第二章　材料成型与加工实验

实验12　金相显微试样的制备

一、实验目的

掌握金相显微试样制备的基本方法。

二、实验原理

金相制样也称为磨金相，就是将金属的粗样品经过粗磨、细磨、抛光、腐蚀等数道工序制成合格的样品，从而可以在显微镜下观察到金属相图的过程。磨金相是材料研究中的一种重要操作工艺。经过磨金相处理后的材料，可将其表面的不平整、氧化现象或是其他杂质予以去除。当试样表面达到光滑、平整的合格标准后，再以特殊腐蚀液进行表面腐蚀；根据利用材料各组织对腐蚀液的受腐蚀程度不同，会表现出来的不同特征组织特性，从而来了解材料内部缺陷及微结构。

常用化学腐蚀方法包括浸蚀法、滴蚀法、擦蚀法，如图2-1所示。

三、实验用品

抛光机、金相砂纸、碳钢试样。

抛光液：一般材料采用Cr₂O₃绿粉、帆布粗抛光即可。

乙醇、腐蚀液、吹风机、药棉、滴管等；金相显微镜。

四、实验步骤

（1）取样：碳钢，金相试样的尺寸。

（2）镶嵌：当试样尺寸太小时，需要使用试样夹或用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料中。金相试样的镶嵌方法包括：机械镶嵌；低熔点合金镶嵌；塑料镶嵌。

（3）磨制：试样的磨制一般分为粗磨和细磨两道工序。

① 粗磨。粗磨的目的是为了获得一个平整的表面。

② 细磨是利用一套粗细程度不同的金相砂纸，由粗到细依次顺序进行的。将砂纸放在玻璃板上，手指紧握试样并使磨面朝下，均匀用力向前推行磨制。在回程时，应提起试样不与砂纸接触，以保证磨面平整而不产生弧度。在一套不同粒度的砂纸上磨制，当由粗到细更换砂纸时，磨痕方向与上道垂直且砂粒勿带入下道，直到将上一道所产生的磨痕全部消除为止。

（4）抛光：抛光的目的是去除细磨时遗留下来的细磨痕，获得光亮的镜面。操作时将试样磨面均匀、平整地压在旋转的抛光盘上，并沿着盘的半径方向从中心到边缘作往复移动；抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液，压力不宜过大，抛光时间也不宜过长，一般约3～5min。当磨痕全部消除而呈现镜面时，停止抛光。

（5）腐蚀：如果把抛光后的试样直接放在显微镜下观察时，只能看到一片亮光，无法有效地辨别出各种组成物的形态特征。因此，必须使用浸蚀剂对试样表面进行“浸蚀”，才能清楚、有效地显示出显微组织的真实情况；钢铁材料最常用的浸蚀剂为3%～4%硝酸与乙醇溶液；操作时动作要迅速，浸蚀完毕后要立即用清水冲洗，随后用乙醇冲洗，最后用吹风机吹干即可；只有手与样品充分干燥，方可在显微镜下观察分析。

五、思考题

画出观察到的金相试样显微组织示意图。

参　考　文　献

［1］　陈洪玉. 金相显微分析. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013.

（王桂雪）