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实验四⾦相显微分析基础实验⾦相显微分析基础实验姓名：许航学号：141190093 姓名：王颖婷学号：141190083系别：材料科学与⼯程系专业：材料物理组号：A9 实验时间：4⽉13号⼀、实验⽬的1、学会⾦相试样制备的全过程，了解影响⾦相试样检验效果的主要因素；2、通过实验了解⾦相显微分析的基本原理；1、学会正确使⽤⾦相显微镜。
⼆、实验的装置及⽤品1、玻璃平板及⾦相砂纸⼀套；2、抛光机及抛光液；3、4X型⾦相显微镜；4、浸蚀剂及⾦相试样。
三、实验原理及背景知识（⼀）⾦属试样的制备制备好的合格的⾦属试样应该是：组织有代表性；⽆假像；表⾯⽆磨痕、⿇点或锈斑与⽔迹等。
⾦属试样的制备主要包括取样、研制光亮平整的镜⾯和浸蚀等⼏个步骤。
1、取样截取⾦相试样的部位必须根据实验的⽬的，能表征被检测材料或零件的特点。
如对事故进⾏分析，应在零件的破损部位截取，同时也应该在远离破损处截取⼀参考试样，以资⽐较。
各种材料经过的⼯艺⼯程或处理情况不同，截取试样的部位也应随机变化。
⾦属试样的⼤⼩，较合适的尺⼨是直径为10~15cm、⾼12~15cm的圆柱体或边长为12cm的正⽅体。
2、研制成平整光亮的镜⾯为了使试样的观察表⾯呈平整光亮的镜⾯，可采⽤磨制和抛光来获得。
光亮的镜⾯在⾦相显微镜下观察，只能看到⼀⽚⽩亮，也可观察到材料内部的某些杂质，⼀般看不到组织形貌。
3、浸蚀要观察到⾦属和合⾦的组织，必须采⽤适当的浸蚀剂对⾦属表⾯进⾏“浸蚀”才能使显微组织真实地、充分地、细致地显⽰出来。
常⽤的是化学浸蚀法。
化学浸蚀法主要是利⽤浸蚀剂对试样表⾯的化学与电化学作⽤来浸蚀试样的表⾯。
这是由于⾦属材料各处的化学成分和组织不同，它们的原⼦排列情况和电极电位不同，所以腐蚀的性能也不同，造成浸蚀时各处的腐蚀速度不⼀样，使试样表⾯上呈现出微观的凹凸不平，在垂直光线的照射下，使光的反射程度不⼀样，从⽽在显微镜下观察到试样的表⾯亮暗程度不同，依此来鉴别材料内部的组织。
材料金相分析
材料金相分析是一种通过显微镜观察金相组织结构来分析材料性能的方法。
金
相分析可以揭示材料的组织结构、相对含量、尺寸分布、晶粒形态、晶界分布等信息，对于材料的性能评价和改进具有重要意义。
金相分析的基本步骤包括样品的制备、显微观察和图像分析。
首先，对待测材
料进行切割、研磨、抛光等制备工序，以获得平整的样品表面。
然后，通过金相显微镜观察样品的金相组织结构，获取金相图像。
最后，对金相图像进行分析，包括晶粒尺寸测量、相含量计算、晶界分析等。
金相分析可以应用于各种金属材料、陶瓷材料、复合材料等的研究和生产过程中。
在金属材料领域，金相分析可以帮助工程师了解材料的晶粒大小、晶界分布、孔隙率等信息，从而指导材料的热处理、加工工艺设计。
在陶瓷材料领域，金相分析可以揭示材料的晶相组成、晶粒形态、晶界特征，为材料的配方设计和性能改进提供依据。
在复合材料领域，金相分析可以帮助研究人员了解不同相的分布、界面结合情况，指导复合材料的制备和性能优化。
金相分析的结果可以直观地反映材料的内部结构和性能特点，为材料的研究和
开发提供重要参考。
通过金相分析，可以发现材料中的缺陷、异质性、相变等问题，为改进材料性能提供科学依据。
因此，金相分析在材料科学与工程领域具有广泛的应用前景。
总之，材料金相分析是一种重要的材料表征手段，通过观察和分析材料的金相
组织结构，可以揭示材料的内部特征，为材料性能评价和改进提供科学依据。
随着显微镜技术和图像分析技术的不断发展，金相分析将在材料领域发挥越来越重要的作用，为新材料的研究和开发提供强有力的支持。
金相制样的几点技巧和常见问题的解决方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金相制样是金相分析的基础，是金相显微镜观察的前提。
在金相制样过程中，有一些技巧和常见问题需要注意和解决。
下面就金相制样的几点技巧和常见问题的解决方法进行详细介绍。
一、几点技巧1. 样品的选择金相制样的第一步是选择好样品。
样品应具有代表性，要求平整，不得有太深的划痕和凹陷，以免在抛光过程中难以去除。
样品的大小也要符合实验要求，通常情况下，样品的尺寸应该大于所选磨纸的直径。
2. 制样工具的选择在金相制样过程中，使用的制样工具也很重要。
通常需要使用砂纸、研磨片、抛光布、抛光液等工具。
选择合适的研磨片和抛光布材质和颗粒大小是非常有必要的，这样才能确保制样过程的顺利进行和样品的良好表面质量。
3. 抛光工艺抛光是金相制样中非常关键的一步，影响着金相显微镜观察结果的准确性。
在抛光过程中，抛光液的选择及使用方法是非常重要的，应该根据不同的样品材质和硬度来选择合适的抛光液。
抛光时间和速度也需要掌握好，过短或者过长都会影响到最终的抛光效果。
二、常见问题及解决方法1. 样品表面不平整如果选择的样品表面不平整，可能会导致在制样过程中很难获得理想的抛光效果。
解决方法是先通过砂纸或者研磨片对样品进行初步的打磨和修整，使其表面尽可能平整，然后再进行后续的抛光工艺。
2. 样品过热在抛光过程中，如果样品因为工具与样品摩擦产生过热，会导致样品表面的金相组织发生改变，造成实验结果的不准确。
解决方法是调整抛光时间和速度，适当减小抛光压力，避免过度加热。
3. 抛光效果不理想如果抛光出现效果不理想，表面出现划痕和凹陷，可能是因为抛光液的选择不当，或者是抛光时间和速度控制不准确所致。
解决方法是根据样品的硬度和材质选用合适的抛光液，同时对抛光时间和速度进行调整，直到获得最佳的抛光效果。
4. 显微观察结果不清晰在制样后使用金相显微镜观察时，如果观察结果不清晰，可能是因为样品的抛光效果不好，或者是显微镜的调整不当。
金相显微分析基础知识金相分析在材料研究领域占有十分重要的地位,是研究材料内部组织的主要手段之一。
金相显微分析法就是利用金相显微镜来观察为之分析而专门制备的金相样品，通过放大几十倍到上千倍来研究材料组织的方法。
现代金相显微分析的主要仪器为：光学显微镜和电子显微镜两大类。
这里仅介绍常用的光学金相显微镜及金相样品制备的一些基础知识．（一）光学金相显微镜的一些基础知识概述一．金相显微镜的构造金相显微镜的种类和型式很多，最常见的有台式、立式和卧式三大类。
金相显微镜的构造通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附带有多种功能及摄影装置。
目前，已把显微镜与计算机及相关的分析系统相连，能更方便、更快捷地进行金相分析研究工作。
1．光学系统：其主要构件是物镜和目镜，它们主要起放大作用。
并获得清晰的图象。
物镜的优劣直接影响成象的质量。
而目镜是将物镜放大的象再次放大。
2．照明系统：主要包括光源和照明器以及其它主要附件（1）光源的种类：包括白炽灯（钨丝灯）、卤钨灯、碳弧灯、氙灯和水银灯等。
常用的是白炽灯和氙灯，一般白炽灯适应于作为中、小型显微镜上的光源使用，电压为6—12伏，功率15—30瓦。
而氙灯通过瞬间脉冲高压点燃，一般正常工作电压为18伏，功率为150瓦，适用于特殊功能的观察和摄影之用。
一般大型金相显微镜常同时配有两种照明光源，以适应普通观察和特殊情况的观察与摄影之用。
（2）光源的照明方式：主要有临界照明和科勒照明。
散光照明和平行光照明适应于特殊情况使用。
1）临界照明：光源的象聚焦在样品表面上，虽然可得到很高的亮度，但对光源本身亮度的均匀性要求很高。
目前很少使用。
2）科勒照明：特点是光源的一次象聚焦在孔径光栏上，视场光栏和光源一次象同时聚焦在样品表面上，提供了一个很均匀的照明场，目前广泛使用。
3）散光照明：特点是照明效率低，只适应投射型钨丝灯照明。
4）平行光：照明的效果较差，主要用于暗场照明，适应于各类光源。
金相分析培训计划为了提高金相分析工作者的技术水平，我制定了以下金相分析培训计划，旨在帮助参与培训的同学们深入了解金相分析技术，并掌握金相分析的基本原理、操作技能和实际应用能力。
一、培训对象本次培训面向金相分析技术工作者、学生和科研人员，以及需要了解金相分析的企业技术人员。
参与培训的学员应具有一定的金相分析基础知识，对金相显微镜、样品制备、试样腐蚀、光学显微镜观察等基本操作有一定的了解。
二、培训内容1. 金相分析基础知识（1）金相分析概述（2）金相显微镜原理及使用方法（3）样品制备技术（4）试样腐蚀和着色处理方法（5）光学显微镜观察和分析方法2. 金相分析操作技能（1）金相显微镜的使用和操作（2）样品的制备和腐蚀处理（3）光学显微镜观察和分析（4）金相分析结果的处理和解释3. 金相分析实际应用（1）金相分析在材料研发中的应用（2）金相分析在生产质量控制中的应用（3）金相分析在材料失效分析中的应用（4）金相分析在科研项目中的应用三、培训方式本次培训采用理论教学和实际操作相结合的方式，提供理论知识讲解和实际操作指导。
培训老师将结合相关案例和实际经验，对金相分析的基础知识、操作技能和应用能力进行全面讲解和演示，帮助学员们更好地理解和掌握金相分析技术。
四、培训时间和地点本次培训计划为期5天，每天上课时间为8小时，具体培训时间和地点将根据学员的实际情况确定。
培训地点为设备齐全的金相分析实验室，保证学员们能够实地进行实验操作，提高培训效果。
五、培训费用本次培训对学员收取一定的培训费用，具体费用标准将根据实际情况确定。
培训费用将用于培训教材、实验室设备租赁、培训师资、实习材料和证书颁发等方面的支出，保证培训的质量和效果。
六、培训目标通过本次培训，希望能够达到以下几个目标：（1）提高学员们的金相分析基础知识水平，深入了解金相分析技术的原理和方法。
（2）帮助学员们掌握金相分析的操作技能，能够独立进行金相分析实验。
（3）增强学员们的金相分析实际应用能力，能够将金相分析技术应用于材料研发、生产和质量控制中。
金属材料金相分析金相分析是金属材料分析中的一项重要技术，它通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来揭示材料的组织结构、成分、性能和加工工艺等信息。
金相分析是金属材料学和材料工程领域中的基础性工作之一，对于研究材料的性能和应用具有重要的意义。
金相分析的基本原理是利用金相显微镜对金属材料的组织进行观察和分析。
金相显微镜是一种专门用于金属材料观察的显微镜，它能够在高倍放大下观察材料的显微组织结构，包括晶粒、晶界、孪晶、包体相等。
通过金相显微镜的观察，可以对金属材料的组织特征进行分析，揭示材料的组织类型、晶粒大小、相分布情况等重要信息。
金相分析的方法主要包括金相显微镜观察、腐蚀组织显微镜观察、电子显微镜观察、X射线衍射分析等。
其中，金相显微镜观察是金相分析的基本方法，通过金相显微镜可以清晰地观察到金属材料的组织特征，包括晶粒形状、晶粒大小、晶界分布等。
腐蚀组织显微镜观察是通过在金属材料表面施加腐蚀剂，将材料的表面腐蚀，从而显现出材料的组织结构。
电子显微镜观察和X射线衍射分析是对金相显微镜观察结果的进一步分析，可以获得更加详细和准确的组织信息。
金相分析的应用范围非常广泛，涉及到金属材料的研究、生产和应用等方面。
在材料研究领域，金相分析可以帮助科研人员了解材料的组织特征，揭示材料的性能和加工工艺等信息，为新材料的研发提供重要参考。
在材料生产领域，金相分析可以帮助生产工艺人员监测材料的组织质量，指导生产工艺的优化和改进。
在材料应用领域，金相分析可以帮助工程师了解材料的组织结构和性能特点，指导材料的选择和设计。
总之，金相分析作为金属材料分析的重要技术，对于揭示材料的组织结构、成分、性能和加工工艺等信息具有重要的意义。
通过金相分析，可以深入了解金属材料的内部结构和特性，为材料的研究、生产和应用提供重要的支撑。
希望通过本文的介绍，读者对金相分析有了更加全面和深入的了解，为相关领域的工作和研究提供帮助和参考。
《金相分析基础》
指导书
材料系热加工教研室
实验一金相试样的制备
一．实验目的
1.初步掌握制备金相试样的常规方法及要点。
2.初步掌握金相试样的制备技术，提高动手能力
二．实验内容
正确地检验和分析金属的显微组织必须具备优良的金相试样。
金相试样的制备分取样、磨制、抛光、组织显示（浸蚀）等几个步骤。
1.取样：取样应根据被检零件的检验目的，选择有代表性的部位。
同时还须考虑切取方法、检验面的选择及样品是否需要装夹或镶嵌。
切取试样时应防止样品过热和变形。
金相样品的尺寸一般以12×10mm为宜。
2.对于细小或形状特殊的试样，如线材、细小管材、薄板、锤击碎
块等。
在磨光时不易握持，用镶嵌方法镶成标准大小的试块，常用的镶嵌法有相机械夹持法和有机材料镶嵌法等。
3.磨制：分粗磨和细磨两步。
粗磨是将切割后的试样在砂轮上磨平，
对不作表层检验或测量的试样磨平后应倒角。
细磨是消除粗磨时产生的磨痕，为试样磨面的抛光做好准备。
细磨一般在从粗到细不同粒度的一系列砂纸上进行。
4.抛光：目的为去除金相磨面上因细磨而留下的磨痕，使之成为光
滑、无痕的镜面。
金相试样的抛光可分为机械抛光、电解抛光、
化学抛光三类。
机械抛光简便易行，应用较广。
5.组织显示：由于金属中合金成分和组织的不同，造成腐蚀能力的
差异，腐蚀后使个组织间、晶界和晶内产生一定的衬度，金属组织得以显示。
常用的金相组织显示方法有：（1）化学浸蚀法；（2）电解浸蚀法；（3）金相组织特殊显示法。
其中化学显示法最为常用。
三．实验设备及材料
设备：切割机、砂轮机、金相砂纸一套，玻璃板一块、金相试样抛光机、腐蚀用的试剂、抛光悬浮液、酒精、脱脂棉、夹子、吹风机。
材料：不同热处理后的45钢、20钢、T8钢、T12钢之中的任意两块。
四．实验步骤
1.教师讲解试样制备的一般过程，并作教学演示。
、
2.先取样（切割），在进行粗磨，然后把试样分别进行退火、淬火、
回火等热处理。
待试样冷却准备磨制。
3.每位同学领取已预先经砂轮平整的金相样品一只，依次在砂纸上
磨制。
每换一道砂纸时，应将样品磨面洗净，同时旋转90°进行磨制，并观察上道磨痕的去除情况。
4.将细磨好的试样在水中冲洗，而后进行粗抛（Al2O3）和细抛
（Cr2O3）。
粗抛后应用水将样品冲洗后在细抛。
5.将细抛好的试样再用水洗净，酒精冲洗后用电吹风吹干，然后选
择合适的浸蚀剂进行组织显示（如4%硝酸酒精）。
待试样表面呈银灰色后即用水冲洗，然后滴上酒精吹干。
制样过程中的每一步都要检查磨面的质量，发现问题及时修正。
6.在显微镜下观察组织，检查试样表面的抛光质量和组织显示情况，
合格后绘下组织特征，并记下材料名称、热处理工艺、放大倍数和浸蚀剂。
注意：试样切取时、用砂轮机粗磨时要注意安全；不要将湿和热的样品放在显微镜下观察。
五．实验报告要求
根据自己的体会，简述金相样品的制备过程、组织显示方法和注意事项。
实验二金相显微镜的使用
实验日期
一．实验目的
1．了解金相显微镜的成象原理及显微镜的构造。
2．掌握金相显微镜的使用，并用显微镜对金相试样作组织分析。
二．实验内容
金相显微镜是进行金相分析的工具。
由于显微镜构造简单，操作方便，映像直观等优点，时至今日金相分析乃是科学研究和工业生产中重要测试方法之一。
因此，了解显微镜的构造和正确使用显微镜是质量专业学生必须掌握的一种基本技能。
一般金相显微镜都是由以下三部分组成：照明系统，放大系统和机械系统。
照明系统包括：灯泡、聚光透镜、反射镜、孔径光阑、滤光片、视场光阑、平面玻璃等光学元件组成。
照明系统的主要作用是高亮度的光源，使试件测试面得到均匀的照明，以利于放大和组织鉴别。
放大系统包括：物镜、棱镜、目镜等光学元件组成。
放大系统的作用是试样内部的细微组织放大到我们所需要的倍数。
机械系统包括：载物台、粗调机构和微调机构等部件组成。
机械系统的作用是为了聚焦，使人们所观察到的组织清晰。
如上所述，无论照明系统或放大系统都是由一系列光学元件组成，所以光学的基本理论是金相显微镜成象和放大的基础。
三．实验仪器、设备及材料
1.金相显微镜，型号。
2.金相试样若干。
四．实验步骤
1.在教师指导下结合显微镜实物，了解显微镜的原理、构造和使用
规则。
2.每人一台显微镜，熟悉显微镜的使用。
具体操作步骤如下：
1）首先接通电源。
2）根据要求，参照放大倍率表选取物镜及目镜分别装在物镜座上及目镜筒内，在装卸物镜时，必须把载物台升起，以免碰撞透镜。
3）调整载物台使之对准物镜中心。
然后把试样放在载物台上，使磨面对准物镜。
4）调整视场光阑，首先调至最小直径，此时它应处于目镜的中心，然后逐渐放大直至与目镜筒视野大小相同为止。
5）调整孔径光阑，首先关闭孔径光阑，使整个视域均匀变暗，之后逐渐打开孔径光阑，知道物象显现最清晰为止。
6）使用低倍物镜观察时，使用粗调手轮使载物台缓慢下降，使之在目镜视野里观察到物象轮廓后再改用微调手轮，正确调焦至物象呈清晰为止。
3.观察自己制备好的金相样品，把所看到的组织绘在报告纸上。
五．实验报告
1.简述显微镜的构造及成象原理。
2.至少绘出3个金相组织示意图，注明组织、腐蚀剂及放大倍数。
实验三金相显微摄影和暗室技术
实验日期
一．实验目的
1.学习和掌握金相显微镜的照相技术。
2.了解显微镜照相的影响因素和一般暗室技术。
二．实验内容
研究金属的显微组织，除了金相金相观察外，通常还要把某些显微组织用照片的形式保留下来，以便进行更深入的研究和交流科研成果。
这就需要材料科研工作者掌握金相显微摄影这一门技术。
优良的金相实验照片，不但要求鲜明醒目、组织清晰，而且应由深浅浓淡各级层次来显示金相组织和不同的各种组织组成物。
要得到优良的金相照片，必须做好以下几点：
1.金相磨面的制作应仔细，金相试样的制备应符合要求。
2.适当地调节显微镜的光学系统。
3.正确地选用摄影感光材料。
4.摄影时应选用合适的光圈和曝光时间。
5.暗室工作必须按规程进行。
金相显微摄影的一整套技术必须在反复实践中逐步掌握，本实验只是作为一次初步练习。
三．实验仪器、设备及材料
1. 金相显微镜，型号。
2．印相机，型号。
3. 放大机，型号。
4. 金相试样、胶片（胶卷）、印相机、放大纸、显影液、定影液若干。
四．实验步骤
1. 教师结合摄影用大型金相显微镜讲解金相显微摄影的基本知识和
有关注意事项。
2. 每位同学利用实验室已制备好的样品轮流在大型显微镜上金相显
微摄影，记下各自的照相参数。
3．将曝光后的照相底片在暗室进行显影、定影等操作，记录下显影、定影所用的时间。
4. 用实验室准备好的底片在暗室中印相（曝光、显影、定影和水洗
等），记下印相时所用各参数，然后在上光机上将照片上光烘干。
5. 观察和讨论下列底片、照片并与自己所摄底片及所印照片相对照：（1）拍照曝光时间过度；
（2）拍照曝光时间不足；
（3）显影过度；
（4）显影不足；
（5）孔径光阑大小不当；
（6）灯源调节不当；
（7）滤色片选用不当；
（8）印相不当。
五．实验报告要求
简述显微照相过程及各参数对底片和照片质量的影响。
实验四显微硬度的测定
实验日期
一．实验目的
1.掌握常用显微硬度计的工作原理和操作方法。
2.了解影响显微硬度值的主要因素。
二．实验原理
显微硬度实验采用静力压入法，将一个极小的金刚石锥体压头用一个很小的试验力压入金属表面，以单位压痕面积（或投影面积）所承受的试验力作为硬度值的计量指标，即
显微硬度值=F/A(kgf/mm2)
式中，F为试验力（kgf）；A为压痕面积（mm2）。
三．实验仪器，设备及材料
1.显微硬度计，型号。
2.金相试样若干。
四．实验步骤
1.教师讲解显微硬度计的主要构造及操作要领，并作教学演示。
2.每位同学轮流将制备好的试样放置在工作台上，对试样进行加荷、
卸荷。
3.将试样移回显微镜的视场中，用测微目镜测定压痕对角线的长度。
4.从测微目镜读取的数值，是通过物镜放大后的长度，所以压痕对
角线的实际长度为d=N/M。
5.根据压痕对角线的实际长度和试验力大小，用查表法求得显微硬
度值。
五．实验原始记录
六．实验报告要求
分析影响显微硬度值的主要因素。
