13CrMo44+H309L焊接金相试样的制备及显微组织分析

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图1 焊接试样厚度示意
3.2　试样受检面尺寸
试样受检面应能包含焊缝检验所需要的区域，包括焊缝、热影响区以及母材，受检面尺寸示意图如图2、图3所示，其中试样母材区域应不小于10 mm，推荐尺寸10~15 mm。

≥10 mm
≥10 mm
≥10 mm
图2 角接试样横截面大小示意图
≥10 mm
≥10 mm
图3 对接试样横截面大小示意图
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图4 T型焊接试样受检面腐蚀成浮雕状
图5 对接试样部分区域模糊
经侵蚀后的试样，试样中各区域（熔合线、热影响区、
应清晰可辨，整个受检面无划痕和其他影响焊接质量判定的阴影和图7所示。

图6 对接试样各区域清晰显示
图7 T型焊接试样各区域清晰显示
）焊缝的金相检验为破坏性试验，取样之前必须确定好取样部位，试样的制作过程应尽量采用冷加工；每个试样在加工时应做好唯一性编号标识，加工好试样后在受检面的反面或者侧面打钢号作为标识。

）焊缝宏观金相检验试样侵蚀吹干之后，可采用体式显微镜或扫描成像的方法（扫描精度大于1 000 dpi）获取受检面图像
）该方法主要适用于碳钢、中低合金钢、不锈钢焊接金相检验试件的制备，其他材料的焊接试样的制备，也可参考该方法
）焊缝维氏硬度检验用试样的制备也可以参考此制备方法。

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。

焊接金相试样的制备及其硬度的测定一、 目的要求1．学会金相试样的制备，主要掌握预磨、抛光、侵蚀。

2．学会试样维氏硬度、洛氏硬度的测定。

二、 基本原理焊接金相分析是以金相分析方法来研究焊接接头的组织变化，研究焊接缺陷和接头性能与焊接方法之间的关系，是保证和提高焊接接头质量的一门试验学科。

焊接金相的研究方法，主要是通过解剖试样直接在金相显微镜下进行观察分析或通过其它设备检测试样。

金相分析时需要制取大量的焊接接头金相试样，试样的制备包括从焊接构件上切取试样，之后进行试样的修整，磨光，抛光，侵蚀等一系列加工，制备焊接金相试样是焊接工作者应具备的基本技能。

硬度是材料机械性能和产品质量的重要指标之一，它与材料的其它性能也有一定的关系，并且硬度试验方法简便易行，所以广泛应用于焊接接头性能测试中，GB4675.5-84就是《焊接热影响区最高硬度试验方法》，是以热影响区最高硬度来相对地评价钢材冷裂倾向的试验方法。

三、 仪器与样品仪器：预磨机、抛光机、维氏硬度计、洛氏硬度计、显微硬度计样品：X70钢焊接接头切块四、 实验步骤（一）焊接金相试样制备1．磨光将切取好的金相试样进行逐级顺序磨光。

磨光试样可以在预磨机上进行，也可以将砂纸铺在玻璃板上手工进行。

砂纸的使用顺序通常为100#，200#，400#，600#，800#，1000#。

起始砂纸号取决于试样表面的粗糙度及切取时的损伤深度。

磨光是加水湿磨，在各级砂纸间从450~900变换方向，目测表面磨痕，保证将前一道留下的磨痕完全除掉。

2．抛光抛光在抛光机上进行。

以帆布、绒布或丝织品作抛光布，选用氧化铝粉、金刚石研磨膏作抛光膏。

抛光时，紧握试样以适度压力压向磨轮，同时试样从中心到边缘移动，不断加入冷却水，确保试样不过热，抛到划痕完全消除即可。

抛光好的试样用清水冲洗干净，用酒精脱水，烘干。

3．侵蚀显示焊接金相组织的方法有两种：化学侵蚀剂显示法和电解侵蚀显示。

大量的低碳低合金钢焊接金相组织都用化学试剂显示，常用的显示剂是硝酸酒精溶液和苦味酸酒精溶液，2~5%的硝酸酒精溶液能很清楚地显示低碳低合金钢焊接接头各区的组织。

普通碳钢金相试样的制备与组织显示------大纲、实验指导书大纲实验学时：4 实验类型：综合实验所属实验课程：光学分析实验教学模块实验指导书名称：《材料光学技术实验》实验指导书相关理论课程名称：材料科学与工程学导论、普通物理、物理化学撰稿人：**** 日期：2011-6-29一、目的与任务了解、掌握金相样品的基本制备、组织显示方法；独立完成一个普通碳钢金相样品的制备与组织显示。

二、内容、要求与安排方式⒈实验内容与要求重点在于普通碳钢的金相样品的制备；在教师指导下，独立完成一个碳钢退火态或者某种热处理后的金相样品的制备全过程；课下查阅、了解、理解基本理论基础（磨光、抛光的最新基础理论研究成果）；充分应用相关学科的知识、内容，分析、领会实践环节的技术基础。

发挥课下主动学习的精神。

内容涉及磨光、抛光、蚀刻，以及显微镜观察。

教师简要介绍实验的基本技术基础，同学独立完成一个金相试样的制备。

金相试样的制备包括磨光、抛光、蚀刻、观察；教师简单说明从切割开始的全过程。

实际的运作如下：首先，观看拍摄的录像（或者指导教师的实际演示）；然后，为每一位同学准备一个大小合适的碳钢样品，磨制4道砂纸（200、400、600、800），之后抛光。

这一过程，需要理解磨光、抛光的基本原理（具体说，就是切割原理。

需要同学们课后进一步根据参考文献进行了解，并与实践过程进行衔接，在今后，指导具体的实践操作）；了解每一道砂纸转换的检验标准（垂直上一道砂纸的划痕进行磨光，达到划痕统一即可；第一道砂纸的特殊情况需要另行交待，或者，同学们课后参阅文献资料）；掌握抛光膏的正确、有效的使用（微量、多次、抹匀）；掌握磨光过程中冷却水的使用，抛光过程中抛光绒布的湿度的控制（了解原因、方法）。

在磨光、抛光过程中样品的运动轨迹的控制、技巧（稳定的空间位置，提起样品时如何避免失误）；每道砂纸进行转换前，一定要清洗，避免粗砂砾带入下一道工序。

在整个过程中，必须确保倒角的存在，尤其是抛光前。

实验一金相显微试样的制备一．实验目的1．了解金相试样的制备过程2．掌握钢铁金相试样的制备过程及方法二．概述金相显微试样的制备可分为以下五个过程：(一) 取样1.试样制备：1.1试样选择1.1.1试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法、检验目的、技术条件、相关标准的规定或双方达成协议的规定进行。

1.1.2需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、腐蚀层深度时，应垂直于锻轧方向取横截面截取试样。

1.1.3 需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、热处理的全面情况时，应平行于锻轧方向取纵截面截取试样。

1.1.4 需研究焊接接头从表层到中心及各焊层的组织、显微组织状态、晶粒度级别等情况时，应垂直于焊缝的纵截面截取试样，并应符合相关标准、规程的规定。

注：显微试样的选取应根据研究的目的,取其具有代表性的部位。

例如○1在检验和分析失效零件的损坏原因时，除了在损坏部位取样外，还需要在距破坏处较远的部位截取试样以便比较。

○2在研究金属铸件组织时，由于存在偏析现象，必须从表面层到中心同时取样进行观察；○3对于轧制和锻造材料则应同时截取横向（垂直于轧制方向）及纵向（平行于轧制方向）的金相试样，以便于分析比较表层缺陷及非金属夹杂物的分布情况；○4对于一般热处理后的零件，由于金相组织比较均匀，试样的截取可在任一截面进行。

1.2试样截取1.2.1试样可用手锯、砂轮切割机、锯、刨、铣等截取，必要时也可用气割法、等离子切割等方法截取。

1.2.2 不论用哪种方法取样，均应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，对过热的影响，可在截取时采取水冷等措施避免。

1.2.3确定好部位后就可把试样截下，试样的尺寸通常采用直径φ12～15mm，高12～15mm的圆柱体或边长12～15mm的方形试样。

金相试样制备方法嘿，朋友！你要是对金属材料感兴趣，那金相试样制备这个事儿你可不能错过。

我今天就来好好给你讲讲这金相试样制备到底是怎么一回事儿。

我有个朋友叫小李，他在一家金属加工企业工作。

有一次，他跟我抱怨说，他们公司想要深入研究一种新的金属合金，但是金相试样制备老是做不好，这就像想要看清一个人的内心，却老是找不到那扇正确的门一样，可把他急坏了。

我就跟他说，这金相试样制备啊，就像是给金属做一个超级精细的体检，每个步骤都得做到位。

那咱们就先来说说取样吧。

这取样就像是从一大群人中挑选出有代表性的几个人一样。

你不能随便乱取呀。

对于金属材料，得考虑它的形状、大小还有用途等好多因素呢。

比如说，如果是一块很大的金属板材，你要是只从边缘取样，那可能得到的结果就不能代表整块板材的性能了，这不是有点像你只看一个班级里坐在前排的学生，就想了解整个班级的学习情况吗？太片面了！取样的时候，得用合适的工具，像切割锯之类的。

而且啊，在切割的时候，速度可不能太快，不然就会对样品造成损伤，就像你跑步太快容易摔倒受伤一样。

取好样之后，就是镶嵌了。

有些样品可能形状不规则或者太小，不好直接进行后续操作，这时候镶嵌就像给它找了个稳固的“家”。

我见过一些镶嵌的材料，像酚醛树脂之类的。

把样品放在模具里，再倒入镶嵌材料，等它凝固了，样品就被牢牢固定住了。

这就好比把一颗珍贵的宝石镶嵌到戒指上，让它稳稳当当的。

接下来就是磨制了。

磨制这个过程可真是个考验耐心的活儿。

就像你要把一块粗糙的石头打磨成光滑的玉坠一样。

开始的时候，要用比较粗的砂纸，比如200目的砂纸。

把样品在砂纸上按一定的方向轻轻磨，这时候你得把样品当成是一件精美的艺术品，小心翼翼地对待。

如果乱磨一气，那样品表面就会变得坑坑洼洼的，这就像你在画画的时候，画笔乱走，那画出来的画肯定不好看啊。

每换一次更细的砂纸，比如从200目换到400目，再换到800目，样品的表面就会越来越光滑。

我记得有一次我自己做金相试样磨制的时候，开始没经验，觉得只要用力磨就好了，结果呢，样品表面被我磨得乱七八糟，我当时那个懊悔啊，就像丢了最心爱的玩具一样。

13CrMo44+H309L焊接金相试样的制备及显微组织分析王有良
【期刊名称】《辽宁师专学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(005)004
【摘要】文章提出了13CrMo44+H309L焊接金相试样的制备方法及各区显微组织分析,解决了长期以来异种钢焊接时结构钢和不锈钢层分别制样、分别进行组织分析的难题.
【总页数】3页(P75-77)
【作者】王有良
【作者单位】渤海船舶职业学院,辽宁,葫芦岛,125005
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.21+1
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1.低合金钢焊接接头低倍检验金相试样的制备 [J], 杨黎明;但楚臣
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5.用于光镜下观察表层显微组织的金相试样制备法 [J], 王长生;罗美华
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金相试样的制备目标和步骤一、金相试样制备的目标1. 咱们先来说说这金相试样制备的目标啊。

这就好比咱们做菜，得先知道为啥做这道菜，是为了自己吃着香呢，还是为了招待客人。

金相试样制备呢，一个重要的目标就是要让咱们能够清晰地看到金属材料内部的组织结构。

你想啊，金属材料内部就像一个小世界，有各种各样的结构，但是咱们肉眼可看不到，所以得通过制备金相试样这个手段，把这个小世界给呈现出来。

2. 还有啊，通过制备金相试样，我们可以了解金属材料的性能。

这就像是了解一个人的脾气秉性一样。

比如说，这个金属是软是硬，是脆是韧，这些性能都和它内部的组织结构有关系。

如果我们能清楚地看到组织结构，就能更好地预测这个金属材料在不同环境下的表现，就像知道一个人在不同情况下会有啥反应一样。

3. 另外呢，在研究金属材料的加工工艺的时候，金相试样制备也是非常关键的。

比如说，这个金属经过锻造、轧制或者热处理之后，它内部的结构会发生变化。

我们制备金相试样，就能观察到这些变化，然后就可以优化加工工艺，让这个金属变得更符合我们的要求，就像把一个调皮的孩子教育成懂事的好孩子一样。

二、金相试样制备的步骤1. 取样取样可是个很重要的开始呢。

这就像咱们要从一棵大树上取一块木材做东西，得选对地方。

对于金属材料，我们要根据研究的目的和要求来选择取样的部位。

比如说，如果我们想研究金属材料在某个特定部位的组织结构，那就得从那个部位取样。

而且啊，取样的大小和形状也有讲究。

不能太大，不然不好处理；也不能太小，不然可能不能代表整个材料的结构。

一般来说，我们会取一个合适大小和形状的试样，像长方形、圆形之类的都比较常见。

在取样的时候，还得注意尽量减少对试样组织结构的破坏。

这就像我们摘水果，不能把水果捏坏了一样。

我们可以使用一些合适的工具，比如锯子、线切割等，来保证取样的质量。

2. 镶嵌取样之后呢，有些试样可能形状不规则或者太小不好处理，这时候就要进行镶嵌了。

镶嵌就像是给我们的试样找个合适的“小房子”。

（三）金相试样制备随着科学技术的发展，研究金属材料内部组织的手段也在不断增加。

然而光学金相显微分析仍然是最基本的方法。

光学金相显微分析的第一步是制备试样，将待观察的试样表面磨制成光亮无痕的镜面，然后经过浸蚀才能分析组织形态。

如因制备不当，在观察面上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析。

因此制备出高质量的试样对组织分析是很重要的。

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，如图2-l所示。

图1-17镶嵌及夹持试样a)镶嵌试样b)夹持试样金相试样的镶嵌，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。