截面金相制样

⾦相试样制备流程⾦相试样制备流程取样、镶嵌、粗磨、细磨、抛光和腐蚀。

分别叙述如下：1．取样（1）选取原则应根据研究⽬的选取有代表性的部位和磨⾯，例如，在研究铸件组织时，由于偏析现象的存在，必须从表层到中⼼，同时取样观察，⽽对于轧制及锻造材料则应同时截取横向和纵向试样，以便分析表层的缺陷和⾮⾦属夹杂物的分布情况，对于⼀般的热处理零件，可取任⼀截⾯。

（2）取样尺⼨截取的试样尺⼨，通常直径为12—15mm，⾼度和边长为12—15mm的圆柱形和⽅形，原则以便于⼿握为宜。

（3）截取⽅法由材料性质决定，软的可⽤⼿锯或锯床切割，硬⽽脆的可⽤锤击，极硬的可⽤砂轮⽚或电脉冲切割。

⽆论采取哪种⽅法，都不能使样品的温度过于升⾼⽽使组织变化。

备注：常⽤取样设备全⾃动⾦相切割机QG-100Z、⾦相切割机Q-2。

2．镶嵌对于微⼩、不易⼿拿或不规则的⾦相试样进⾏镶嵌。

经镶嵌后便于对试样进⾏磨抛操作，同时也有利于试样在⾦相显微镜下观察材料组织和在硬度计上测试试样的硬度。

3．粗磨取好样后，为了获得⼀个平整的表⾯，同时去掉取样时有组织变化的部分，在不影响观察的前提下，可将棱⾓磨平，并将观察⾯磨平，⼀定要将切割时的变形层磨掉。

⼀般的钢铁材料常在砂轮机上磨制，压⼒不要过⼤，同时⽤⽔冷却，操作时要当⼼，防⽌⼿指等损伤。

⽽较软的材料可⽤挫⼑磨平。

砂轮的选择，磨料粒度为40、46、54、60等号，数值越⼤越细，材料为⽩刚⽟，棕刚⽟、绿碳化硅、⿊碳化硅等，代号分别为GB、GZ、GC、TH、或WA、A、TL、C，尺⼨⼀般为外径×厚度×孔径=250×25×32，表⾯平整后，将样品及⼿⽤⽔冲洗⼲净。

4．细磨以消除粗磨存在的磨痕，获得更为平整光滑的磨⾯，是在⼀套粒度不同的⾦相砂纸上由粗到细依次进⾏磨制，砂纸号数⼀般为180、280、400、600、800、1000，粒度由粗到细，对于⼀般的材料（如碳钢样品）磨制⽅式为：（1）⼿⼯磨制，将砂纸铺在玻璃板上，⼀⼿按住砂纸，⼀⼿拿样品在砂纸上单向推磨，⽤⼒要均匀，使整个磨⾯都磨到，更换砂纸时，要把⼿、样品、玻璃板等清理⼲净，并与上道磨痕⽅向垂直磨制，磨到前道磨痕完全消失时才能更换砂纸。

金相制样标准
金相制样标准主要包括以下步骤：
1. 试样选取：根据实验需求，选取具有代表性的试样。

2. 镶嵌：为了便于机械磨抛，将金相试样镶嵌成标准尺寸大小。

3. 切割：使用砂轮切割机或电火花切割机进行切割，同时应采取冷却措施，以减少由于受热而引起的试样组织变化。

4. 磨抛：通过逐道次机械研磨和抛光，获得平整且呈镜面的试样表面。

磨抛包括粗磨和细磨两步，粗磨消除毛边和磨痕，细磨为抛光做好准备。

5. 抛光：使用抛光织物和抛光液进行抛光，使试样表面更加平整光滑。

6. 蚀刻：使用蚀刻剂对试样表面进行蚀刻，使组织结构更加清晰。

7. 观察：使用显微镜对蚀刻后的试样进行观察和分析。

在整个过程中，需要保证试样的表面无划痕、无变形、无外来物质，并保持平整。

同时，试样的尺寸和形状应便于握持和磨制，通常采用直径15～20mm、高15～20mm的圆柱体或边长15～20mm的立方体。

以上是金相制样的基本步骤和要求，实际操作中可能还需要根据具体情况进行调整和优化。

实验金相试样的制备一、实验目的1.熟悉金相显微试样的制备过程2.了解掌握金相显微试样的制备方法二、概述在利用金相显微镜作金相显微分析时，必须首先制备金相试样，我们在显微镜中所观察到的显微组织，是靠光线从试样观察面上的反射来实现的。

若试样观察面上的反射光能进入物镜。

我们就可以从目镜中观察到反射的象，否则就观察不到。

图2-1 光线在不同表面上的反射情况由图2-1所示可见，未经制备的试样的表面相当于无数多个与镜筒不垂直的平滑表面，这是不能成象的。

因此，我们要先把试样观察面制备成光滑平面。

但是光滑平面在显微镜下只看到光亮一片，而不能看到显微组织结构特征，故还须用一定的浸蚀剂浸蚀试样观察面，使某些耐浸蚀弱的区域不同程度地受到浸蚀而呈现微观察的凸凹不平。

这些区域的反射光线被散射而呈暗色。

由于明暗相衬，在显微观察中就能表示试试样磨面组织结构的特征了。

金相试样的制备包括试样的切取、镶嵌、磨制抛光、锓蚀等五个步骤。

1. 取样试样应根据分析目的和要求在有代表的位置上截取。

一般地说，取横截面主要观察：1、试样边缘到中心部位显微组织的变化。

2、表层缺陷的检验、氧化、过滤、折叠等。

3、表面处理结果的研究，如表面淬火、硬化层、化学热处理层、镀层等。

4、晶粒度测定等。

通过纵截面可观察：1、非金属夹杂；2、测定晶粒变形程度；3、鉴定带状组织及通过热处理消除带状组织的效果等。

试样一般可用手工切割、机床切割、切片机切割等方法截取(试样大小为φ12×12mm圆柱体或12×12×12mm的立方体)。

不论采用哪种方法，在切取过程中均不宜使试样的温度过高，以免引起金属组织的变化，影响分析结果。

2. 镶嵌当试样的尺寸太小(如金属丝、薄片等)时，直接用手来磨制很困难，需要使用试样夹或利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料(如胶木粉、聚乙烯及聚合树脂等)中，如图2-2所示。

图2-2 试样的镶嵌（见实验室挂图）3. 磨制试样的磨制一般分粗磨和细磨两道工序。

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。

扫描电镜制样篇--金相样品发布者：飞纳电镜所谓“相”就是合金中具有同一化学成分、同一结构和同一原子聚集状态的均匀部分。

不同相之间有明显的界面分开。

合金的性能一般都是由组成合金的各相本身的结构性能和各相的组合情况决定的。

合金中的相结构大致可分为固溶体和化合物两大基本类型。

所谓“金相”就是金属或合金的相结构。

为了获得金属材料的真实显微组织并准确地观察、记录、测量和分析，合理有效的样品制备是至关重要的。

金相分析作为检验分析材料的手段之一，旨在揭示材料的真实结构。

要进行金相分析，就必须制备能用于微观观察检验的样品——金相试样。

金相样品制备与制备人员操作经验密切相关，制备人员的水平决定了试样的制备质量。

金相样品的制备通常分为五个步骤：取样、镶嵌、研磨、抛光和腐蚀，其中镶嵌和腐蚀是选择性的。

取样取样是金相试样制备的第一道工序，若取样不当，则达不到检验目的。

经验表明，金相试样最适宜的尺寸是直径为12mm，高为10mm的圆柱体，或底面为12mm×12mm，高为10mm的正方柱体。

试样太小难于把控不便磨制；太大会使磨制平面过大，既不易磨平又增加了磨制时间。

一般来说，试样首先采用火焰切割，空心钻取或者其他类似方法从大块材料中取出来，然后再送到相应的分析检测实验室进行最终切割。

实验室常用的切割手段有砂轮切割和线切割。

砂轮切割是一种常用的切割手段，当切割冷却不充分时，在试样表面一定深度内，由于局部受热而使组织发生变化，甚至产生相变，尤其以钢最易发生。

一般认为，线切割比砂轮切割更保险，可以将试样做得很薄，磨削也比较容易。

其实不然，线切割同样会对试样表面产生灼伤，只是线切割产生的灼伤是由电火花爆燃形成的点状。

如果打磨不彻底的话，此假象很可能会误判为材料的孔洞或疏松，尤其是铸态的样品。

镶嵌在实际的检测工作中，由于被检测试样的大小和形状各异，往往难以切成符合金相试样的尺寸要求（如颗粒样品，脆性样品），此时需要对试样进行镶嵌。

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。

金相试样切割截取位置的简述金相检验中，样品的截取非常重要，如果金相检验被用来做评价指标，所取试样对于所研究的材料应具有代表性。

金相检验的意图或目的通常决定了取样的位置。

按研究目的不同，金相检验可划分为三种:一、普通研究或常规制样试样应从可揭示被研究材料最大差异的部位选取。

例如，铸件宜从中预期会发生最大和最小偏析的位置选取试样。

在检验板带或钢丝时，试样宜取自每卷的尾部。

二、失效分析取样位置应尽可能靠近断口或失效源。

金相检验前应完成断口形貌的研究，或者至少应留有断口的记录。

在多数情况下，应在完好的区域取样来进行结构和性能的对比。

三、研究型研究性质决定了取样的位置，方向等，取样位置往往比常规检验更广泛。

选定进行研究金相的取样位置后，应确定待检验截面的类型。

1、对于铸件，垂直表面的截面可显示铸件由外至内的组织结构变化。

2、经热加工或冷加工的金属，横向和纵向截面都应加以考察。

特殊的检验可能要求金相试样表面与产品的原始表面平行。

3、对于线材和小截面圆钢，选取穿过试样中心的纵截面比横截面更合适。

选择与材料的主轴线相垂直的横截面进行取样分析，常常用于揭示以下信息：1、从中心到表面存在结构上的变化2、非金属夹杂物在截面上散乱分布4、钢铁材料表面的脱碳5、表面缺陷的深度，6、腐蚀的深度，7、保护涂层的厚度，8、保护涂层的结构。

在平行于材料主轴的纵截面取样分析，通常用于揭示以下信息：1、钢中夹杂物含量2、通过晶粒的变形判断塑性变形程度3、有无带状组织4、热处理后的显微组织。

在检验报告结果和显微照片中应指明表面的检验位置。

适当指示表面位置的方法。

金相样品的制备及观察实验报告一、引言金相分析是金属材料研究中常用的一种手段，通过对金属材料制备和观察的实验，可以分析金属材料的组织结构、晶粒大小、相变等信息，为金属材料的性能评价和应用提供重要依据。

本实验旨在通过金相样品的制备和观察，掌握金相分析的基本原理和操作技巧。

二、实验步骤1. 样品制备选择适合的金属材料，如铁、铜等，并将其切割成均匀的样品。

然后，将样品进行粗磨，使用不同粒度的砂纸逐渐进行细磨，直至得到光洁的样品表面。

接下来，将样品进行腐蚀处理，使用适当的酸性溶液对样品进行浸泡，去除表面的氧化物和杂质。

最后，进行抛光处理，使用细磨料和抛光布对样品进行抛光，使其表面光滑细腻。

2. 金相观察将制备好的样品放入金相显微镜中，进行观察。

首先，调整显微镜的放大倍数和焦距，使样品的细节能够清晰可见。

然后，调节显微镜的光源，使样品能够得到均匀的照明。

接下来，通过调节显微镜的对焦装置，使样品的不同部分能够清晰地展现出来。

在观察过程中，可以通过转动样品或调整显微镜的角度，观察到样品的不同角度和截面。

观察时，可以使用不同的滤光片，调整显微镜的亮度和对比度，以获得更好的观察效果。

三、观察结果通过金相观察，可以得到金属材料的组织结构和晶粒大小等信息。

在观察过程中，可以看到金属样品的晶粒呈现出不同的形状和大小，如颗粒状、板状、纤维状等。

同时，还可以观察到金属材料中的相变和晶界等特征。

观察结果的描述应准确详细，包括晶粒的尺寸分布、晶粒的形状、晶界的数量和分布等信息。

四、实验分析与讨论通过金相观察结果的分析与讨论，可以对金属材料的组织结构和性能进行评价和研究。

例如，通过观察晶粒的尺寸和形状，可以判断金属材料的晶粒长大机制和晶界的稳定性。

通过观察相变和晶界的存在，可以分析金属材料的相变过程和晶界对材料性能的影响。

同时，还可以对样品的制备工艺和观察结果进行分析，提出改进的建议和措施。

五、实验结论通过金相样品的制备和观察实验，我们可以初步了解金属材料的组织结构、晶粒大小和相变等信息。

金相试样的制备金相试样制备是金相研究非常重要的一部分，它包括试样的截取、试样的镶嵌、试样的磨光、试样的抛光、金相显微组织的显示。

一、试样截取金相试样的选取是金相试样的制备的第一步，金相试样的制备主要包括取样及磨制，如果取样的部位不具备典型性和代表性，其检查结果将得不到正确的结论，而且会造成错误的判断。

1. 取样部位的选择截取试样的部位，必须能表征材料或部件的特点及检验的目的。

（1）对机件破裂的原因进行金相分析时，试样应在部件破裂部位截取。

为了得到更多的资料，还需要在离开破裂源较远的部位截取参考试样，进行对照研究。

（2）对于工艺过程或热处理不同的材料或部件，试样的截取部位也要相应地改变。

（3）研究分析铸件的金相组织，必须从铸件的表层到中心同时观察。

根据各部位组织的差异，从而了解铸件的偏析程度。

小机件可直接截取垂直于模壁的横断面，大机件应在垂直于模壁的横断面上，从表层到中心截取几个试样。

（4）轧制型材或锻件取样应考虑表层有无脱碳、折叠等缺陷，以及非金属夹杂物的鉴定，所以要在横向和纵向上截取试样。

横向试样主要研究表层缺陷及非金属夹杂物的分布，对于很长的型材应在两端分别截取试样，以便比较夹杂物的偏析情况；纵向试样主要研究夹杂物的形状，鉴别夹杂物的类型，观察晶粒粒长的程度，估计逆性形变过程中冷变形的程度。

（5）经过各种热处理的零件，显微组织是比较均匀的，因而只在任一截面上截取试样即可，同时要考虑到表层情况，如脱碳、渗碳、表面镀膜、氧化等。

2. 金相试样截取截面方法试样的截取必须采用合适的方法，避免因切割加工不当而引起显微组织的变化。

金相试样的选取分为：（1）纵向取样；纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向进行取样。

主要检验内容为：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。

（2）横向取样；横向取样是只垂直于钢材锻扎方向取样。

主要检验内容为：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。