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1、会计学1材料分析技术金相分析技术材料分析技术金相分析技术第一页，编辑于星期日：十五点 四十三分。第一章第一章 光学金相显微镜光学金相显微镜 的结构与使用的结构与使用第1页/共118页第二页，编辑于星期日：十五点 四十三分。金相显微镜的种类、型号很多，按功能可分为：教学型、生产型、科研型。按结构型式分为：台式、立式、卧式。此外还有紫外、红外、高温、低温、偏光、相衬、干涉等各种特殊用途的金相显微镜。金相显微镜的种类、型号很多，按功能可分为：教学型、生产型、科研型。按结构型式分为：台式、立式、卧式。此外还有紫外、红外、高温、低温、偏光、相衬、干涉等各种特殊用途的金相显微镜。任何一种金相显微镜均主要由
2、光学系统、照明系统、机械系统、附件装置任何一种金相显微镜均主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置(包括摄影或其它装置包括摄影或其它装置)组成。组成。金相显微镜的构造与使用金相显微镜的构造与使用金相显微镜的构造与使用金相显微镜的构造与使用44型金相显微镜的机械结构型金相显微镜的机械结构11载物台载物台 22镜臂镜臂 33物镜转换器物镜转换器44微动座微动座 55粗动调焦粗动调焦手轮手轮 66微动调焦手轮微动调焦手轮 77照明装置照明装置 88底座底座 99平台托架平台托架 1010碗头组碗头组 1111视场光阑视场光阑 1212孔径光阑孔径光阑第2页/共118页第三页，编辑于星期日：十五点
3、 四十三分。(1)(1)光学系统光学系统 由由灯灯泡泡发发出出的的一一束束光光线线，经经过过透透镜镜组组、反反光光镜镜会会聚聚于于孔孔径径光光阑阑，随随后后经经过过聚聚光光镜镜，再再将将光光线线聚聚焦焦在在物物镜镜后后焦焦面面，最最后后光光线线投投射射到到试试样样上上。从从试试样样磨磨面面反反射射回回来来的的光光线线复复经经物物镜镜、辅辅助助透透镜镜、半半反反射射镜镜及及棱棱镜镜造造成成一一个个放放大大倒倒立立的的实实像像，由由目目镜镜再再次次放放大大在在明明视距离处形成虚象。视距离处形成虚象。XJZ-1XJZ-1型金相显微镜的光学原理型金相显微镜的光学原理第3页/共118页第四页，编辑于星期
4、日：十五点 四十三分。(2)照明系统照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等。XJL-02型立式金相显微镜明场照明系统第4页/共118页第五页，编辑于星期日：十五点 四十三分。光源光源 光源应具有足够的发光强度且要求发光均匀，发热程度要低并易于对亮度、位置进行调节。色温希望高和光谱连续性好。光源应具有足够的发光强度且要求发光均匀，发热程度要低并易于对亮度、位置进行调节。色温希望高和光谱连续性好。光源一般有低压钨丝灯、卤钨灯、氙灯、超高压汞灯和碳弧灯几种。光源一般有低压钨丝灯、卤钨灯、氙灯、超高压汞灯和碳弧灯几种。光源的照明方式有科勒照明和临界照明之别。光源的照明方式有科勒照明和临界照明之别
5、。XJL-02型立式金相显微镜明场照明系统第5页/共118页第六页，编辑于星期日：十五点 四十三分。b.b.照明器照明器 金相显微镜采用反射光照明，光金相显微镜采用反射光照明，光源位于镜体侧面与主光轴正交。因源位于镜体侧面与主光轴正交。因此，光线需转向此，光线需转向9090，这种转变光线，这种转变光线的装置叫做垂直照明器。利用照明进的装置叫做垂直照明器。利用照明进行照明的方式分为以下几种。行照明的方式分为以下几种。(i)(i)平面玻璃反射照明。平面玻璃反射照明。这种照明方这种照明方法的特点是光线均匀地直射在试样表法的特点是光线均匀地直射在试样表面，被浸蚀后的凹凸处无阴影产生，面，被浸蚀后的凹凸
6、处无阴影产生，得到清晰平坦的图象。采用这照明方得到清晰平坦的图象。采用这照明方式，式，能真实地表示出各组成相，但缺能真实地表示出各组成相，但缺乏立体感。乏立体感。平面玻璃反射照明平面玻璃反射照明第6页/共118页第七页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n(ii)(ii)棱镜反射照明。棱镜反射照明。棱镜反射照明。棱镜反射照明。这种照明是利用三这种照明是利用三这种照明是利用三这种照明是利用三棱镜作为折光元件，光源经棱镜全反射后，棱镜作为折光元件，光源经棱镜全反射后，棱镜作为折光元件，光源经棱镜全反射后，棱镜作为折光元件，光源经棱镜全反射后，通过物镜光束便斜射到试样表面。这种照通过物镜光束便斜射
7、到试样表面。这种照通过物镜光束便斜射到试样表面。这种照通过物镜光束便斜射到试样表面。这种照明方式与平面镜相比较光线损失极少，镜明方式与平面镜相比较光线损失极少，镜明方式与平面镜相比较光线损失极少，镜明方式与平面镜相比较光线损失极少，镜筒内的炫光较低，筒内的炫光较低，筒内的炫光较低，筒内的炫光较低，图象高密度大、衬图象高密度大、衬图象高密度大、衬图象高密度大、衬度好。度好。度好。度好。但这种照明方式棱镜占去镜但这种照明方式棱镜占去镜但这种照明方式棱镜占去镜但这种照明方式棱镜占去镜筒将近一半的位置，也就是遮去了筒将近一半的位置，也就是遮去了筒将近一半的位置，也就是遮去了筒将近一半的位置，也就是遮去
8、了物镜孔径的一半，从而使物镜的有物镜孔径的一半，从而使物镜的有物镜孔径的一半，从而使物镜的有物镜孔径的一半，从而使物镜的有效数值孔径减小，效数值孔径减小，效数值孔径减小，效数值孔径减小，分辨能力会降低，这分辨能力会降低，这分辨能力会降低，这分辨能力会降低，这种照明方式适合在放大种照明方式适合在放大种照明方式适合在放大种照明方式适合在放大100100倍以下使用倍以下使用倍以下使用倍以下使用 。棱镜反射照明第7页/共118页第八页，编辑于星期日：十五点 四十三分。(iii)(iii)斜照明。光线与镜体斜照明。光线与镜体光轴是一定角度，使照在试样光轴是一定角度，使照在试样上的光线是倾斜的。上的光线是
9、倾斜的。这种照这种照明方式可以明方式可以提高显微镜的分辨提高显微镜的分辨力，力，并使试样凸起部分产并使试样凸起部分产生阴影，从而增幼虫了图生阴影，从而增幼虫了图象的衬度和立体感。斜射象的衬度和立体感。斜射照明可通过调节孔径光阑照明可通过调节孔径光阑的平面位移而得到的平面位移而得到 。斜照明第8页/共118页第九页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n(iv)(iv)暗场照明。暗场照明。暗场照明。暗场照明。暗场照明的光学行程。暗场照明的光学行程。暗场照明的光学行程。暗场照明的光学行程。来自光源的平行光束，被环形光阑所来自光源的平行光束，被环形光阑所来自光源的平行光束，被环形光阑所来自光源的平行
10、光束，被环形光阑所阻，而形成环形光束，经过平面玻璃阻，而形成环形光束，经过平面玻璃阻，而形成环形光束，经过平面玻璃阻，而形成环形光束，经过平面玻璃转向，再经过物镜外围的抛物面反射转向，再经过物镜外围的抛物面反射转向，再经过物镜外围的抛物面反射转向，再经过物镜外围的抛物面反射镜，以大的倾斜角投射到试样表面，镜，以大的倾斜角投射到试样表面，镜，以大的倾斜角投射到试样表面，镜，以大的倾斜角投射到试样表面，这时试样上平坦的部分所反射的光将这时试样上平坦的部分所反射的光将这时试样上平坦的部分所反射的光将这时试样上平坦的部分所反射的光将不会进入物镜而呈暗色，对于凹陷部不会进入物镜而呈暗色，对于凹陷部不会进
11、入物镜而呈暗色，对于凹陷部不会进入物镜而呈暗色，对于凹陷部分却能将光线反射进入物镜。这一照分却能将光线反射进入物镜。这一照分却能将光线反射进入物镜。这一照分却能将光线反射进入物镜。这一照明方式的特点是：明方式的特点是：明方式的特点是：明方式的特点是：使有效数值孔径增使有效数值孔径增使有效数值孔径增使有效数值孔径增加，提高衬度，特别是能观察非金属加，提高衬度，特别是能观察非金属加，提高衬度，特别是能观察非金属加，提高衬度，特别是能观察非金属夹杂的透明度及真实色彩夹杂的透明度及真实色彩夹杂的透明度及真实色彩夹杂的透明度及真实色彩暗场照明第9页/共118页第十页，编辑于星期日：十五点 四十三分。(3
12、)(3)光阑光阑光阑分为孔径光阑和视场光阑。光阑分为孔径光阑和视场光阑。孔径光阑。孔径光阑。孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和控制进入光孔径光阑的调节可以改变成象光束的大小和控制进入光学系统的光通亮。学系统的光通亮。缩小孔径光阑，缩小孔径光阑，孔径角变小，这时光束只通过物镜的中心部分，孔径角变小，这时光束只通过物镜的中心部分，利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能利于消除物镜的单色象差，图象清晰，能 提高景深，提高相提高景深，提高相的衬度。的衬度。但孔径角小，但孔径角小，会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔径光会降低物镜的分辨能力。适当的增大孔径光阑，会增大亮度和提高鉴别能力。阑，会增大亮度和
13、提高鉴别能力。为了充分发挥物镜的分辨能力，又能兼顾景深，为了充分发挥物镜的分辨能力，又能兼顾景深，获得良好衬获得良好衬度，度，孔径光阑调到使入射光束刚好充满或略小于孔径光阑调到使入射光束刚好充满或略小于物镜孔径为宜。物镜孔径为宜。各种物镜的孔径不同，因此更换物镜时，各种物镜的孔径不同，因此更换物镜时，孔径光阑应作相应调节，否则图象不清晰。孔径光阑应作相应调节，否则图象不清晰。第10页/共118页第十一页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n视场光阑。视场光阑。视场光阑。视场光阑。n n视场光阑的大小对显微镜的分辨能力没有影响，视场光阑的大小对显微镜的分辨能力没有影响，视场光阑的大小对显微镜的
14、分辨能力没有影响，视场光阑的大小对显微镜的分辨能力没有影响，适当缩适当缩适当缩适当缩小可减少筒内的杂散光，小可减少筒内的杂散光，小可减少筒内的杂散光，小可减少筒内的杂散光，增加图相衬度。增加图相衬度。增加图相衬度。增加图相衬度。n n有时为了观察某一范围的显微组织，可将视场光阑缩小至有时为了观察某一范围的显微组织，可将视场光阑缩小至有时为了观察某一范围的显微组织，可将视场光阑缩小至有时为了观察某一范围的显微组织，可将视场光阑缩小至这个区域，或获得良好效果。照相或观察时可将视场光阑这个区域，或获得良好效果。照相或观察时可将视场光阑这个区域，或获得良好效果。照相或观察时可将视场光阑这个区域，或获得
15、良好效果。照相或观察时可将视场光阑调节到视场以外一点即可。调节到视场以外一点即可。调节到视场以外一点即可。调节到视场以外一点即可。第11页/共118页第十二页，编辑于星期日：十五点 四十三分。(4)(4)滤色片滤色片 滤色片的作用是吸收光源发生的白色光中波长不合需滤色片的作用是吸收光源发生的白色光中波长不合需要的光线，只让一定波长的光线通过。要的光线，只让一定波长的光线通过。显微镜使用滤色显微镜使用滤色片目的如下：片目的如下：a.a.增加黑白金相照片上组织的衬度增加黑白金相照片上组织的衬度.b.b.有助于鉴别经彩色着色后的显微组织细节。有助于鉴别经彩色着色后的显微组织细节。c.c.利用黄、绿滤
16、色片与消色差物镜配合使用，可消除利用黄、绿滤色片与消色差物镜配合使用，可消除残余色差。残余色差。d.d.使用蓝滤色片，由于其波长较短，可以提高物镜的鉴别使用蓝滤色片，由于其波长较短，可以提高物镜的鉴别能力。能力。e.e.在长时间显微分析观察时，使用黄滤色片，可保护在长时间显微分析观察时，使用黄滤色片，可保护观察者眼睛，并有利于提高视敏度。观察者眼睛，并有利于提高视敏度。第12页/共118页第十三页，编辑于星期日：十五点 四十三分。金相显微镜是一种精密光学仪器，正确的使用、维护和保养，有助于保证金相分析的质量和延长仪器的使用寿命。金相显微镜是一种精密光学仪器，正确的使用、维护和保养，有助于保证金
17、相分析的质量和延长仪器的使用寿命。(1)(1)显微镜应放置于干燥、少尘、无振动、无腐蚀气氛的工作室内。显微镜应放置于干燥、少尘、无振动、无腐蚀气氛的工作室内。(2)(2)物镜、目镜在不使用时，应从仪器上取下装入保护套内放在玻璃干燥器中。显微镜上物镜座和目镜筒上应加上盖罩。物镜、目镜在不使用时，应从仪器上取下装入保护套内放在玻璃干燥器中。显微镜上物镜座和目镜筒上应加上盖罩。(3)(3)在工作时，试验样品上残留的油污、水和腐蚀剂必须清除干净。在工作时，试验样品上残留的油污、水和腐蚀剂必须清除干净。(4)(4)油镜头在使用后应立即用棉花擦去油滴，然后再将棉花沾上少许二甲苯擦净，待干燥后再装入镜头盒并
18、置入干燥器中。油镜头在使用后应立即用棉花擦去油滴，然后再将棉花沾上少许二甲苯擦净，待干燥后再装入镜头盒并置入干燥器中。(5)(5)光学元件上有灰尘、油污时，先用专用软毛刷轻刷去灰尘，然后用脱胎换骨脂桂花或白绸布轻轻擦净，擦拭时可浸少许溶剂光学元件上有灰尘、油污时，先用专用软毛刷轻刷去灰尘，然后用脱胎换骨脂桂花或白绸布轻轻擦净，擦拭时可浸少许溶剂(溶剂为乙醚、乙醇，比例为溶剂为乙醚、乙醇，比例为7:3)7:3)。金相显微镜的保养与维护金相显微镜的保养与维护金相显微镜的保养与维护金相显微镜的保养与维护 第13页/共118页第十四页，编辑于星期日：十五点 四十三分。第二章第二章 光学金相显光学金相显
19、微试样的制备微试样的制备 第14页/共118页第十五页，编辑于星期日：十五点 四十三分。试样制备工作包括许多技巧，需要有长期的实践经验试样制备工作包括许多技巧，需要有长期的实践经验才能较好地掌握；同时它也比较费时和单调，往往使人感到才能较好地掌握；同时它也比较费时和单调，往往使人感到厌烦。金相显微镜的使用之所以比生物显微镜晚二百年，其厌烦。金相显微镜的使用之所以比生物显微镜晚二百年，其原因就是由于长期没有解决好试样制备问题。原因就是由于长期没有解决好试样制备问题。由于研究材料各异，金相显微制样的方法是多种多样，由于研究材料各异，金相显微制样的方法是多种多样，其程序其程序通常可分为取样、镶样、磨
20、光、机械抛光通常可分为取样、镶样、磨光、机械抛光(或电解概抛光、化学或电解概抛光、化学抛光抛光)、腐蚀等几个主要工序，、腐蚀等几个主要工序，无论哪一个工序操作不当，无论哪一个工序操作不当，都会影响最终效果。因此，不应忽视任何一个环节。不适当都会影响最终效果。因此，不应忽视任何一个环节。不适当的操作可能形成的操作可能形成“伪组织伪组织”导致错误的分析。为能清楚的显导致错误的分析。为能清楚的显示出组织细节，在制样过程中不使试样表层发生任何组织变示出组织细节，在制样过程中不使试样表层发生任何组织变化，曳尾、划痕、麻点等，有时尚需保护好试样的边缘。化，曳尾、划痕、麻点等，有时尚需保护好试样的边缘。原理
21、原理 第15页/共118页第十六页，编辑于星期日：十五点 四十三分。取样取样 选择合适的、有代表性的试样是进行金相显微分析选择合适的、有代表性的试样是进行金相显微分析的极其重要的一步，包括选择取样部位、检验面及确定的极其重要的一步，包括选择取样部位、检验面及确定截取方法、试样尺寸等。截取方法、试样尺寸等。第16页/共118页第十七页，编辑于星期日：十五点 四十三分。一、取样部位及检验面的选择一、取样部位及检验面的选择取样部位及检验面的选择取样部位及检验面的选择取决于被分析材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程，应选择有代表性的部位取决于被分析材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程，应选
22、择有代表性的部位。生产中。生产中常规检验所用试样常规检验所用试样的取样部位、形状、尺寸的取样部位、形状、尺寸都有明确的规定都有明确的规定(详见有关行业和国家颁布标准详见有关行业和国家颁布标准)。1 1、零件失效分析的试样零件失效分析的试样，应该根据失效的原因，应该根据失效的原因，分别在材料失效部位和完好部位取样，分别在材料失效部位和完好部位取样，以便于对比分析。以便于对比分析。2 2、对铸件对铸件，必须从表面到心部，从上部到下部观察其组织差异必须从表面到心部，从上部到下部观察其组织差异，以了解偏析情况，以及缩孔疏松及冷却速度对组织的影响。，以了解偏析情况，以及缩孔疏松及冷却速度对组织的影响。3
23、 3、对锻轧及冷变形加工的工件，应采用纵向检查面对锻轧及冷变形加工的工件，应采用纵向检查面，以观察组织和夹杂物的变形情况，以观察组织和夹杂物的变形情况4 4、热处理后的显微组织则应采用横向截面热处理后的显微组织则应采用横向截面。第17页/共118页第十八页，编辑于星期日：十五点 四十三分。二、试样的截取二、试样的截取取样时，应保证被观察的截面由于截取而产生组织变化，取样时，应保证被观察的截面由于截取而产生组织变化，因此对不同的材料要采用不同的截取方法：因此对不同的材料要采用不同的截取方法：1 1、对于软材料，对于软材料，可以用锯、车、刨等加工方法；可以用锯、车、刨等加工方法；2 2、对于硬材料
24、对于硬材料，可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方，可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法。法。3 3、对于硬而脆的材料对于硬而脆的材料，可以用锤击方法。，可以用锤击方法。4 4、在大工件上取样在大工件上取样，可用氧气切割等方法。，可用氧气切割等方法。5 5、在用砂轮切割或电火花切割时，应采取冷却措施，、在用砂轮切割或电火花切割时，应采取冷却措施，以以免试样因受热而引起组织变化免试样因受热而引起组织变化。第18页/共118页第十九页，编辑于星期日：十五点 四十三分。三、试样尺寸三、试样尺寸金相试样的大小以便于握持、易于磨制为准。金相试样的大小以便于握持、易于磨制为准。通常显微试样为直径通常显微试
25、样为直径15mm15mm、高、高1520mm1520mm的圆柱体或边长为的圆柱体或边长为1525mm1525mm的立方体。的立方体。对于形状特殊或尺寸细小不易握持的试样，要进行镶嵌或机械夹持。对于形状特殊或尺寸细小不易握持的试样，要进行镶嵌或机械夹持。1 1、试样取下后一般黑色金属要用砂轮打平，对于很软的材料、试样取下后一般黑色金属要用砂轮打平，对于很软的材料(如铝、铜、镁等有色金如铝、铜、镁等有色金属属)可用锉刀锉平。可用锉刀锉平。2 2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压力要均匀。这样既可以保证
26、使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样无法磨平。无法磨平。3 3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织变化。、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织变化。4 4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成4545角，以免在磨光及抛光时将砂纸和抛光角，以免在磨光及抛光时将砂纸和抛光织物划破。织物划破。5 5、对于需要观察表层组织、对于需要观察表层组织(如渗碳层、脱碳层如渗碳层、脱碳层)的试样，则不能将边缘磨圆，这种试样最好进行
27、的试样，则不能将边缘磨圆，这种试样最好进行镶嵌。镶嵌。第19页/共118页第二十页，编辑于星期日：十五点 四十三分。镶样镶样 一般情况下，如果试样大小合适，则不需要镶样，但试样尺寸一般情况下，如果试样大小合适，则不需要镶样，但试样尺寸过小或形状极不规则者，如带、丝、片、管，制备试样十分困难，过小或形状极不规则者，如带、丝、片、管，制备试样十分困难，就必须把试样镶嵌起来。镶嵌分冷镶嵌和热镶嵌二种。就必须把试样镶嵌起来。镶嵌分冷镶嵌和热镶嵌二种。热镶：热镶：目前一般多采用塑料镶嵌。镶嵌材料有热凝性塑料目前一般多采用塑料镶嵌。镶嵌材料有热凝性塑料(如胶木粉如胶木粉)、热塑性塑料、热塑性塑料(如聚氯乙
28、烯如聚氯乙烯)、冷凝性塑料、冷凝性塑料(环氧树脂加固化剂环氧树脂加固化剂)及医用牙托粉加牙托水等。及医用牙托粉加牙托水等。第20页/共118页第二十一页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n胶木粉不透明，有各种颜色，而胶木粉不透明，有各种颜色，而胶木粉不透明，有各种颜色，而胶木粉不透明，有各种颜色，而且比较硬，试样不易倒角，但抗且比较硬，试样不易倒角，但抗且比较硬，试样不易倒角，但抗且比较硬，试样不易倒角，但抗强酸强碱的耐腐蚀性能比较差。强酸强碱的耐腐蚀性能比较差。强酸强碱的耐腐蚀性能比较差。强酸强碱的耐腐蚀性能比较差。n n聚氯乙烯为半透明或透明的，抗酸碱的聚氯乙烯为半透明或透明的，抗酸碱
29、的聚氯乙烯为半透明或透明的，抗酸碱的聚氯乙烯为半透明或透明的，抗酸碱的耐腐蚀性能好，但较软。耐腐蚀性能好，但较软。耐腐蚀性能好，但较软。耐腐蚀性能好，但较软。n n用这两种材料镶样均需用专门的用这两种材料镶样均需用专门的用这两种材料镶样均需用专门的用这两种材料镶样均需用专门的镶样机加压加热才能成型。金相镶样机加压加热才能成型。金相镶样机加压加热才能成型。金相镶样机加压加热才能成型。金相试样镶样机主要包括加压设备、试样镶样机主要包括加压设备、试样镶样机主要包括加压设备、试样镶样机主要包括加压设备、加热设备及压模三部分。加热设备及压模三部分。加热设备及压模三部分。加热设备及压模三部分。金相试样镶样
30、机第21页/共118页第二十二页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n冷镶冷镶冷镶冷镶n n对温度及压力极敏感的材料对温度及压力极敏感的材料对温度及压力极敏感的材料对温度及压力极敏感的材料(如淬火马氏体如淬火马氏体如淬火马氏体如淬火马氏体与易发生塑性变形的软金属与易发生塑性变形的软金属与易发生塑性变形的软金属与易发生塑性变形的软金属)，以及微裂纹的试，以及微裂纹的试，以及微裂纹的试，以及微裂纹的试样，应采用冷镶、洗涤后可在室温下固化，将不样，应采用冷镶、洗涤后可在室温下固化，将不样，应采用冷镶、洗涤后可在室温下固化，将不样，应采用冷镶、洗涤后可在室温下固化，将不会引起试样组织的变化。会引起试
31、样组织的变化。会引起试样组织的变化。会引起试样组织的变化。第22页/共118页第二十三页，编辑于星期日：十五点 四十三分。镶嵌方法镶嵌方法环氧树脂、牙托粉镶嵌法对粉末金属，陶瓷多孔性试样环氧树脂、牙托粉镶嵌法对粉末金属，陶瓷多孔性试样特别适用。电解制样时，可加入铜粉等金属填料以产生特别适用。电解制样时，可加入铜粉等金属填料以产生导电性，还可加入耐磨填料如导电性，还可加入耐磨填料如Al2O3Al2O3等来增加硬度及耐磨性，等来增加硬度及耐磨性，保持试样的边缘，填料一般在制样前加入到压镶塑料中去。机械保持试样的边缘，填料一般在制样前加入到压镶塑料中去。机械镶嵌法，适用外形比较规则像圆柱体，薄板等。
32、镶嵌法，适用外形比较规则像圆柱体，薄板等。低熔点合金和牙托粉加牙托水镶嵌法第23页/共118页第二十四页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n低熔点合金镶嵌法低熔点合金镶嵌法低熔点合金镶嵌法低熔点合金镶嵌法，利用融溶的低溶点合金溶液浇铸镶嵌成合适的金相试样。将，利用融溶的低溶点合金溶液浇铸镶嵌成合适的金相试样。将，利用融溶的低溶点合金溶液浇铸镶嵌成合适的金相试样。将，利用融溶的低溶点合金溶液浇铸镶嵌成合适的金相试样。将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的铁板上，用合适的金属圈或塑料圈套在欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的铁板上，用合适的金属圈或塑料圈套在欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的铁板上，用合
33、适的金属圈或塑料圈套在欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的铁板上，用合适的金属圈或塑料圈套在试样外面，将低熔点合金注入圈内待冷却后即可。试样外面，将低熔点合金注入圈内待冷却后即可。试样外面，将低熔点合金注入圈内待冷却后即可。试样外面，将低熔点合金注入圈内待冷却后即可。n n牙托粉加牙托水镶嵌法牙托粉加牙托水镶嵌法牙托粉加牙托水镶嵌法牙托粉加牙托水镶嵌法，这种方法操作方便。室温下将牙托粉加适量的牙托，这种方法操作方便。室温下将牙托粉加适量的牙托，这种方法操作方便。室温下将牙托粉加适量的牙托，这种方法操作方便。室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状水调成糊状水调成糊状水调成糊状(不能太稀不能太稀不能太稀
34、不能太稀)，将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的，将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的，将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的，将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状(不能太不能太不能太不能太稀稀稀稀)，并迅速注入金属圈或塑料圈内待，并迅速注入金属圈或塑料圈内待，并迅速注入金属圈或塑料圈内待
35、，并迅速注入金属圈或塑料圈内待3030分钟后即固化，目前这样方法完全可取分钟后即固化，目前这样方法完全可取分钟后即固化，目前这样方法完全可取分钟后即固化，目前这样方法完全可取代低熔点合金镶嵌法代低熔点合金镶嵌法代低熔点合金镶嵌法代低熔点合金镶嵌法 。机械镶嵌用夹具低熔点合金和牙托粉加牙托水镶嵌法第24页/共118页第二十五页，编辑于星期日：十五点 四十三分。磨光磨光磨光磨光 磨光分为粗磨与精磨。磨光分为粗磨与精磨。(1)(1)粗磨的目的是为整平试样，并磨成合适的形状。粗磨的目的是为整平试样，并磨成合适的形状。金相试样的磨光除了要使表面光滑平整外，更重要的是应尽可能金相试样的磨光除了要使表面光滑
36、平整外，更重要的是应尽可能减少表层损伤。减少表层损伤。每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层(至少应使前一道工至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序产生的变形层深度序产生的变形层减少到本道工序产生的变形层深度)，而不是仅仅把前一道，而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去；工序的磨痕除去；该道工序本身应做到尽可能减少损伤，以便于进行下道工序。该道工序本身应做到尽可能减少损伤，以便于进行下道工序。最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅，保证能在下一道最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅，保证能在下一道抛光工序中除去。抛光工序中除去。第25页/
37、共118页第二十六页，编辑于星期日：十五点 四十三分。n n图为试样经过切割加工及四道磨光工序后，表面变形层图为试样经过切割加工及四道磨光工序后，表面变形层图为试样经过切割加工及四道磨光工序后，表面变形层图为试样经过切割加工及四道磨光工序后，表面变形层厚度变化示意图。图中厚度变化示意图。图中厚度变化示意图。图中厚度变化示意图。图中A A、B B、C C均为变形层，越往里，变形量均为变形层，越往里，变形量均为变形层，越往里，变形量均为变形层，越往里，变形量越小，越小，越小，越小，DD为未受损伤的组织。此过程要注意防止金属过分为未受损伤的组织。此过程要注意防止金属过分为未受损伤的组织。此过程要注意
38、防止金属过分为未受损伤的组织。此过程要注意防止金属过分发热。发热。发热。发热。试样经过切削磨光后变形层厚度变化示意图第26页/共118页第二十七页，编辑于星期日：十五点 四十三分。(2)(2)精磨精磨精磨的目的是消除粗磨时留下的较深的磨痕，为下一步抛光打精磨的目的是消除粗磨时留下的较深的磨痕，为下一步抛光打好基础。好基础。精磨通常是在砂纸上进行，精磨通常是在砂纸上进行，砂纸分水砂纸和金相砂纸。砂纸分水砂纸和金相砂纸。水砂纸为水砂纸为SiCSiC磨料不溶于水。磨料不溶于水。金相砂纸的磨料有人造刚玉、碳化硅、氧化铁等，性均极硬，呈金相砂纸的磨料有人造刚玉、碳化硅、氧化铁等，性均极硬，呈多边棱角，具
39、有良好的切削性能。多边棱角，具有良好的切削性能。精磨时可用水作润滑剂进行手工湿磨或机械湿磨，通常使用粒度精磨时可用水作润滑剂进行手工湿磨或机械湿磨，通常使用粒度为为240240、320320、400400、600600四四种水砂纸进行磨光后即可进行种水砂纸进行磨光后即可进行抛抛光。光。对于较软金属，应用更细的金相砂纸磨光后再抛光。对于较软金属，应用更细的金相砂纸磨光后再抛光。对于有一定数量的试样，精磨可用手工湿磨机进行对于有一定数量的试样，精磨可用手工湿磨机进行 。第27页/共118页第二十八页，编辑于星期日：十五点 四十三分。手工湿磨：手工湿磨：砂纸朝外向下倾斜砂纸朝外向下倾斜(从操作者方向
40、看从操作者方向看)，粘贴在平板玻璃上磨制时，将试样磨面平后在砂纸上，直线向前推。，粘贴在平板玻璃上磨制时，将试样磨面平后在砂纸上，直线向前推。退回时离开砂纸，这种反复进行，直到旧的磨痕全部消失，在整个磨面上得到方向一致均匀的新磨痕边止。退回时离开砂纸，这种反复进行，直到旧的磨痕全部消失，在整个磨面上得到方向一致均匀的新磨痕边止。每换一道砂纸之前，必须先用水洗去样品和手上的砂粒，并擦干，然后将试样旋转每换一道砂纸之前，必须先用水洗去样品和手上的砂粒，并擦干，然后将试样旋转9090在次级砂纸上磨制。在次级砂纸上磨制。优点优点 a a 绝大部分磨屑和脱落的磨粒及时地冲走。这样在整个磨光操作过程中，磨
41、粒的尖锐棱角始终与试样的表面接触，保持其良好的磨削作用。绝大部分磨屑和脱落的磨粒及时地冲走。这样在整个磨光操作过程中，磨粒的尖锐棱角始终与试样的表面接触，保持其良好的磨削作用。b b 水的冷却作用可以减少磨光时在试样表面产生的摩擦热，避免显微组织发生变化。整个磨光工序可以在同设备上完成。水的冷却作用可以减少磨光时在试样表面产生的摩擦热，避免显微组织发生变化。整个磨光工序可以在同设备上完成。第28页/共118页第二十九页，编辑于星期日：十五点 四十三分。机械磨制机械磨制将不同粒度的碳化硅砂纸分别置于将不同粒度的碳化硅砂纸分别置于边缘略有突起放了一些水的电动转盘上，边缘略有突起放了一些水的电动转盘
42、上，则随着转盘转动，砂纸下面的水被甩出，则随着转盘转动，砂纸下面的水被甩出，砂纸被吸附在转盘上，即可进行机械湿砂纸被吸附在转盘上，即可进行机械湿磨，磨光效率能进一步提高。如转盘式磨，磨光效率能进一步提高。如转盘式金相预磨机使用时用水作润滑剂和冷却金相预磨机使用时用水作润滑剂和冷却剂。配有微型计算机的自动磨光机，可剂。配有微型计算机的自动磨光机，可以对磨光过程进行程序控制，整个磨光以对磨光过程进行程序控制，整个磨光过程可以在数分钟内完成。过程可以在数分钟内完成。自动磨样机第29页/共118页第三十页，编辑于星期日：十五点 四十三分。抛光抛光抛光抛光 抛抛光光的的目目的的是是要要尽尽快快把把磨磨光
43、光留留下下的的细细微微磨磨痕痕成成为为光光亮亮无无痕痕的镜面的镜面。金相试样的抛光基本分为金相试样的抛光基本分为三类三类：机械抛光机械抛光化学抛光化学抛光电解抛光。电解抛光。第30页/共118页第三十一页，编辑于星期日：十五点 四十三分。一、机械抛光一、机械抛光 抛光的目的就是要尽快将磨光工序留下的变形层除去，并使抛光产生的变形层不影响显微组织的观察。抛光的目的就是要尽快将磨光工序留下的变形层除去，并使抛光产生的变形层不影响显微组织的观察。抛光与磨光的机制基本相同，即嵌在抛光织物纤维上的每颗磨粒可以看成是一把刨刀，根据它的取向，有的可以切除金属，有的则只能使表面产生划痕。由于磨粒只能以弹性力与
44、试样作用，它所产生的切屑、划痕及变形层都要比磨光时细小和浅得多。抛光与磨光的机制基本相同，即嵌在抛光织物纤维上的每颗磨粒可以看成是一把刨刀，根据它的取向，有的可以切除金属，有的则只能使表面产生划痕。由于磨粒只能以弹性力与试样作用，它所产生的切屑、划痕及变形层都要比磨光时细小和浅得多。抛光时磨粒在试样表面产生切屑示意第31页/共118页第三十二页，编辑于星期日：十五点 四十三分。抛光操作的关键：抛光操作的关键：抛光操作的关键：抛光操作的关键：a a 设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层；设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层；设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去
45、磨光时产生的损伤层；设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层；b b 使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。问题：问题：问题：问题：这两个要求是有矛盾的，前者要求使用较粗的磨料，但会使抛光变形层较深；后这两个要求是有矛盾的，前者要求使用较粗的磨料，但会使抛光变形层较深；后这两个要求是有矛盾的，前者要求使用较粗的磨料，但会使抛光变形层较深；后这两个要求是有矛盾的，前者要求使用较粗的磨
46、料，但会使抛光变形层较深；后者要求使用最细的磨料，但抛光速率较低。者要求使用最细的磨料，但抛光速率较低。者要求使用最细的磨料，但抛光速率较低。者要求使用最细的磨料，但抛光速率较低。解决方案：解决方案：解决方案：解决方案：把抛光分为两个阶段来进行。把抛光分为两个阶段来进行。把抛光分为两个阶段来进行。把抛光分为两个阶段来进行。首先是粗抛，目的是除去磨光的变形层首先是粗抛，目的是除去磨光的变形层首先是粗抛，目的是除去磨光的变形层首先是粗抛，目的是除去磨光的变形层，这一阶段应具有最大的抛光速率，粗抛，这一阶段应具有最大的抛光速率，粗抛，这一阶段应具有最大的抛光速率，粗抛，这一阶段应具有最大的抛光速率，
47、粗抛本身形成的变形层是次要的考虑，不过也应尽可能小。本身形成的变形层是次要的考虑，不过也应尽可能小。本身形成的变形层是次要的考虑，不过也应尽可能小。本身形成的变形层是次要的考虑，不过也应尽可能小。其次是精抛其次是精抛其次是精抛其次是精抛(又称终抛又称终抛又称终抛又称终抛)，其目的是除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减，其目的是除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减，其目的是除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减，其目的是除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减到最小。到最小。到最小。到最小。第32页/共118页第三十三页，编辑于星期日：十五点 四十三分。1 1、粗抛：、粗抛：1 1）粗抛磨料）粗抛磨料 以以往
48、往粗粗抛抛常常用用的的磨磨料料是是粒粒度度为为1020m1020m的的-Al-Al2 2O O3 3、CrCr2 2O O3 3或或FeFe2 2O O3 3，加水配成悬浮液使用。，加水配成悬浮液使用。目目前前，人人造造金金刚刚石石磨磨料料已已逐逐渐渐取取代代了了氧氧化化铝铝等等磨磨料料，因因其具有以下优点：其具有以下优点：1)1)与与氧氧化化铝铝等等相相比比，粒粒度度小小得得多多的的金金刚刚石石磨磨粒粒，抛抛光光速速率率要要大大得得多多，例例如如48m48m金金刚刚石石磨磨粒粒的的抛抛光光速速率率与与1020m1020m氧氧化化铝铝或或碳化硅的抛光速率相近；碳化硅的抛光速率相近；2)2)表面
49、变形层较浅；表面变形层较浅；3)3)抛光质量最好。抛光质量最好。第33页/共118页第三十四页，编辑于星期日：十五点 四十三分。金金刚刚石石磨磨料料的的价价格格虽虽高高，但但抛抛光光速速率率大大，切切削削能能力力保保持持的的时时间间也也长，消耗量少，注意合理选择抛光机的转速：长，消耗量少，注意合理选择抛光机的转速：采用机械抛光时应为采用机械抛光时应为250300r/min250300r/min自动抛光时应为自动抛光时应为150r/min)150r/min)。用用金金刚刚石石研研磨磨膏膏进进行行粗粗抛抛时时，一一般般先先使使用用粒粒度度为为的的磨磨料料，然后再使用粒度为然后再使用粒度为1m1m的
50、磨料；的磨料；对对于于较较软软的的材材料料要要使使用用粒粒度度为为的的磨磨料料才才可可获获得得最最佳佳效效果。果。第34页/共118页第三十五页，编辑于星期日：十五点 四十三分。2 2、精抛、精抛尽管对于磨光及粗抛已经有了比较成熟的原则，但是对于精尽管对于磨光及粗抛已经有了比较成熟的原则，但是对于精抛，还要求操作者有较高的技巧。抛，还要求操作者有较高的技巧。常用的精抛磨料为常用的精抛磨料为MgOMgO及及-Al-Al2 2O O3 3，其中，其中MgOMgO的抛光效果最好，但的抛光效果最好，但抛光效率低，且不易掌握；抛光效率低，且不易掌握；-Al-Al2 2O O3 3的抛光速率高，且易于掌握