影响的样品，可以进行封装处理，以保护样品的表面状态。常用的封装材料有环氧树脂、石蜡等。将样品浸泡在封装材料中，待封装材料凝固后，即可得到封装的金相试样。

九、金相试样的观察和分析

经过以上步骤制备的金相试样，可以进行金相显微镜的观察和分析。金相显微镜是一种能够放大样品细微结构的显微镜，通过观察样品的显微组织结构，可以了解材料的晶粒结构、相含量、缺陷等信息。

16 第二讲 金相试样的制备

样品制备的基本步骤：取样、镶嵌、磨光、抛光四个步骤。每项操作都必须严格、细心，因为任何阶段上的失误都可能影响以后的步骤；在极端的情况下，不正确的制样可能造成组织的假像，从而得出错误的结论。

样品制备的方式：手工制样、机械制样、自动制样。

一、金相试样的截取

选取合适的、具有代表性的试样是金相研究和检验中至关重要的第一步，必须注意取样得部位、数量、尺度、磨面的取向和试样的截取方法。取样必须恰到好处地给材料提出统计上的可靠描述。

1、 取样的原则：

取样部位的选取取决于被检验材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程、使用情况等。根据检验目的和要求，通常分为两大类：系统取样、指定取样。

⑴ 系统取样：选取的试样必须能表征被检验材料或零件的特点，即要有代表性。常规检验所取试样的部位、形状、数量、尺寸等都有明确的规定，详见有关标准：国标（GB）、冶标（YB）、航标（HB）。例如，标准中规定：棒材、钢锭、钢胚，在材料两端取样；热轧型材则同时取横向、纵向两组试样；航空压气机盘则要从径向、轴向、弦向同时取样。

⑵ 指定取样：根据所研究的问题，有针对性的取样。例如：零件失效分析的试样即属此类，必须根据零件使用部位、受力情况、出现裂纹的部位和形状等具体情况，抓住关键部位分别在材料失效部位和完好部位取样，以便对比分析，找出失效的原因。比如裂纹源区就是重要的取样部位。

磨面取向：根据生产工艺、产品形状、研究目的而定。

形状尺寸：通常是Φ12×12mm的圆柱体或是12×12×12 mm的正方体；实际工作中还要具体问题具体分析。试样太大、太小都不好；太大，则制备样品时费时费力；太小，则操作不便。试样边缘无特殊要求时要磨制出倒角。

取样数量：实际生产中，某一材料、某一项目的检验，通常不会是单独的一个样品，一般是3~4个，以求统计上的可靠性。

在研究结果和检验报告上所列举的金相照片，必须注明截取部位和检验面的方向，甚至画图说明。

简述金相试样制备的基本过程

金相试样制备是金相分析实验的一项重要工作，它是通过一系列的步骤将金属试样制备成适合金相观察的样品。金相试样制备的基本过程如下：

1. 试样的选择：根据分析的需要，选择合适的金属材料作为试样。试样的形状和尺寸应符合实验要求，通常为圆柱形或方形。

2. 试样的切割：采用金相切割机或者手动切割工具，将试样从大块材料中切割出所需尺寸的样品。切割过程中要注意避免产生过多的热量，以免影响试样的组织结构。

3. 试样的研磨：通过一系列的研磨步骤，将试样的表面研磨平整。首先使用粗砂纸或砂轮对试样进行粗磨，去除试样表面的粗糙度和氧化层。然后使用细砂纸或砂轮进行细磨，使试样表面光滑均匀。

4. 试样的抛光：通过抛光过程，进一步提高试样的表面质量。抛光一般采用金相抛光机，通过旋转的抛光盘和涂抹研磨剂的方式，对试样进行抛光处理。抛光的时间和压力要控制好，以避免过度抛光导致试样表面的形貌发生改变。

5. 试样的清洗：将抛光后的试样放入超声波清洗器中，用溶剂清洗试样表面的污垢和抛光剂残留。清洗过程中要注意避免试样受到机械冲击，以免损坏试样。

6. 试样的腐蚀：某些金属材料需要进行腐蚀处理，以去除试样表面的氧化层和其他不良组织。腐蚀一般采用酸性溶液，如酸性硝酸或酸性硫酸溶液。腐蚀时间要根据试样的材料和要求进行控制，过长的腐蚀时间可能会导致试样的形貌和组织结构发生变化。

7. 试样的洗净：将腐蚀后的试样放入清水中进行反复洗净，以去除腐蚀液的残留物。洗净过程中要避免试样受到机械冲击，以免试样变形或损坏。

8. 试样的干燥：将洗净后的试样放入烘箱或用吹风机进行干燥，以去除试样表面的水分。干燥过程中要控制好温度和时间，以避免试样的热膨胀和变形。

9. 试样的打磨：对于需要进行金相观察的试样，还需要进行一定程度的打磨处理，以获得更好的观察效果。打磨一般采用细砂纸和研磨液，通过手工或机械的方式对试样进行打磨，使试样表面更加光滑。