金相显微镜硬度计切割机镶嵌机技术参数(精)

金相显微镜操作规程

金相显微镜属于精密光学仪器，为了保证金相显微镜系统正常的发挥功能，特制定本规程。

金相显微镜由专人使用，专人负责日常维护、保养。任何人未经许可，不得调试该设备。

金相显微镜系统的操作步骤及日常维护、保养注意事项如下：

一、 显微镜部分

1、去掉防尘罩，打开电源。

2、将试样置于载物台垫片，调整粗/微调旋钮进行调焦，直到观察到的图像清晰为止。

3、调整载物台位置，找到关心的视场，进行金相分析。

二、 计算机及图像分析系统

将金相显微镜上的观察/照相切换旋钮调至PHOT位置，金相显微镜里观察到的信息便转换到视频接口和摄像头，打开计算机，启动图象分析软件，即可观察到来自金相显微镜的实时的图像，找到关心的视场后将其采集、处理。

三、 日常维护、保养及注意事项

为保证系统的使用寿命及可靠性，注意以下事项：

1，试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、 防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）；电源：220V±10%，50HZ；温度：0°C—40°C。

2，调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。

3，当载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。

4，亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也有损视力。

5，所有（功能）切换，动作要轻，要到位。

6，关机时要将亮度调到最小。

7，非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。

8，更换卤素灯时要注意高温，以免灼伤；注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。

9，关机不使用时，将物镜通过调焦机构调整到最低状态。

10，关机不使用时，不要立即该盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。

11，不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。

12，非专业人员不要尝试擦物镜及其它光学部件。目镜可以用脱脂棉签蘸1:1比例（无水酒精：乙醚）混合液体甩干后擦拭，不要用其他液体，以免损伤目镜。

上海研润科技有限公司

1金相实验的原理和方法 一 实验目的: 金属材料的使用通常遵循着“成分—组织—性能”的相互关系。金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。 所谓外部条件就是指温度、加工变形、铸造情况等。 二 试验设备： 1. 金相试样切割机 2. 砂轮机 3. 镶嵌机 4. 预磨机 5. 抛光机 6. 腐蚀液 7. 金相显微镜 8. 摄影系统及电脑 三 试验原理： 金相试验是将欲检验之试片表面经言磨抛光（或化学抛光、电化学抛光）至一定的要求光滑后，以特定的腐蚀液于以腐蚀，利用各相或同一相中方向不同对腐蚀程度的不同而能表现出各相之特征，并利用显微镜放大倍率观察判断之。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 2四 试验方法： 1.试片之准备： 为使试片能合乎观察的要求必须以如下之步骤处理之。 (1)取样(SAMPLING): 取样必须考虑其整体或研究的主题的代表性，如材料属方向性者则应依各方面皆取样观察：如品管检查则可随机取样如破坏原因分析可取性质较差的材料以凸显破坏原因以利观察等等。 (2)切割(SECTIONING): 如材料硬度低则可直接用锯子予以切割，如硬度较高则可使用砂轮切割，但必须慎选砂轮，且切割时须冷却以避免因切割过程所产生的热对材料组织的影响。 (3)粗磨(COARSE GRINDING): 用砂轮机去除试片的毛边，并用较粗的砂纸(#80左右)或沙袋机磨平且可除去可能因切割所产生的变态层。 (4)嵌模(MOUNTING): 嵌模之目的为使试片握持方便或保持试片边缘之完整，如不考虑这两种因素，则此步骤可省略 嵌模的方法有两种，即热嵌模(Hot Molding)及冷嵌模(Cold Molding)。热嵌模亦称为加压嵌模(Compression Molding)，方法为将试片表面朝下置于金属磨中(一般内径为111/4及11/2等三种)再填以适量之树脂，如酚树脂(如电木粉、Bakelite)，预热至60~80℃后即加压至4,200PSI左右之压力，并继续加热至130~140℃，持热PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 3数分钟后，即可移去热源，并可取出试片，如系使用热塑性塑料(Thermoplastics)则应俟温度降至50℃以下才可取出。 冷嵌模法则将试片面朝下粘在胶纸带上，再将试片置入任一直径(3~5cm)，高约3~4cm之玻璃管或金属管之内，管壁需涂上一层薄的凡士林，以利脱膜，在将树脂及硬化剂倒入管内，俟硬化后及可取出。 (5)磨制(POLISHING): 在预磨机上放置水砂纸，在流动的水流中以粗砂纸先磨，逐次磨至1,000mesh左右，即完成此一步骤磨制时应改变磨的方向，以去除嵌入金属基地的砂粒。 (6)抛光(LAPPING): 经以上磨样后的试片必须以清水洗净附着于表面的砂粒，方可至于抛光机上抛光，否则砂粒将污染抛光用的绒布。抛光用的磨料通常有氧化铝（Al2O3），氧化铬（Cr2O3）和金刚石制剂。由于氧化铬会造成呼吸器官之病变，因此，目前已较少被采用。试片经抛光至镜面无刮痕则完成此一步骤。 (7)腐蚀(ETCHING): 经抛光后的试片再以清水洗净，并速予吹干，注意从最后一次抛光后的试片不可以手触摸，否则会因油脂而污染试片，清水冲刷时可使用棉花轻轻拂试试片表面。 各种金属及合金观察所需的腐蚀液资料，可在许多书籍和发表论文中找到，而在参考数据的Ref 1及2有完整数据，附表所列者为一般常用的腐蚀液。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 4腐蚀所需的时间并无一定的标准，通常宜采用试片进入腐蚀液后，不断的取出观察其腐蚀程度， 一旦镜面变色为毛玻璃之色调或回火Martensite系列变色为灰黑色，则应立即以清水冲洗之，然后以强热风吹去试片之水滴和吹干，即可做金相观察。 2. 显微镜观察： 金相显微镜是利用光之照射在金属经反射后加以观察的方法与生物显微镜的穿透式不同，其放大被率为目镜（Eye Piece）与物镜（Objective）之乘积，如目镜的放大倍率为10X，物镜为50X，则放大被率为500X，使用显微镜时必须先以较小的放大倍率观察，因其焦距较长，才不致使物镜较易处碰到试片，俟找到较小倍率的焦距后，再选择观察的较大倍率观察之。 3. 金相组织观察 ⑴.奥氏体 －碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处 ⑵.铁素体－碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。 ⑶.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 5状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。 ⑷.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。 珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。 ⑸.上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 6⑹.下贝氏体－同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑，回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细。 ⑺.粒状贝氏体－大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为m-a组织。 ⑻.无碳化物贝氏体－板条状铁素体单相组成的组织，也称为铁素体贝氏体。形成温度在贝氏体转变温度区的最上部。板条铁素体之间为富碳奥氏体，富碳奥氏体在随后的冷却过程中也有类似上面的转变。无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中，在硅、铝含量高的钢中也容易形成。 ⑼.马氏体－碳在a-Fe中的过饱和固溶体。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 7板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行的板条组成一个板条束，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）。 片状马氏体（针状马氏体）：常见于高、中碳钢及高ni的fe-ni合金中，针叶中有一条缝线将马氏体分为两半，由于方位不同可呈针状或块状，针与针呈120o角排列，高碳马氏体的针叶晶界清楚，细针状马氏体呈布纹状，称为隐晶马氏体。 ⑽.回火马氏体－马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和（含碳较低）的a-相混合组织 它由马氏体在150~250℃时回火形成。 这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。 ⑾.回火屈氏体－碳化物和a-相的混合物。 它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物，针状形态已逐渐消失，但仍隐约可见，碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑的组织，在电镜下才能清晰分辨两相，可看出碳化物颗粒已明显长大。 ⑿.回火索氏体－ 以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物颗粒。 它由马氏体在500~650℃时高温回火形成。其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织，马氏体片的痕迹已消失，渗碳体的外形已较清晰，但在光镜下也难分辨，在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 8⒀.莱氏体－ 奥氏体与渗碳体的共晶混合物。呈树枝状的奥氏体分布在渗碳体的基体上。 ⒁.粒状珠光体－由铁素体和粒状碳化物组成。 它是经球化退火或马氏体在650℃~a1温度范围内回火形成。其特征是碳化物成颗粒状分布在铁素体上。 ⒂.魏氏组织－ 如果奥氏体晶粒比较粗大，冷却速度又比较适宜，先共析相有可能呈针状（片状）形态与片状珠光体混合存在，称为魏氏组织 。亚共析钢中魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角形，粗大铁素体呈平行或三角形分布。它出现在奥氏体晶界，同时向晶内生长。过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状，它出现在奥氏体晶粒的内部。 五.问题与讨论 （1）原材料组织和脱碳层 图一、35K热轧组织 720X PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 9（2）球化组织及脱碳层 图二、35K拉拔后球化组织 表面脱碳 150X 图二、35K拉拔后球化组织4级 150X PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 10（3）低碳合金钢渗碳淬回火组织 图三、20CrMnTi渗碳淬回火组织 150X （4）10.9级产品调质组织 图四、保持马氏体位向关系的回火索氏体 720X PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 11 图五、10.9级螺栓螺纹脱碳 150X （5） 弹性垫圈组织 图五、淬火不当造成开裂 720X PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 12（6） Cr12MoV模具组织 图六、炉子跑温，模具过烧 150X PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建

1 金相实验室指导书

金相实验是通过眼睛及放大镜观察、检查金属材料的低倍组织和宏观缺陷，应用光学显

微镜观察、检查金属材料的显微组织，进行金属材料研究和工业检验的一门实验。

金相实验的目的：是通过观察、检查金属的组织和存在缺陷方法，获得各种必要的信息

和数据，用以进行金属材料的评价，探讨和改进生产工艺状况，以及为适应工业发展的需要

研制新材料。

金相实验是一项密切联系专业理论和实践很强的实验。因此，金相实验不仅要较好地掌

握有关理论知识，还必须熟练掌握金相实验的操作技能。金相实验的中心内容包括两大部分。

第一部分是金相实验室操作，包括整套制备金相试样、光学金相显微镜和显微硬度计的使用

以及金相摄影和暗室操作。第二部分是金相组织检验，包括金属基本组织的识别分析、金相

检验标准的正确运用以及金相组织的研究。

一、 金相实验的方法及步骤

1．金相实验的方法

按观察被实验物时采用的放大倍率不同，金相实验的方法可分为宏观金相实验（又称宏

观分析、低倍实验）和金相显微镜实验（又称显微分析）两种。

（1） 宏观金相实验 是通过眼睛或放大镜（放大20倍以下）对被实验物进行特定观

察分析的方法。其实验项目有肉眼观察、热酸蚀或冷酸蚀、硫印和磷印等实验。被实验的内

容有金属断口形貌、机件破损外貌、金属偏析（组织偏析和成分偏析）、枝晶、金属流线、硫

或磷夹杂物、有色金属晶粒的粗细和冶金缺陷（如缩孔、气泡、夹渣、翻皮、冷隔疏松、白

点、裂纹等）。

（2）金相显微镜实验 是通过光学金相显微镜在10~2000倍的放大倍率下，对被实验

物进行观察分析的方法。实验内容主要是显微组织、各种非金属夹杂物、各类冶金缺陷、裂

纹以及它们之间的相互关系等。

金相显微镜实验是一种比宏观实验更细致、更深入和更能揭示本质的实验方法，也是金

相实验的主要方法和内容。金相实验将重点学习金相显微镜实验。

2 2．金相实验的步骤 实验步骤遵循如下顺序：

实验目的要求→被实验物情况的调查研究→截取金相实验试样和试样的制备→显微镜

海南大学 葛

A9-302 实验：纯铁、45钢和T12的金相实验

与布氏、洛氏硬度的测量

一：实验目的

1.观察和分析晶向组织；

2.分析纯铁、45钢和T12显微组织的形成过程；

3.分析纯铁、45钢和T12的组织与含碳量之间的关系，从而掌握铁碳合金成分、组织和性能之间的关系。

二：实验设备与材料

1、纯铁、45钢和T12的试样各一根；

2、砂纸（80、360、600、1200、1500）；

3、磨砂机5台； 4、晶向切割机一台；

5、抛光机一台； 6、4%硝酸溶液；

7、XJX—1小型金相显微镜一台；

8、HRS-150型数显洛氏硬度测量仪 ；

9、HB-3000B布氏硬度测量仪。

三：实验过程

一：晶向的观察

1.取样

对一般热处理后的零件，由于组织均匀，可任意取样取样时应保证试样观察面不发生组织变化，软材料取样可用锯、刨、车等方法，硬材料取样可用砂轮切片机等方法，脆性材料可用锤击等方法。试样尺寸不宜过大或过小，一般以手拿方便即可，其形状以便于观察为宜。 海南大学 葛

A9-302 2.磨制

(1) 粗磨：粗磨目的是为了获得一个平整的表面，软材料试样可用锉刀锉平；钢铁材料可用砂轮机磨平。