第三章热处理 金相 制样和设备.ppt

第四章 金相检验技术及设备,1. 金相制样过程和对试样的要求,取样 磨制 抛光 侵蚀,1.1 无形变层，组织不因表面发热等因素而改变，组织真实。1.2 对零件表面要求高的试样，如检测脱碳、渗碳层深度等，磨面要平，不塌角。1.3 少磨痕、无麻点和水迹等假象。1.4 非金属夹杂物、石墨等组织组成物脱落不多，边缘清晰，能看到裂纹两侧组织细节。,2、取样部位、方法和检测面的选择,2.1 应在工件或材料确具代表性的部位取样， 例：钢铁材料试样和焊接件的选取,2.2. 取样的方法 取样时应避免过热、变形、特殊表面的损伤,2.3 检测面的选择，取决于不同的工艺、检查项目,纵向取样 原材料带状组织，经锻、轧及冷变形后纵向变形度，非金属夹杂物的类型、形态和分布等。,平均晶粒度、金属材料从表面到心部的组织变化；表面缺陷如裂纹、脱碳 、氧化、腐蚀层深度等,缺陷或失效分析取样 应包括零件的缺陷在内,横向取样,2、试样磨制,分粗磨（砂轮磨平,去切痕）和细磨（砂纸磨光,消除变形层）,操作要点 1.磨制压力应适中,不要使磨面发热和造成表面变形层。 2.磨面上仅留下一个方向的均匀磨痕,就可以换下一号砂纸。 3.每换一种砂纸，试件应转90，磨制方向与上一道留下的 磨痕垂直，易于观察粗磨痕逐渐消除情况。 4.用力均匀，磨面与砂纸必须完全接触，磨削应单方向进 行，保证磨面平整不产生弧度。 5.每道磨光后，试件应清洗干净，避免粗砂粒带到下一道工序。,3、试样抛光,3.1 抛光的目的：是为了除去试样表面上留下的磨痕，获得无划痕、无变形层的、平滑光亮的理想抛光面。,3.2 机械抛光,机制,抛光微粉的磨削作用抛光过程的滚压作用,设 备 抛光机由电动机带动抛光盘构成磨 料 氧化铝 氧化铬 氧化镁 金刚石抛光膏抛光织物 帆布 海军呢 丝绒 丝绸 平绒,利用各组成相的电化学电位不同，在化学溶液中形成了许多微电池，凹凸不平的表面，将产生不均匀的溶解过程，即起到抛光作用。,3.3 化学抛光,采用电化学溶解作用，使试件达到抛光的作用。抛光时，把试件作为阳极，不锈钢作为阴极，在盛有电解液的容器中，当接通电源时，阳极金属 溶解，因试件表面不平，而溶解速度不同，即起 到对试件抛光的作用。,电解抛光原理,3.4 电解抛光,3.5 抛光的缺陷 蚀坑 时间过长，使抛光面上出现的小凹坑 划痕 抛光液中混有粗磨粒或抛光布未洗净残留有粗磨粒造 成的划痕 染污斑点 常见的有水渍、外来物等 非金属夹杂的“曳尾”和脱落 抛光操作时压力过大、抛光液 太浓、抛光时间过长，抛光盘转速过高及抛光织物太硬 等多种原因造成的,4.金相试样的侵蚀,侵蚀方法,化学侵蚀电解侵蚀,1. 纯金属与单相合金的侵蚀 化学溶解过程2. 两相合金的侵蚀 电化学腐蚀过程3. 多相合金的侵蚀 电化学溶解过程4. 化学侵蚀剂 5. 化学侵蚀的要点 磨面清洁干燥,腐蚀均匀,侵蚀适度,快速清洗吹干,干燥器内保存,物镜,第二节 金相显微镜,1. 金相显微镜的放大原理和放大倍率M M M物 M目 （光学镜筒长度/物镜焦距）（明视距离/ 目镜焦距）,2. 金相显微镜的照明系统 分临界照明（光源经照明系统成象于试样表面）和科勒照明（光源经照明系统成象于物镜的后焦平面）两种,3.显微镜的鉴别率与数值孔径,显微镜的鉴别率指显微镜能清晰分辨图像上相近两点的最短距离。,式中 为照明用入射光的波长。如对试件细微组织中相邻的两点,用鉴别率高的物镜可以把它们分辨开,而用鉴别率低的物镜,看到的只是连成一片的轮廓。,数值孔径,数值孔径表示物镜的集光能力。物镜前透镜孔径角越大，进入物镜的光线越多。数值孔径越大，显微镜的分辨率越好。,4。 显微镜的成象质量-象差（球面象差、色差和象域弯曲）,4.1 物镜,40/0.65,表示40倍,数值孔径0.65,160/0,表示机械筒长160,盖波片厚度=0,主要性能标志,物镜的类型,4.2 目镜 对物镜已放大的实象进行再放大（为虚象）,分为 普通目镜、校正目镜 （ 过度校正色差，补偿物镜的残余误差）和投影目镜 消除物镜造成的曲面像,4.3 光栏,包括孔径光栏 （起到控制入射光束的大小， 影响分辨率、清晰度及衬度）和视域光栏（调节光栏的大小可改变视域的大小，增加映像的衬度），可消球差。,吸收光源发出白光中波长不合需要的光线，而只让所需要波长的通过，可消色差。,4.4 滤色片,5. 显微镜的有效放大倍率 M有效 500N.A1000N.A 式中N.A为物镜的数値孔径 M有效 M目镜M物镜6. 金相显微镜的维护 6.1 显微镜试验间干净整洁，尘埃尽量少，切勿用沾有水或油的脏手接触镜体和镜头，严禁与镜面接触。 6.2 试验间尽可能安置除湿机，使之相对湿度70% 6.3 室内无酸、碱等腐蚀气体。,第二节 显微硬度计,3.1、测试原理 显微硬度以单位压痕凹陷面积所承受的载荷作为硬度值的计量指标，单位为N.m,压头类型,3.2、影响显微镜硬度的因素 测量误差 操作前校零，调焦准确 试样表面状态 避免制样变形引起表层的加工硬化 加载部位 选较大截面的晶粒 试验载荷 尽量选大的载荷 加载速度及保荷时间 加载平缓,时间为1015S,3.3 显微镜硬度试验的应用 显微硬度试验为金属学理论提供了极为有用的数据，同时 在实际生产中是一种不可缺少的方法。,复 习