金相显微镜在金属材料研究中的应用

金相显微镜在金属材料研究中的应用金相显微镜在金属材料研究中的应用 1前镜来六七纪之现了装置镜的泛的术在2金构造其中组成支架换器 调前言金相学所研来观察并且七十年代就之后 显微了高温金相 置 在1948的出现等一的研究和使本文对金相在日常金属金相显微 镜图1为实验造图 可以中光学系统成 照明系架上的视场器 安装多调节视域大金相研究的是合且以此来 研究就已经有利用微镜取得了快的应用 在8年产生了一系列显著的 使用 相显微镜所材料研究中镜构造验室中常见的看出 其组统由光源 反统由安装在场光栏和另一个物镜 大小 和孔径图一相显微镜 在金李慕姚合金组织和金究金属组织用金相显微快速的发展在1924 年出多光束干涉的和突飞猛所涵盖的内容中的应用做的金相显微组 成包括光反光镜 物在底座上的一聚光镜组目镜筒 接径光栏 调 金属材料研姚1351626金属的一门织的内部和性微镜来系统的展 它 的功能出现了偏光涉仪 随后猛进的成果 容和原理进做了分析和 探微镜及其计算光学系统 照物镜组 图三低压灯泡 组成 机械系接目镜 粗调节进光量 研究中的应用门科学 它所性能 二者之的对钢铁的能和作用也的应用 在后的两年相衬这也使得金 进行了简单探讨 算机观测系照明系统和三 目镜聚光镜 反系统由载粗调和微调 组成用所应用的是之间的关系 的组织进行研也越来越多 在1934年产衬的应用和金相实验的的概述 对系统 图二则和机械 系统3 图四 及反光镜 孔载物台 试样调手轮 图四图二是通过 金属显早在十九世研究 在十九 在1909年产生了低温金和偏光干涉显的技术得到了对金相实验则为 其抽象3个部分组成及多组聚光镜孔径光栏和安样台 物镜四 视场光显微世纪九世年出金相显微了广验技象的成镜组安在镜转光 栏2金面为横向纵向压力面虽步的各号旋转图金相显微镜金相实验样 金相实验样2 1金相金相试样为原构件的向试样常用 1 试样中 2 表面渗 3 表面缺 4 非金属 5 测定晶向试样常用 1 非金属 2 带状组 3 塑性变金相试样的2 2磨制试样的粗磨的力不宜过大虽较平整 细磨的的抛光做好号金相砂纸转圆盘的预图三镜与一般显样品制备 样品制备一试样的取样样按照金属或横截面 和于观察中心边缘组 渗层 硬化缺陷 如裂纹属夹杂物在晶粒度等 于观察属夹杂物大组织的存在变形引起的的形状 一制的磨制一般 的目的是为大 并随时用但仍存在有的目的就是好准备 将粗纸上 把磨面磨预磨机上 实显微镜的成像一般四个步骤样原则或在钢材 上和纵向试样组织分布的渐化层 镀层等纹 脱碳 在整个端面上 大小 变形情在或消除情况晶粒或组织一般选择方柱般分为粗磨和 为了获得一个用水冷却 以有较深的磨是为了消除这粗磨好的试样 磨光 除手工实现机械磨像原理相同骤 取样 上所取的截面样 磨面为 原渐变情况 等表面处理氧化 过烧上的分布情情况及其含况 织 变形的情柱体和圆柱和细磨两道个平整的表以防受热引磨痕 这些磨痕 样用水冲洗工磨制外 磨制 同 这里就不磨制 抛光面位置的不原构件的纵理的深度及其烧等 疵病的情况 含量 情况 柱体两种 道工序 表面 试样截引起金属组织以得到平整洗并擦干后还可以将不图四不再赘 述 光 浸湿不同 可分为纵截面 其组织 的深度 截取后 在织变化 经整而光滑的 随即依次不同型号的为横向试样在砂轮上磨制经粗 磨后试样的磨面 为进次在由粗到细的砂纸贴在带 磨制 样表进 一细的带有2得光机械应抛风机2一片及其最常水溶故具而被表面征 具有处被于电表面磨面一的3金组织 3抛光抛光的光滑的镜面械抛 光应用抛掉或有曳抛光后机吹干 4浸蚀抛光后片亮光 除其形态特征常用的浸蚀化学浸溶液 中浸 蚀具有不同的被溶解 电极面 在显微镜纯金属有较高的能被漫反 射而电极电势不面时 就能金属中面上各晶粒的颜色 抛金相显微镜金相显微镜织与其化学成的目的在于面 常用的抛最广 抛曳尾现象 后的试样应后的试样磨某些非金属征 必须经过蚀方法是化学浸蚀是将抛蚀或擦拭一电极电势 极电势高 的镜下 由于属及单相合能量 故晶界而不能进入物不同 负电势 能看到不同的中各个晶粒粒的浸蚀程度抛光前镜在金相分析镜主要 可以成分的关系 于去除细磨时抛光方法有机抛光后的试样应该用 清水冲磨面是一光滑属夹杂物 石过适当的浸学浸蚀法 抛光好的试样一定时间 由在浸剂中就的相为阴极而于光线在各处合金浸蚀时 界易被浸蚀 而物镜 因此势的一相被腐的组成相 粒的成分虽然度不一致 在 析中的应用以的运用是通可以确定各时磨面上遗机械抛光 样 其 磨面冲洗干净 滑镜面 若石墨 孔洞浸蚀 才能使样磨面在化由 于金属材就构成了许而保持不变处的反射情由于晶界而呈凹沟 显示出一条腐蚀形成凹然相同 但在垂直光线抛光通过对组织各类 合金材料遗留下来的细电解抛光和面应光亮无痕然后用酒精若直接 放在显洞 裂纹外 使显微组织化学浸蚀剂 材料中各相的许多微电 池变 故在浸蚀情况不同 就界原子排列较在显微镜下条条黑色的凹沟 当光线但由于其原子线照射下 各光后织形貌的检查料经过不同的 细微磨痕和和化学抛光痕 且石墨精冲去残留显微镜下观 无法辨 别织正确地显示 常用酸 碱的化学成分 电极电势蚀后就形成就能 观察到较乱 缺陷下观察时 晶界 对于线照射到凹子排列位向各个晶粒就查和分析来的加工及热处和 变形层 以光三种 其中墨或夹杂物等留水滴 再用观察 只能看 别出各种组成示出来 目碱 盐的酒精分和结构不同势低的相为阳成了凹凸不平到金属的 组织陷及杂质较多使光线在晶于两相合金凹凸不平的试向不同 也 会就呈现出明暗浸蚀后来金属及合金处理后的显微以获中以等不用 吹看到成物目前 精或同 阳极平的织特多 晶界 由试样会使暗 不金的微组织 中的一般割的形貌等问工工色的浸蚀未浸理 片状 片状性能的颜振光织 形状铝硅FeO别的可以判别金的数量及分布3 1金属组经般情况下 的即为金属貌 晶粒大问题 材料的工艺处理 后如对灰口的球状组织蚀 基体未图中可锻浸蚀 基体未使一次 二状组织为石状 散布在能存在差异图3 13 2夹杂物利用金颜色 形态 光正交下观在明视反射本领及状 像 玻璃质硅酸盐玻璃O MnO等氧3 3偏光显在金属组织的组织 当金属材料的质布情况以及金组织及相的经过腐蚀处理晶界处被漫 的组织结构小 非金属的组织结构的显微组织铸铁 可锻织为石墨 在未显示 呈白锻铸铁为退火未显示为白二次 三次石墨 因未 作在基体上 它异 1球墨铸铁物的分析金相显微镜 大小和分观察夹杂物的视场下是以 及其色彩等质SiO2呈球璃呈脆性破碎氧化物聚集显微镜的相织中 有 时入射光波射质量优劣 如金属晶粒度的的研究理后 金相漫反射 而不构 可以根据属夹杂物 构与其化学成织 可以判锻铸铁 球在低倍下近白色 火态 黑色团白色 试样是次渗碳体经过作浸蚀 故基它们是分开铁图3镜对夹杂物分分 布 在暗视的各种光学观察夹杂物等项目来识别球状 TiN碎粒状 一般集成群呈串状相差分析时会遇到反射射到这两种如各种非金属 的大小等相显微镜可能进入物镜据其做出对 氧化物 成分之间的判别材料质量球墨铸铁的分似圆形 在团絮状组织是由白口铸过充分的石基本未显示开的 互不联3 2可锻铸分析一般是视场下观察学性质 从而物的形状 别夹杂物的 呈方形 不般的硅酸盐状分布 而F射能力相同种组织表面再属夹杂物 可以观测到金镜 因此晶界对金属的定性硫化物等在的关系 可以量的优劣等分析 图3在高倍下为织为石墨 类铸铁生坯 通石墨化而得示 呈白色 联系的 片铸铁是定量分析 察夹杂物的固而判断夹杂物分布 变形的属类 夹杂不规则的形盐呈单独的FeS及FeS 同 或相近 再经反射后 氧 化物 硫金属的亚显界一般为黑性分析 包在组织中数以确定各类 等 3 球墨铸多边形 周类似棉絮 外通过退火的 而对于灰 金相观察片状石墨的长图3 3灰利用明视固有色彩和物的类型 形行为 大杂物的外形形状 如FeO呈孤粒形状分FeO则沿晶 表面高 后 它们的振硫化物等在组显微组织情况黑色 被晶界包括材料的组数量和分布情类材料经不同铸铁图片中 周围 凹凸 因外形较为规则的固态石墨化灰口铸铁 黑察石墨以单独长度各不 相灰口铸铁视场观察夹杂和透明度 在大小 数量 形有规则的几呈 卵形 多角分布 Al2O3晶界分布 高低只有微小振幅基本相组织况 界分组织情况同加 黑因未则 化处黑色独的相同 杂物在偏 组几何角形3和小差相同 但具有周 相差 对这种强度相同但具有周相差的光 眼睛难以分辨 也就是说物像的 衬度是相当低的 相衬方法就是利用环形光光阑及相板 使透过光线超前或滞后1 4波 长 造成了正的或负的相差 即将具有周相差的光转换为具有强度差 的光 从而显著提高物像的反差 应用相衬装置可以有效地鉴别试样表面的微小高度差 4其他金相显微镜简介4 1高温金相显微镜呈现和记录金相样品的显 微组织在高温下变化情况的金相显微镜 可以用来观察加热时候的 晶界迁移 相转变 熔化与结晶组织的变化情况4 2偏光金相显微 镜即使用偏振光作为光源的金相显微镜 与传统的明场和暗场呈现 不同 偏光显微镜得出的相有极大的不同 可以分析某些特殊现象 如非金属夹杂物的鉴别等 还可以用于相差分析 4 3图像识别技术与定量研究图像识别技术是将传统金相分析与图 像识别技术联系在一起 从而替代传统的人工识别 减小实验误差 而伴随着图像识别的运用 金相的