金相检验是研究金属及合金内部组织的重要方法之一,为了在金相显微镜下正确有效地 观察到内部显微组织,就需制备能用于微观检验的样品――金相试样,也可称之为磨片。
金相试样制备的主要程序为:取样—嵌样(对于小样品)—磨光—抛光一浸蚀等。

一、取样原则 用金相显微镜对金属的一小部分进行金相研究,其成功与否,可以说首先取决所取试样
    有无代表性。在一般情况下,研究金属及合金显微组织的金相试样应从材料或零件在使用中 最重要的部位截取;或是偏析、夹杂等缺陷最严重的部位截取。在分析失效原因时,则应在 失效的地方与完整的部位分别截取试样,以探究其失效的原因。对于生长较长裂纹的部件, 则应在裂纹发源处、扩展处、裂纹尾部分别取样,以分析裂纹产生的原因。研究热处理后的 零件时,因组织较均匀,可任选一断面试样。若研究氧化、脱碳、表面处理(如渗碳)的情况, 则应在横断面上观察。有些零部件的“重要部位”的选择要通过对具体服役条件的分析才能 确定。

二、试样截取 无论采取何种截取方法截取试样,都必须保证不使试样观察面的金相组织发生变化。软材料可用锯、车、刨等方法切取;硬材料可用水冷砂轮切片机、电火花切割等方法切取;硬 而脆的材料(如白口铸铁),也可用锤击法获取。

    对于要测量表面处理层深的试样,要注意切割面与渗层面垂直。研究轧制材料时,如研 究夹杂物的形状、类型、材料的变形程度、晶粒拉长的程度、带状组织等,应在平行于轧制 方向上截取纵向试样;如研究材料表层的缺陷、非金属夹杂物的分布,应在垂直轧制方向上 截取横向试样。

    金相试样较理想的形状是圆柱形和正方柱体。以具体情况而定。一般可取高为 10~
15mm,直径Φ1O~15mm;方形试样边长为 10~15mm 为宜。在实际工作中,由于被检材料和 零件的品种极多,要在材料和零件上截取理想的形状与尺寸有一定的困难,一般可按实际情 况决定。但是以试样的高度为其直径或边长的一半为宜,形状与大小以便于握在手中磨制为 原则。

三、试样镶嵌 当试样尺寸过小、形状特殊(如金属碎片、丝材、薄片、细管、钢皮等)不易握持,或要保护试样边缘(如表面处理的检验、表面缺陷的检验等)则要对试样进行夹持或镶嵌。 镶嵌可分为冷镶嵌和热镶嵌。冷镶嵌指在室温下使镶嵌料固化,一般适用于不宜受压的 软材料及组织结构对温度变化敏感或溶点较低的材料。热镶法是把试样和镶嵌料一起放入钢 模内加热加压,冷却后脱模。后者的使用较为广泛。实验室使用的上海日用电机厂生产的 XQ-2 型金相试样镶嵌机,这种镶嵌机操作简单,温度自动控制的范围的选择便利。主要缺点是模套不能变更,对试样的尺寸适应性较差,其次是不能强制冷却。

    嵌料常用的有酚-甲醛树脂、酚-糠醛树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯前两种主要为呈热凝性 的材料,后两种为热塑性材料,并呈透明和半透明性。在酚-甲醛树脂内加入木粉,即常用 的所谓“电木粉”,它可以染成不同颜色。常用热镶嵌工艺见表 1-1,热镶嵌中会碰到一些 缺陷,这些缺陷的成因、补救办法见表 1-2。





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