第二章　材料成型與加工實驗

實驗12　金相顯微試樣的制備

一、實驗目的

掌握金相顯微試樣制備的基本方法。

二、實驗原理

金相制樣也稱為磨金相，就是將金屬的粗樣品經過粗磨、細磨、拋光、腐蝕等數道工序制成合格的樣品，從而可以在顯微鏡下觀察到金屬相圖的過程。磨金相是材料研究中的一種重要操作工藝。經過磨金相處理后的材料，可將其表面的不平整、氧化現象或是其他雜質予以去除。當試樣表面達到光滑、平整的合格標準后，再以特殊腐蝕液進行表面腐蝕；根據利用材料各組織對腐蝕液的受腐蝕程度不同，會表現出來的不同特征組織特性，從而來了解材料內部缺陷及微結構。

常用化學腐蝕方法包括浸蝕法、滴蝕法、擦蝕法，如圖2-1所示。

三、實驗用品

拋光機、金相砂紙、碳鋼試樣。

拋光液：一般材料采用Cr₂O₃綠粉、帆布粗拋光即可。

乙醇、腐蝕液、吹風機、藥棉、滴管等；金相顯微鏡。

四、實驗步驟

（1）取樣：碳鋼，金相試樣的尺寸。

（2）鑲嵌：當試樣尺寸太小時，需要使用試樣夾或用樣品鑲嵌機，把試樣鑲嵌在低熔點合金或塑料中。金相試樣的鑲嵌方法包括：機械鑲嵌；低熔點合金鑲嵌；塑料鑲嵌。

（3）磨制：試樣的磨制一般分為粗磨和細磨兩道工序。

① 粗磨。粗磨的目的是為了獲得一個平整的表面。

② 細磨是利用一套粗細程度不同的金相砂紙，由粗到細依次順序進行的。將砂紙放在玻璃板上，手指緊握試樣并使磨面朝下，均勻用力向前推行磨制。在回程時，應提起試樣不與砂紙接觸，以保證磨面平整而不產生弧度。在一套不同粒度的砂紙上磨制，當由粗到細更換砂紙時，磨痕方向與上道垂直且砂粒勿帶入下道，直到將上一道所產生的磨痕全部消除為止。

（4）拋光：拋光的目的是去除細磨時遺留下來的細磨痕，獲得光亮的鏡面。操作時將試樣磨面均勻、平整地壓在旋轉的拋光盤上，并沿著盤的半徑方向從中心到邊緣作往復移動；拋光時在拋光盤上不斷滴注拋光液，壓力不宜過大，拋光時間也不宜過長，一般約3～5min。當磨痕全部消除而呈現鏡面時，停止拋光。

（5）腐蝕：如果把拋光后的試樣直接放在顯微鏡下觀察時，只能看到一片亮光，無法有效地辨別出各種組成物的形態特征。因此，必須使用浸蝕劑對試樣表面進行“浸蝕”，才能清楚、有效地顯示出顯微組織的真實情況；鋼鐵材料最常用的浸蝕劑為3%～4%硝酸與乙醇溶液；操作時動作要迅速，浸蝕完畢后要立即用清水沖洗，隨后用乙醇沖洗，最后用吹風機吹干即可；只有手與樣品充分干燥，方可在顯微鏡下觀察分析。

五、思考題

畫出觀察到的金相試樣顯微組織示意圖。

參　考　文　獻

［1］　陳洪玉. 金相顯微分析. 哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2013.

（王桂雪）