金相试样的制备

一、实验目的

（1）了解金相显微试样制备原理，熟悉金相显微试样的制备过程。

（2）初步掌握金相显微试样的制备方法。

二、实验原理

金相试样制备

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。

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。

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实验1   金相显微镜的使用及金相试样的制备

一、实验目的

1）  掌握金相试样制备的基本方法

2）  掌握金相显微镜的使用方法

二、原理概述

（一）金相显微镜的构造

光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部分，其中放大系统是显微镜的关键部分。

(二) 使用显微镜时应注意的事项

l)操作者的手必须洗净擦干，并保持环境的清洁、并保持环境的清洁、干燥；

2)用低压钨丝灯泡作光源时，接通电源必须通过变压器，切不可误接在220V电源上；

3)更换物镜、目镜时要格外小心，严防失手落地；

4)调节物体和物镜前透镜间轴向距离(以下简称聚焦)时，必须首先弄清粗调旋钮转向与载物台升降方向的关系。初学者应该先用粗调旋钮将物镜调至尽量靠近物体，但绝不可接触。然后仔细观察视场内的亮度并同时用粗调旋钮缓慢将物镜向远离物体方向调节。待视场内忽然变得明亮甚至出现映象时，换用微调旋钮调至映象最清晰为止。

6)用油系物镜时，滴油量不宜过多，用完后必须立即用二甲苯洗净、擦干；

7)待观察的试样必须完全吹干，用氢氟酸浸蚀过的试样吹干时间要长些，因氢氟酸对镜片有严重腐蚀作用。

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金相显微摄像

一、实验目的：

（一）了解普通金相显微镜的构造与使用方法。 （二）了解金相试样的制备方法。

（三）学习使用金相显微镜观察金相组织。

二、实验设备及材料：

实验设备：金相显微镜、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。 材料：金相试样、砂纸一套（800,1000,1200 ）、抛光液（Al2O3）、腐蚀剂（4% 硝酸酒精溶液）、药棉、酒精

三、实验内容及步骤：

实验内容：（1）用机械抛光和化学侵蚀的方法制备金相样品

（2）观察试样的显微组织，并绘制组织图。

试验步骤：（1）金相样品的截取及镶嵌

（2）金相样品磨光

（3）金相样品的抛光

（4）金相样品的化学侵蚀

（5）显微组织的观察与记录

四、简述金相显微镜的放大原理：显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。靠近观察物体的透镜叫物镜，而靠近眼睛的透镜叫目镜。通过物镜和目镜的两次放大，就能将物体放大到较高的倍数

五、简述金相显微镜的基本构造

金相显微镜通常由光学系统,照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附有摄影装置

(一)金相显微镜机械装置

显微镜的机械装置要由镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器及调焦装置等。它是支持放大、照明部分的支架、具固定与调解光学镜头，固定和移动标本作用。

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金相检验实验报告

一、实验目的

1） 掌握金相试样制备的基本方法

2） 掌握金相显微镜的使用方法

二、原理概述

（一）金相显微镜的构造

光学金相显微镜的构造一般包括放大系统、光路系统和机械系统三部分，其中放大系统是显微镜的关键部分。

(二) 金相试样制备

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。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。 金相试样的镶嵌，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；

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实验  金相试样制备

一、实验目的

    1．了解金相显微镜的构造、原理及使用规则。

    2．掌握金属显微试样的制备及金相显微组织显示方法。

    3．掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征。

    4．掌握利用显微镜进行显微组织分析、观察的方法。

二、概述

    金相显微分析是研究金属和合金组织的主要方法之一，在生产实际中，为了探索金属材料的性能，经常需要进行金相组织的检查和分析。金相分析的基本原理就是利用显微镜的光学理论借助光线对试样表面的反射特点来进行的。为了对金相显微组织进行鉴别和研究，需要将所分析的金属材料制备成一定尺寸的试样，并经磨制抛光与腐蚀等工序，最后通过金相显微镜来观察和分析金属的显微组织状态及分布情况。金相样品制备的质量好坏，直接影响到组织观察的结果。如果样品制备不符合特定的要求，就有可能由于出现假象而产生错误的判断，致使整个分析得不到正确的结论。

    金属材料及其他材料科学的发展，不仅要求了解材料的化学成分，更期望了解各种化学成分在材料中的分布状况（如偏析）及形态（如夹杂）等。而常规的化学分析手段，得到的是材料的宏观信息（通常指平均含量），无法得到材料化学成分的分布以及夹杂等形态结构信息；而一些能谱与探针技术属于微区分析，通常只能得到材料的微区成分及形态特征，无法进行准确的成分定量分析，更无法得到材料中较大范围内成分分布及结构的定量统计信息。因此，如何实现金属材料的快速、全面、准确的化学成分和结构分析，成为冶金分析领域的重要研究方向。

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氧化铝

物理性质：

真密度 3.97 g/cm3

松装密度：0.85g/mL（325目~0）0.9g/mL（120目~325目）

真密度的检测原理：把试样破碎后，磨细使之尽可能不存在有封闭气孔，测量其干燥的质量和真体积，从而测得真密度。

粉末松装密度(apparent density of powders)粉末在规定条件下自由充满标准容器后所测得的堆积密度，即粉末松散填装时单位体积的质量，以g／cm3表示，是粉末的一种工艺性能。松装密度是粉末多种性能的综合体现，对粉末冶金机械零件生产工艺的稳定，以及产品质量的控制都是很重要的，也是模具设计的依据。

TiC具有高熔点（3150°），低密度（4.93g/cm3） 的物理特性。

热力学中的“焓”的物理意义是什么？

热力学能（U）：一个系统内能量的总和（分子的平均动能，转动能，振动能，分子间势能，原子间键能，电子运动能，核内离子间核能等）。

把所研究的一个反应过程的所有参与因素看作一个系统，这个系统在反应前有一个上述的热力学能U1，反应后变为U2。

构造一种情况使得反应前后（甚至反应的过程中）系统的压强保持不变。反应前后系统的体积会有一个变化量。反应前后系统的能量变化中有一部分用来做功改变系统体积。这部分能量值为系统的压强乘以体积变化量（可正可负可零）=[P*(V2-V1)]

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实验三、金相样品的制备与显示

一、实验目的

1. 掌握金相样品制备的一般方法和原理

2. 熟悉常用金属材料金相显微组织显示方法

3. 了解金相样品制备的其他方法

二、样品制备

金相试样的制备过程一般包括取样、镶嵌、磨制、抛光和浸蚀等5个步骤，制备好的试样应能观察到真实组织，无磨痕、麻点与水迹，并使金属组织中的夹杂物、石墨等不脱落。否则，将会严重影响显微分析的正确性。

1. 取样

选取试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法、检验的目的、技术条件或双方协议的规定进行。垂直于锻轧方向的横截面可以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、表面化学热处理及镀层厚度等。平行于锻轧方向的纵截面可以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、热处理的全面情况等。当检查金属的破损原因时，可以在破损处取样或在其附件的正常部位取样进行比较。

金相试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准，通常采用直径15～20mm、高15～20mm的圆柱体或连长15～20mm的立方体。对于不同性质的材料，试样截取方法不同，可用手锯、砂轮切割机、显微切片机、线切割、化学切割装置、电火花切割机、剪切、锯、刨、车、铣等截取，必要时也可用气割法截取。硬而脆的金属可以用锤击法取样，软的金属材料可用锯、刨、车等方法。不论用哪种方法取样，均应注意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，也可在切割时采取预防措施，如水冷等。

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