金相分析及检测基础

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。

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。

金相检验基础知识培训金相检验是一种常用的金属材料分析方法，通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来了解其内部结构和性能。

它在工业生产和科学研究领域中起着重要的作用。

本篇文章将介绍金相检验的基础知识，包括金相检验的定义、检验方法与步骤、常用的显微镜及其使用方法、样品的制备以及金相检验的应用。

一、金相检验的定义金相检验是指对金属材料的显微组织进行观察和分析的一种方法。

通过利用显微镜对金属材料进行放大观察，可以获得关于金属内部结构、晶粒大小、晶粒形貌、相组成等方面的信息。

金相检验可以帮助我们了解金属材料的性能、品质以及工艺加工过程中的变化。

二、金相检验的方法与步骤1. 金相材料制备：首先需要将待检验的金属材料制备成试样。

通常采用切割、研磨、抛光等方法，使材料表面平整、光亮，方便显微观察。

2. 试样腐蚀：经过制备后的金属材料试样需要进行腐蚀处理。

常用的腐蚀试剂有酸性溶液、碱性溶液和复合试剂等，在试样表面加以处理，以便于显微观察。

3. 显微观察：将腐蚀处理后的金属材料试样放置在显微镜下进行观察。

根据实际需要，可以选择不同倍率的显微镜进行观察。

观察过程中需要调节焦距、光照等参数，以获取清晰的显微图像。

4. 显微图像分析：对所观察到的显微图像进行分析。

可以测量晶粒尺寸、晶界类型、颗粒形貌等参数，还可以通过显微图像的比对，判断材料是否存在缺陷、变形、相分离等问题。

三、常用的显微镜及其使用方法常用的显微镜包括光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜。

光学显微镜主要用于金相检验中的观察和分析，而电子显微镜则可以提供更高的分辨率和更详细的信息。

在使用显微镜时，需要注意以下几点：1. 校准显微镜：使用前需要校准显微镜，确保观察结果的准确性。

2. 调节焦距：调节显微镜的焦距，使试样的显微图像清晰可见。

3. 光源调节：根据观察需求，调节显微镜的光源，以获得适当的亮度和对比度。

4. 观察角度：通过调整试样和显微镜的相对位置，选择最佳的观察角度。

金相组织试验与分析金相组织试验与分析的基本原理是通过对金属材料进行显微观察，以了解材料的晶体结构、晶界结构、析出相和显微硬度等参数，从而评估材料的组织性能。

金相组织试验的样品制备是整个试验的第一步，通常需要将金属材料进行切割、研磨和抛光，使其表面平整，然后进行腐蚀剂腐蚀，使得试样表面的晶粒得以显微观察。

接下来，使用金相显微镜对试样进行观察，并进行拍照或录像。

金相组织试验与分析中常用的金相显微镜有光学显微镜和电子显微镜。

光学显微镜是一种通过聚焦物镜、目镜和光源的光学系统来观察试样的显微结构的装置。

电子显微镜是通过极高的放大倍数和分辨率来观察试样的显微结构的仪器，其分为扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。

在观察过程中，可以通过改变目镜和物镜的倍数来调整试样的放大倍数，从而观察不同级别的结构。

金相组织试验与分析的主要步骤包括试样制备、显微观察和图像分析。

试样制备的关键是获得平整的试样表面，以便于观察和拍照。

显微观察主要通过金相显微镜进行，根据观察到的显微结构，可以对材料的晶体结构、晶界结构、相组成和显微硬度进行定性和定量的分析。

图像分析是将金相显微镜观察到的图像进行处理和分析，可以使用图像处理软件进行图像增强、边缘检测、特征提取等操作，提取出试样中的各种组织结构的参数。

金相组织试验与分析在材料科学和工程领域中具有广泛的应用。

首先，它可以用于对金属材料的组织性能进行评估，如晶粒大小、晶界特征、相组成等。

这些信息对于材料的性能和应用具有重要意义，如机械性能、疲劳性能、腐蚀性能等。

其次，金相组织试验还可以用于材料的缺陷分析，如材料的裂纹、夹杂物和内部气孔等的观察和分析。

最后，金相组织试验还可以用于材料的质量控制和质量检测，如对材料的工艺性能进行评估和改进。

综上所述，金相组织试验与分析是一项重要的金属材料试验方法，通过对材料的显微结构进行观察和分析，可以对材料的微观组织和性能进行评估和分析。

这种试验方法在材料科学和工程领域具有广泛的应用，并对材料的研究、开发和应用起到重要的指导作用。

金相分析基础范文金相分析是一种常见的金属材料表征方法，通过观察金属材料的组织结构和显微组织来推断其性质和性能。

在金属材料的生产、加工和质量控制过程中，金相分析起着重要的作用。

本文将介绍金相分析的基础知识，包括样品制备、显微镜观察和金相图分析。

首先，样品制备是金相分析的第一步。

样品的正确制备对于后续的金相分析非常关键。

对于切割样品，应选择合适的切割方法和设备，以减小样品切割面的变形和热损伤。

切割结束后，应使用打磨机对样品表面进行粗磨和细磨处理，以去除切割残留物和磨削痕迹。

最后，样品应经过抛光，以获得光洁平滑的表面。

然后，显微镜观察是金相分析的核心环节。

金相分析通常使用光学显微镜和电子显微镜进行观察。

光学显微镜可用于观察晶粒形态、晶界、相分布和裂纹等信息。

电子显微镜则可以提供更高的放大倍数和更详细的结构信息。

通过观察样品的显微组织，可以对金属材料的组织结构和性质进行分析。

最后，金相图分析是金相分析的重要方法之一、金相图是一种图形化的表示材料相图的方法，通过金相图可以了解材料在不同温度下的相组成和相转变关系。

在金相图分析中，需要识别不同相的组成和特征，进而推断金属材料的性质和性能。

金相图分析可以帮助解释材料在不同条件下的力学性能、热处理效果以及应力应变响应等问题。

除了上述基础知识，金相分析还包括一些高级技术，如电子背散射衍射（EBSD）、扫描电镜能谱分析（EDS）和透射电镜（TEM）等。

这些技术可以提供更加详细和准确的材料信息。

综上所述，金相分析是一种重要的金属材料表征方法，通过样品制备、显微镜观察和金相图分析，可以推断金属材料的组织结构和性质。

准确的金相分析结果对于材料的生产和质量控制都具有重要意义。

金相分析的进一步发展将有助于我们更好地理解金属材料的微观性质和力学行为。

《金相分析根底》指导书材料系热加工教研室试验一金相试样的制备一．试验目的1.初步把握制备金相试样的常规方法及要点。

2.初步把握金相试样的制备技术，提高动手力量二．试验内容正确地检验和分析金属的显微组织必需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：取样应依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.对于细小或外形特别的试样，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。

细磨是消退粗磨时产生的磨痕，为试样磨面的抛光做好预备。

细磨一般在从粗到细不同粒度的一系列砂纸上进展。

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，造成腐蚀力量的差异，腐蚀后使个组织间、晶界和晶内产生肯定的衬度，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〕金相组织特别显示法。

其中化学显示法最为常用。

三．试验设备及材料设备：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．试验步骤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〕，在进展粗磨，然后把试样分别进展退火、淬火、回火等热处理。

待试样冷却预备磨制。

3.每位同学领取已预先经砂轮平坦的金相样品一只，依次在砂纸上磨制。

焊接金相检测流程一、焊接金相检测的前期准备。

1.1 样品的获取。

焊接金相检测嘛，首先得有样品。

这样品获取可不能马虎，得从焊接接头那部分取。

就像咱盖房子打地基，样品就是这个检测的基础。

要确保取的样品能代表整个焊接区域，可不能取个边边角角就了事。

要是随便取，那检测出来的结果就跟瞎猫碰上死耗子似的，不靠谱。

1.2 样品的镶嵌。

取好样品后呢，就得镶嵌。

这就好比给样品找个合适的“小窝”。

镶嵌材料得选好，一般常用的树脂就不错。

把样品稳稳当当放进去，就像把宝贝放进盒子里一样。

这一步是为了方便后续的研磨和抛光操作，要是镶嵌不好，样品在加工过程中乱动，那可就乱套了，就像脱缰的野马，不好控制。

二、金相样品的制备。

2.1 研磨。

研磨可是个细致活。

先用粗砂纸，就像磨刀似的，一点一点把样品表面的不平给磨掉。

这时候就得有耐心，不能急于求成，俗话说“心急吃不了热豆腐”。

得一层一层磨，从粗到细，就像爬楼梯，一步一个脚印。

每换一次砂纸，都要把样品表面的磨痕方向换一换，这样才能保证最后表面平整光滑。

要是研磨不好，那表面坑坑洼洼的，就像月球表面似的，后续检测肯定受影响。

2.2 抛光。

研磨完了就该抛光了。

抛光就像是给样品做个美容，让它的表面像镜子一样光亮。

抛光剂的选择很重要，就像女孩子选化妆品一样，得适合才行。

抛光的时候速度也要控制好，太快了容易把样品抛坏，太慢了又浪费时间。

抛光到样品表面要是能反光，那就大功告成了。

要是抛光不到位，表面雾蒙蒙的，就像隔着一层纱看东西，金相组织可就看不清楚喽。

三、金相检测与分析。

3.1 腐蚀。

抛光好的样品要进行腐蚀。

腐蚀就像是给金相组织“画个妆”，让它的结构能清楚地显示出来。

腐蚀剂的种类和腐蚀时间得把握好，这就像做菜放盐一样，多了少了都不行。

腐蚀时间短了，金相组织显示不出来，就像犹抱琵琶半遮面；腐蚀时间长了，可能会把金相组织破坏掉，那就得不偿失了。

3.2 显微镜观察与分析。

金相检验必备知识点01金相基础知识金相分析含义金相分析—是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相检验。

宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察到的金属材料内部所具有的各组成物的直观形貌，微观组织主要是指在光学显微镜下所观察到得金属材料内部具有的各组成物的直观形貌。

金相检验的基础首先要明确金属和合金在固态下，通常都是晶体。

晶体就是原子在三维空间中有规则作周期重复排列的物质，就是说，在金属和合金中，原子的排列都是有规则的，而不是杂乱无章的。

晶体通常具有如下的特征：1.均匀性；2.各向异性；3.能自发地组成多面体外形；4.具有确定的熔点；5.晶体的理想外形和内部结构都具有特定的对称性；6.对X射线产生衍射效应。

晶格的分类体心立方晶格体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为90度，构成立方体。

晶胞的8个角上各有一个原子，在立方体的中心还有一个原子。

面心立方晶格面心立方晶格晶胞的8个角上各有一个原子，构成立方体。

在立方体的6个面的中心各有一个原子。

密排六方晶格密排六方晶格晶胞在晶胞的12个顶角上各有1个原子，构成六方柱体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。

Fe-C相图相图中特性点符号及含义特性点温度（℃）含碳量（%）特性点的含义A 1538 0 纯铁的熔点B 1495 0.53 包晶转变的液相成分C 1148 4.30 共晶点D 1227 6.69 渗碳体熔点E 1148 2.11 碳在奥氏体中最大溶解度F 1148 6.69 共晶渗碳体成分点G 912 0 a-Fe← →r-Fe同素异构转变点H 1495 0.09 碳在a-Fe中最大溶解度J 1495 0.17 包晶成分点K 727 6.69 共析渗碳体成分点N 1394 0 r-Fe ← →σ-Fe同素异构转变点P 722 0.00218 碳在铁素体中最大溶解度S 727 0.77 共析点Q 600 0.008 碳在铁素体中溶解度相图主要特性线序线名及含义号1 AC线，液体向奥氏体转变的开始线，即：L→A2CD线，液体向渗碳体转变的开始线，即：L→Fe3CIACD线统称为液相线，在此线以上合金全部处于液相状态，用符号L表示。

绪论金相分析是研究金属及其合金内部组织及缺陷的主要方法之一，它在金属材料研究领域中占有很重要的地位。

利用金相显微镜在专门制备的试样上放大100～1500倍来研究金属及合金组织的方法称为金相显微分析法，它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术。

显微分析可以研究金属及合金的组织与其化学成分的关系；可以确定各类合金材料经过不同的加工及热处理后的显微组织；可以判别金属材料的质量优劣，如各种非金属夹杂物－－氧化物、硫化物等在组织中的数量及分布情况以及金属晶粒度的大小等。

在现代金相显微分析中，使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜两大类。

本书以常用的光学金相显微镜为例进行介绍。

第一章金相试样的制备§1.1取样和镶嵌一、纯金属的晶体结构一、取样（一）取样部位和磨面方向的选择取样部位必须与检验目的和要求相一致，使所切取的式样具有代表性。

例如：上图中1用于检验非金属夹杂物的数量、大小、形状；2用于检验晶粒的变形程度；3用于检验钢材的带状组织消除程度。

（二）取样方法1.金相式样的形状①Φ12×12mm的圆柱体。

②12×12×12mm的立方体。

③其他不规则的形状。

式样的棱边应倒圆，防止在磨制中划破砂纸和抛光织物。

2.取样方法①硬度较低的材料如低碳钢、中碳钢、灰口铸铁、有色金属等。

用锯、车、刨、铣等机械加工。

②硬度较高的材料如白口铸铁、硬质合金、淬火后的零件等。

用锤击法，从击碎的碎片中选出大小适当者作为试样。

③韧性较高的材料用切割机切割。

④大断面和高锰钢等用氧乙炔焰气割。

二、试样的热处理取下来的试样有的可直接进行磨制，有的尚需按照相应的标准经热处理后才能进行磨制，如检验钢的本质晶粒度、非金属夹杂物、碳化物不均匀等。

1.本质晶粒度试样的热处理（1）渗碳法——用于低碳钢。

（2）网状铁素体法——用于中碳钢。

（3）网状屈氏体法——用于共析钢。

（4）网状渗碳体法——用于过共析钢。

（5）氧化法——1°木炭氧化法将抛光试样用木炭覆盖，加热至930℃，保温3h后再将木炭抖掉，在炉膛中氧化5min后水淬。