金相制样的过程及化学试剂配比

 

制样过程可分为若干个工序，每一工序都需精确操作以确保获得满意的结果。金相制样过程主要分解为：切割取样、镶嵌样品、机械制样、检验样品等四步。

（1）切割取样（金相切割机）

金相比较适合的切割方法是湿式切割轮切割法。这种方法所造成的损伤和所用的时间相比是比较小的。它所使用的切割片是由研磨料和粘合剂合成。

按照切割材料的不同，选择不同成分的切割片。主要依据材料的硬度和韧性进行选择。只有切割片合适，才能保证样品表面变形小、平整度好，能快速得到所需的制样结果。

（2）镶样（金相镶嵌机）

样品镶嵌在树脂中，便于把持，从而可以改善制样效果。需要保边和需要保护表层的样品均需镶样。

在镶样前要对样品进行清洁，确保无污染物，这样才能保证样品与树脂的粘合效果。

镶样分为热镶和冷镶

热镶对持续不断送到实验室的批量大的样品来说是一种合适的方法。热镶的样品质量高、尺寸形状统一、且时间短。

冷镶适合镶嵌同时送到实验室的系列样品，也适合镶嵌单个样品。

一般来说，热镶嵌树脂比冷镶树脂要便宜，但热镶需要用到镶嵌机。而冷镶嵌树脂可用于真空注入。

（3）机械制样

机械制样可分两种操作：研磨和抛光

A 、研磨（金相研磨机）

研磨的目的是获得极小损伤的平表面，而这些微小的损伤在随后的抛光过程中用很短的时间就可以消除掉。研磨分为粗磨和细磨两个过程。

粗磨 粗磨的过程是将所有样品的表面成为相似的表面，使用较为粗大的、固定的研磨颗粒可迅速地研磨掉物质。

精磨 精磨会使样品有些微变形，但这些变形在抛光过程中就会消除掉。

B、抛光（金相抛光机）

抛光如同研磨一样，也必须去掉前面工序带来的损伤。可分为金刚石抛光和氧化物抛光两个过程。

金刚石抛光 只有将金刚石作为研磨料进行抛光，才能以快速度获得较好的研磨平面。这是因为金刚石很硬，它几乎可以切任何材料和相。

氧化物抛光 对于特别软、韧性的样品，须采用氧化物抛光法。

抛光在抛光布上完成。金刚石抛光时还须用到润滑剂。

（4）检验样品

抛光后检测部位变得光亮，用金相显微镜观察组织时，需先对样品检测部位进行侵蚀。

常见化学侵蚀剂

成 分 工 作 条 件 用 途

硝酸 1~5mL ，酒精 100mL 几秒--1min 碳钢、合金钢、铸铁

苦味SUAN  4g ，酒精 100mL 几秒--几分钟 显示细微组织

盐酸 5mL ，苦味SUAN 1g ，酒精 100mL 几秒--1min ， 奥氏体晶粒，回火马氏体

盐酸 15mL ，酒精 100mL 几分钟 氧化法晶粒度

硫酸铜 4g ，盐酸 20mL ，水 20mL 浸入法 不锈钢，氮化层

苦味SUAN 2g ，氢氧化钠 25g ，水 100mL 煮沸 15min 渗碳体染色，铁素体不染色

盐酸 3 份，硝酸 1 份 静置 24h 浸入法 奥氏体及铬镍合金

盐酸 10mL ，硝酸 3mL ，酒精 100mL 2--10min 高速钢

苦味SUAN 3~ 5g ，酒精 100mL 浸入法 10--20min 铝合金

HF 2mL,盐酸 3mL,硝酸 5mL,水 95mL 浸蚀法5~10分钟 铝材及铝合金材料

盐酸 10mL ，硝酸 10mL < 70 ℃ 铜合金

盐酸 2~5mL ，酒精 100mL 几秒--几分钟 巴氏合金

氯化铁 5g ，盐酸 50mL ，水 100mL 几秒--几分钟 纯铜、黄铜、青铜

盐酸 2mL ，水 100mL 室温 镁合金

硝酸 10mL ，盐酸 25mL ，水 200mL > 1min 铅及铅锡合金

30%双氧水，20%氨水 1：1混合 5~6秒 银及合金

常用的侵蚀剂是4%的硝酸酒精，对于一般的钢和很多有色金属都可以，但也有很多材料需要专门的侵蚀剂，比如钨就要乳酸和HF混配，或是铁KCN，许多耐蚀性好的材料要用苦味SUAN（易爆物品）。

完毕后用酒精冲淋并用吹风机吹干。

观察组织可用便携式显微镜，对于无法用显微镜观察的部位，制样后采用覆膜的方式将需要观察处用薄膜复制出来，带到实验室观察。如需摄影再在显微镜上是装上摄影仪或摄影照相机。