材料科学基础实验课下学期

1、实验六 定量金相 实验目的 了解定量金相的初步知识及应用 2. 综合利用理论知识，完成实际的定量金相任务 实验仪器 MDJ-200型金相显微镜 三 实验概述 定量金相是利用显微镜，通过在金相磨面上测得的二维参数， 来推算三维空间中金相组织含量的方法 为了研究金属材料的金相组织和性能的定量关系，需将金属 磨面上二维空间的组织参数，依立体几何和体视学原理换算 成三维空间参数进行分析 金属和合金组织的各种形态参数的测量中，应用定量金相技 术可以测定第二相体积分数、第二相尺寸、质点间距、有方 向性的组织和取向程度、比相界面、近邻率、连续性等 三 实验概述 测试方法主要有比较法和测量法两类 比较法是将所

2、测相和标准图谱比较定出一个定量级别，此法只能 得到关于材料组织或缺陷的一个笼统的概念，准确性差，但快速 简便 测量法能得到所测相的准确定量的数据，分为非自动测量法和自 动测量法两种 非自动测量法利用一般光学显微镜和一些简单测量工具，测量可 在金相组织照片或金相显微镜投影屏上进行，也可直接通过带有 测微标尺的目镜在试样上测定 自动测量法使用定量仪器，测量既可直接在试样检验面上进行， 也可在组织的电子图片或照片上进行，测量速度快，误差小 常用的测量法有面积法、线分法和点标法三种 三 实验概述 测量面积法，可用求积仪测量模板直接测量被测相在检验面上的 面积 线分法，利用测微标尺测量被测相在单位测试线

3、上所占的比率LL、 单位测试线上的点数PL和单位测试线上的相个数NL。线分法测量 除用有刻度的标尺外，还用已知周长的圆模板和标有方位角的圆 模板来测量有方向性的组织 点标法，由于测量第二相的百分数等，一种是数出检验面上被测 相的点数，例如位错露头的蚀坑、三个晶粒间的节点数等，另一 种是用一个带点的阵列置于检验面上，数出落在被测相上的点数， 除以阵列的总点数。按金相组织疏密成都，阵列有正方形和正六 方形等。 四 实验内容 学习GB/T 15749-2008，定量金相测定方法，GB/T 6394-2002，金属 平均晶粒度测定方法 计算工业纯铁的晶粒平均截距，并计算对应的晶粒度级别 计算45钢退火

4、组织中暗色的珠光体在组织中的体积比例 计算球墨铸铁中球墨的含量 建议： （1）采用显微镜测微目镜测定方法计算45钢中珠光体的体积比例，同时需 要说明具体参数设定的依据 （2）采用截点法，计算工业纯铁中铁素体晶粒的平均截距，随后计算平均 晶粒度级别 （3）采用网格数点法测球墨铸铁中球墨的含量 实验七 暗场及偏振光的应用 实验目的 了解暗场及偏光的初步知识及应用 2. 利用金相显微镜，观察给定材料的暗场及偏光像 实验仪器 ZESIS Axivoert 200 MAT 型金相显微镜 三 暗场成像 平行柱状入射光线平行柱状入射光线 环形光栏环形光栏 环形筒状射出光线环形筒状射出光线 环形筒状入射光线环

5、形筒状入射光线 物镜物镜 反射套筒反射套筒 试样试样 暗场原理示意图 三 暗场成像 工业纯铁明场像 工业纯铁暗场像 三 暗场成像 由于暗场入射光束倾斜角度极大，使物镜的有效数值孔径随 着增加，故物镜的鉴别能力也随着提高。在暗视场照明下观 察，即使是极细的磨痕也极易鉴别。 不像明场照明那样，入射于磨面的光线并不先经过物镜，因 而显著地降低了由于光线多次通过玻璃-空气界面所引起的 反射与眩光，提高了最后影像的衬度。 暗场观察能正确的鉴别透明非金属夹杂的色彩，在鉴定非金 属夹杂物时极为重要。 三 暗场成像 要进行暗场观察，金相显微镜必须具备环形反射镜以及特殊 的暗场用反射集光镜或折射集光镜。 暗场照

6、明必须采用平行光线，在使用暗场观察时，通常需要 重新调整光源系统，改变集光透镜的位置，并插入光栏后的 环形遮光板。 暗场观察因物像的亮度较低，在摄影对光时必须十分仔细。 操作时应将孔径光栏开到最大。 三 暗场成像 样品表面的质量检验。 非金属夹杂的鉴定。 四 偏光技术 光波根据振动的特点，可分为自然光与偏光。自然光的振动 特点是在垂直光波传导轴上具有许多振动面，各平面上振动 的振幅相同，其频率也相同。自然光经过反射、折射、双折 射及吸收等作用，可以成为只在一个方向上振动的光波，这 种光波则称为“偏光”或“偏振光”。 偏光显微镜最重要的部件就是偏光装置起偏器和检偏器。 从光源射出的光通过两个偏振

7、镜时，如果起偏镜与检偏镜的 振动方向互相平行，即处于“平行检偏位”的情况下，则视 场最为明亮。反之，若两者互相垂直，即处于“正交检偏位” 的情况下，则视场完全黑暗，如果两者倾斜，则视场表明出 中等程度的亮度。在采用偏光显微镜时，原则上要使起偏镜 与检偏镜处于正交检偏位的状态下进行。 在正交情况下，视场是黑暗的，如果被检物体在光线上表现 为各相同性（单折射体），无论怎样旋转载物台，视场仍为 黑暗，这是因为起偏镜所形成的直线偏振光的振动方向不发 生变化，仍然与检偏镜的振动方向互相垂直。 四 偏光技术 若被检物体中含有双折射性物质，则这部分就会发光，这是 因为从起偏镜射出的直线偏振光进入双折射体后，产生振动 方向相互垂直的两种直线偏振光，当这两种光通过检偏镜时， 由于互相垂直，或多或少可透过检偏镜，就能看到明亮的相。 光线通过双折射体时，所形成的两种偏振光的振动方向，依 据物体的种类而不同。 定性研究：鉴别均质体、非均质体，分析晶体结晶形貌，观 察非均质体各种光学效应。 定量研究：测定晶体光学常数（折射率、光轴角等），测定 物相百分含量 四 实