金属学实验(试样制备及显微镜)
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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。
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。
实验一金相显微镜的使用及金相试样的制备一.实验目的1.学习了解金相显微镜的使用。
2.学习了解金相试样的制备。
二.概述利用金相显微镜,在试样上观察金属组织的方法称为显微分析,所能观察到的金属组织称为显微组织。
显微分析是研究金属材料的一种重要方法。
通过这种方法可以观察、研究金属材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物等在组织中的数量和分布情况等问题。
金相显微镜可以用于研究材料的组织结构与化学成分之间的关系;确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织;判别材料质量的优劣等。
1.金相显微镜的构造及使用正常人眼看物体时,最适宜的距离大约在250mm左右(称为明视距离),这时能分辨0.15~0.30mm距离,放大镜一般只能放大25倍,若要提高放大倍数以观察更细小的物体,就必须利用显微镜。
光学金相显微镜放大倍数为几十倍到2000倍,它的放大原理如图1.1所示。
图1.1 显微镜成像原理图对着被观察物体的透镜叫做物镜;对着人眼的透镜叫做目镜。
当观察物体AB放在物镜的举例焦点F1略远一点的地方时,则在透镜另一侧形成道理放大实像A1B1,A1B1处于目镜A B,虚像成像在人焦点F2之内。
人眼通过目镜观察实像A1B1时,将得到道理放大虚像''11眼明视距离处。
物镜的放大倍数目镜的放大倍数显微镜总的放大倍数即显微镜放大倍数等于物镜和目镜单独放大倍数的乘积。
本次实验使用XJP-100型金相显微镜,如图1.2所示。
它的构造可分为三部分:光学系统、机械系统和照明系统。
(1)光学系统:主要是目镜组和物镜组。
目镜:放大倍数有5⨯、10⨯、12.5⨯物镜:放大倍数有10⨯、40⨯、100⨯(2)机械系统:主要是底座、载物台、物镜转换器和调焦装置。
底座:支持整个显微镜体。
载物台:放置试样用。
武警转换器:用于更换不同倍数的物镜。
调焦装置:调节焦距用,一般显微镜分粗调和微调。
(3)照明系统:照明系统由光源、聚光透镜、孔径光栏、视场光栏和棱镜等组成。