
金屬顯微組織檢驗是利用光學(xué)金相顯微鏡或電子顯微鏡等觀察、鑒別和分析金屬材料微觀組織的方法,為研究新材料、新工藝,探討組織與性能之間的關(guān)系,提供依據(jù),這是冶金和機(jī)械制造工廠鑒定金屬材料的質(zhì)量、判斷生產(chǎn)工藝是否完善的常規(guī)手段,通稱金相檢驗(見光學(xué)金相顯微術(shù))。
金相檢驗須根據(jù)金屬學(xué)、熱處理知識和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),判斷和確定金屬材料的顯微組織圖相。通常分為取樣、試樣制備和觀察鑒定三個步驟。
試樣必須具有代表性,并依據(jù)不同的研究目的和檢驗項目,選擇合宜的切取部位、大小、數(shù)量和取向。切取時應(yīng)確保檢驗面組織不受熱變形的影響。
通常試樣檢驗面的邊長或直徑以15~25mm的方形或圓形最合宜,對于薄、小試樣(如絲、帶、片等)或形狀不規(guī)則試樣,不便研磨、拋光時,要用夾具夾持或用低熔點合金、塑料等鑲嵌,鑲嵌時應(yīng)保證不改變檢驗面組織。試樣的研磨、拋光、浸蝕是制樣過程中的主要操作,直接關(guān)系到顯微組織顯示的真實性。
研磨
按順序在砂輪和不同粒度號的金相砂紙上磨制,也可在灑有金剛砂粉的蠟盤上機(jī)械研磨。磨制時要不使試樣發(fā)熱,并避免磨面層產(chǎn)生較大塑性變形。
拋光
消除細(xì)微磨痕,獲得光潔鏡面。一般用機(jī)械拋光法,在呢、絨、絹等織物覆蓋的拋光盤上按試樣材質(zhì)選用合適的磨料如氧化鋁粉或三氧化二鉻粉等進(jìn)行拋光。操作時注意避免產(chǎn)生金屬擾亂層。對易產(chǎn)生金屬擾亂層及強(qiáng)度低、塑性大、容易加工硬化的金屬,也可用電解拋光法。電解液依試樣材質(zhì)、組織而定。電解拋光法的電解液配制和操作控制較嚴(yán),成本較高。
浸蝕
除夾雜物、石墨和某些表面缺陷可直接在拋光面上觀察外,其他顯微組織都要用化學(xué)腐蝕或物理方法使其顯現(xiàn)出來。根據(jù)材質(zhì)和顯微組織不同,采用合適的腐蝕方法和腐蝕劑。常用的化學(xué)浸蝕法試劑有硝酸酒精溶液(4%硝酸酒精)和苦味酸酒精溶液(4g苦味酸,100ml酒精),可顯示碳鋼、合金鋼、鑄鐵等。對奧氏體不銹鋼可采用硫酸銅溶液(20ml水,20ml鹽酸,4g硫酸銅)或電解腐蝕法。對某些有色金屬如鋁及鋁合金,常用氫氟酸溶液(10mlHF,5mlHCl,5mlHNO,380mlHO)浸蝕,再用清洗劑(25~30%HNO水溶液)清洗。磨面如有較厚的金屬擾亂層,要通過反復(fù)浸蝕和拋光加以消除。如有特殊需要,也可用熱染法、高溫?fù)]發(fā)法、磁場法等物理方法,顯示某些特殊相組織。