金属组织观察简介

1. 1. 介绍

　许多金属材料直接或间接参与了当今的技术发展。金属已经满足了材料在强度、导电性、导热性、可滚动性、外观等方面的高要求。
　金属材料的许多性能如抗拉强度、伸长率、屈服强度、矫顽力、热导率、电阻等都与材料结构密切相关。因此，金属材料的显微组织观察是了解材料织构与材料性能之间的关系，估计材料缺陷和断裂原因的重要检验方法。
　因此，这一次，我们将按顺序解释一般的结构观察方法，并介绍我们如何观察金属组织的一个具体例子。

2. 概述

　金属材料的微观结构观察包括几个步骤，图 1 显示了粗略的工作流程。

　每道工序的调整对下道工序的质量和最终的显微组织观察都有很大的影响。用显微镜等观察组织时，样品的横截面不应有划痕、变形或污渍。重要的是抛光样品，使横截面平坦，对比度清晰，结构可识别，所谓的可靠考虑是可能的。
　每个过程将在下一节中解释。

3. 3. 金相组织观察方法

3.1 切出样品

　切割待观察样品的方法的选择是调整抛光面的第一步，尤为重要。图 2 显示了如何切割样品。

　在切割样品时，必须避免切割面的显着劣化。因此，可以在初步测试中确认效果。实际的抛光表面是从用尽可能少的材料采集的样品中调整的。合适的方法包括EDM切割，这是一种特殊的方法，用于由于需要时间而难以切割的材料。

　此外，使用切割轮的方法广泛且普遍用于切割，通常只需几秒钟到几分钟。当样品切割过程中施加一些热量但不受切割表面变化的影响时，使用此方法。切割轮由磨料（氧化铝、碳化硅、金刚石等）和粘合剂（橡胶、塑料、金属等）组成。通常，使用由软粘合剂制成的切割轮切割较硬的样品。这是因为在切割过程中磨损的磨料很快脱落，从而使齿始终保持锋利，锋利度不会降低。

3.2 嵌入

　通常，样品被切出然后嵌入。这是因为当用显微镜等观察时，平坦表面被适当地暴露，这是后续工序。嵌入时，有一些要点需要考虑，例如根据样品形状应查看横截面的方向或位置。
　包埋材料一般是有机材料，通过向聚合物中加入催化剂形成聚合的聚合物并包埋。有两种方法，热固化和冷固化，这两种方法在引起嵌入聚合时是否加热是不同的。（表格1）

3.3 抛光

　 然后抛光嵌入的样品。抛光方法、程序和磨料在专业书籍中有详细描述，但在这里我们将介绍标准抛光方法。

(1) 粗抛 SiC 纸，
80/120/220/500/1200/2400湿法使用 ( 2) 预精抛 6、3、1 微米粒度的金刚石膏、粉末混合物，喷在合成丝上或棉布 使用润滑剂进行
打磨 ③ 精密抛光 在天鹅绒布上使用氧化铝粉混合物进行打磨。

　这种方法可以手动或自动抛光，但需要足够的经验才能快速准确地抛光各种类型的样品。

3.4 蚀刻/组织观察

　即使在精密抛光后用显微镜观察样品的横截面，照射到样品上的光线也几乎均匀反射，使人的视觉无法识别金相组织。因此，对各种腐蚀性液体进行“蚀刻（腐蚀）”。蚀刻原本是指蚀（腐蚀和切碎），但它在金属结构中的用途不同。图 3 显示了蚀刻方法。

　每种蚀刻方法都允许观察金相组织。其中，我们主要进行经典腐蚀和电解腐蚀，属于电化学腐蚀。在经典腐蚀中，样品表面只是熔化并形成对比。另一方面，在电解腐蚀中，电流通过外部电路到达样品，金属离子从抛光表面溶解以腐蚀。
腐蚀性溶液有酸、碱、中性溶液、混合溶液等多种，大多凭经验配制。
蚀刻后，根据目的用金相显微镜或数码显微镜观察组织。

四。混凝土组织观察示例

4.1 样品制备

　 我们将通过示例说明如何实际制备横截面样品并观察金相组织。图示调查的目的如下。

○ 调查目的

　 作为通过观察金属组织和确认热处理的有无来估计零件构造方法的
样品，准备了通常在家庭中心销售的“螺钉”。如果样品的尺寸如上所述相对较小，则不进行切割，而是根据尺寸和硬度，使用图5所示的设备进行切割。

4.2 样本嵌入

　将液体包埋材料树脂（聚合物）和催化剂混合并倒入固定在另一个外壳中的样品中。(图6) 使用高附着力、高透明性、低收缩率的环氧树脂，进行冷嵌入。

4.3 抛光

　 已嵌入并固化的样品（图 7）被抛光。抛光如下进行，但过程与上述标准抛光方法几乎相同。

(1)粗抛光 用湿法碳化硅纸80～2400(图8) (
2 )精密抛光 将粒径9～0.25微米的金刚石喷剂喷在合成丝等上，进行抛光同时用润滑剂保持良好的滑动性。然后，使用碱性悬浮液完成抛光表面。

　在上述过程中，根据情况适当使用手动或自动。

4.4 蚀刻/组织观察

　 接着，进行蚀刻以观察金相组织。从各种钢蚀刻溶液中，使用了苦味酸溶液和 3% 硝酸酒精。接着，贴出各蚀刻观察照片。

　另外，从图11的左图判断为未进行热处理，从右图观察到沿轴向拉伸的铁素体组织。

五。综上所述

　 从金相观察中可以了解到的对于材料来说往往是重要的信息。除了本例中的施工方法估算和组织观察外，我们还观察了钢的渗碳组织（图12）、脱碳组织（图13）和腐蚀零件的组织（图14）。我们希望这样的观察和调查能够尽可能地支持那些进行缺陷调查和开发产品调查的人。我们将继续努力满足客户的需求。