用在顯微鏡下觀察鋼鐵組織的試樣,稱為金相顯微磨樣或稱金相試樣。常用的試樣尺寸為直徑10~20mm,厚約為15mm,便于手持。若試樣很薄或呈異形又較小,可用膠木粉或電壓粉在鑲嵌機(jī)里制成標(biāo)準(zhǔn)試樣。
試樣制備過(guò)程如下:截取試樣→粗磨→細(xì)磨→拋光→浸蝕→保持。
(1)試樣截取和粗磨 截取試樣的部位應(yīng)根據(jù)零件的形狀與研究的目的而定。
鑄件應(yīng)自截面不同的部位截取試樣,以研究冷卻速度對(duì)其組織的影響。經(jīng)壓力加工的零件,應(yīng)在變形方向和垂直于變形方向截取試樣,以研究加工對(duì)組織的影響。熱處理零件應(yīng)在表層與中心截取試樣,以研究熱處理對(duì)組織的影響。
軟材料可用車削、鋸斷、切樣砂輪等方法截取試樣。如是高硬度材料,使用線切割取樣最妥當(dāng)。用切樣砂輪來(lái)切取試樣,在切割過(guò)程中,材料容易過(guò)度受熱而影響其組織。
截取下來(lái)的試樣用砂輪磨平,磨制時(shí)要注意用水冷卻,保證磨面不回火。或用銼刀銼平后,再用粗砂紙(砂紙應(yīng)平放在玻璃板上)順著一個(gè)方向進(jìn)行粗磨,至砂輪痕跡或刀 痕消失為止。
(2)試樣的細(xì)磨 粗磨后的試樣,再在較細(xì)的砂紙上進(jìn)行細(xì)磨。砂紙?zhí)枒?yīng)逐漸變細(xì),每換一個(gè)號(hào)的砂紙,試樣細(xì)磨的方向應(yīng)該轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)90°,即在兩張不同號(hào)砂紙上細(xì)磨的方向應(yīng)垂直。這樣磨易于觀察前一次磨痕消失情況,也加快了消除前移到磨痕的速度。一般用在試樣上的力要均衡,使試樣表面與砂紙完全接觸,且不可用力過(guò)大。單程磨樣,不要再砂紙上來(lái)回拖動(dòng)試樣。磨制試樣的好壞對(duì)組織觀察是十分重要的,這個(gè)基本功是靠多磨試樣來(lái)獲得的,沒(méi)有其他捷徑可走。
(3)試樣的拋光 為了消除試樣細(xì)磨時(shí)的磨痕,試樣需進(jìn)行拋光。常用的拋光方法有:機(jī)械拋光、化學(xué)-機(jī)械拋光和電解拋光。工廠中常用的是機(jī)械拋光,F(xiàn)將機(jī)械拋光的方法簡(jiǎn)述如下:將試樣放在拋光機(jī)蒙有拋光布料(絲綢、細(xì)呢絨等)拋盤上進(jìn)行拋光。在拋光時(shí),不時(shí)地往拋光盤上灑拋光液(AL2O3或Cr2O3、MgO等懸濁液或?qū)S脪伖鈩,拋光時(shí),壓力不應(yīng)過(guò)大。拋至試樣表面光亮如鏡,在顯微鏡下觀察已無(wú)條痕為止。
(4)試樣用酒精沖洗浸蝕 拋光后的試樣,如不經(jīng)浸蝕,在顯微鏡下只能看到組織中的氧化物、硫化物或鑄鐵中的石墨等雜質(zhì)。只有經(jīng)過(guò)浸蝕,由于金屬晶粒方位不同,受浸蝕的程度各不相同,以及浸蝕劑對(duì)各種組織結(jié)構(gòu)成分的腐蝕程度的不同,在顯微鏡下對(duì)光的反射也就不同,才能再顯微鏡下觀察到(區(qū)別)不同的金屬組織結(jié)構(gòu)。
浸蝕方法如下:將拋光表面先用無(wú)水酒精洗滌,以消除油漬和污物,將試樣提入浸蝕劑內(nèi),或用脫脂棉醮上浸蝕劑涂在試樣拋光面,浸蝕的時(shí)間隨合金及組織的不同而不同,浸蝕后,先用水再用酒精沖洗,再用吹風(fēng)機(jī)吹干。這里注意不要省略了用酒精沖洗,吹風(fēng)時(shí)先盡量使用冷風(fēng),目的是保證拋光表面不能受熱氧化,很多新手不會(huì)制作金相試樣的關(guān)鍵點(diǎn)就在此。鋼鐵浸蝕劑可以參考專用手冊(cè)。
(5)試樣保持 制樣完成后,可以在顯微鏡上觀察組織。之后的試樣應(yīng)該在干燥器中保持,不要丟棄。