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范文一：金相试样制备过程
步骤：取样、镶样、磨制、抛光、侵蚀等工序。
取样：显微试样的选取应根据研究的目的，取其具有代表性的部位。用切割机把
试样截下，采用直径20mm，高15mm的圆柱体。切取过程中不宜使试样
的温度过于升高，以免引起金属组织的变化，影响分析结果。
镶样：当试样尺寸太小时，直接用手磨制很困难，用试样镶嵌机把试样镶嵌在胶
木粉中。
磨制：分为粗磨和细磨两道工序。
粗磨：粗磨的目的是为了获得一个平整的表面。通常在砂轮机上进行，但
在磨制时应主意：试样对砂轮的压力不宜过大，否则会在试样表面
形成很深的磨痕，增加精磨和抛光的难度；要随时用水冷却试样，
以免受热引起组织变化；试样边缘的棱角若无保存表要，可先行磨
圆（倒角），以免在细磨及抛光时撕破砂纸或抛光布，甚至造成试样
从抛光机上飞出伤人。
细磨：经粗磨后试样表面虽较平整，但仍还存在有较深的磨痕。细磨的目
的就是为了消除这些磨痕，以得到平整而光滑的磨面，为下一步的
抛光做好准备。细磨是在一套粗细程度不同的金相砂纸上，由粗到
细一次顺序进行的。细磨时将砂纸贴在带有旋转圆盘的预磨机上，
手指紧握试样，并使磨面朝下，均匀用力向下压在砂纸上。每更换
一号砂纸时，须将试样的研磨方向调转90度。
抛光：抛光的目的是去除细磨时遗留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面，制备时
采用机械抛光，在专用的抛光机上进行。抛光机主要由电动机和抛光圆盘
组成，抛光圆盘转速为300~500转/分。抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸
等。抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液。抛光液通常采用A1203、Mg0或
Cr203等细粉末（粒度约为0.3~1um）在水中的悬浮液。机械抛光就是靠
极细的抛光粉与磨面间产生相对磨削和滚压作用来消除磨痕的。操作时将
试样磨面均匀地在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复
运动。抛光时间一般为3~5分钟。抛光结束后，试样表面看不出任何磨痕
而呈光亮的镜面。
浸蚀：经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察，只能看到一片亮光，除某些非
金属夹杂物（如MnS及石墨等）外，无法辨别出各种组成物及其形态特征。
必须使用浸蚀剂对试样表面进行“浸蚀”，才能清楚地显示出显微组织的真
是情况。钢铁材料最常用的浸蚀剂为3~4%硝酸酒精溶液。浸蚀的方法是将
试样磨面浸入浸蚀剂中，活用棉花沾上浸蚀剂擦拭表面。浸蚀时间要适当，
一般试样磨面发暗时就可停止，如果浸蚀不足可重复浸蚀。浸蚀完毕后立
即用清水冲洗，接着用酒精冲洗，最后用吹风机吹干。这样制的金相试样
即可在显微镜下进行观察和分析研究。
设备：金相切割机、砂轮机、镶嵌机、预磨机、抛光机。
腐蚀液：4%的硝酸酒精（96ml酒精+4ml硝酸）、王水、双氧水。
各种加工工艺目的：
完全退火：消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。
正火：作为预备热处理，为机械加工提供适宜的硬度，细化晶粒，消除应力，消
除魏氏组织和带状组织，为最终热处理提供合适的组织状态，还可作为最
终热处理，为某些较小、性能要求不高的碳素钢结构零件提供合适的力学
性能。还能消除过共析钢的网状碳化物，为球化退火作好组织准备。对于
大型工件及形状复杂或界面变化剧烈的工件，用正火代替淬火和回火可以
防止变形和开裂。
淬火：使奥氏体化后的工件以提高工具、轴承、渗碳零件或其他高强度耐磨件的
硬度和耐磨性；结构钢通过淬火加高温回火可以得到强韧结合的优良综合
力学性能；弹簧钢通过淬火加中温回火可以显著提高钢的弹性极限。
球化退火：降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，为淬火作组织准备。 低温回火：保持了钢的高硬度、高强度和良好耐磨性，适当提高了韧性。
中温回火：中温回火后共计爱你的淬火应力基本消失，钢具有高的弹性极限，较高的
强度和硬度，良好的塑性和韧性。
高温回火：习惯上将淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺成为调制处理。经调
制处理后，钢具有优良的综合力学性能。
20#钢的临界温度： Ac1—735 Ac3—855
40Cr的临界温度： Ac1---743 Ac3—805
45#钢的临界温度： Ac1--725 Ac3---770
65Mn的临界温度： Ac1--726 Ac3---765
T12的临界温度： Ac1---730 Acm—820
65Mn热处理工艺。
退火温度：780℃——840℃。炉冷或680℃——720℃高温回火处理。
淬火温度：830℃±20℃油冷；中温回火540℃±50℃（特殊需要时，±30℃）
可能出现的问题：65Mn强度、硬度、弹性和脆透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回
火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，
焊接性差。
硬度不均匀可能加热温度不足，也可能是淬火油老化倒是冷却速度达不到
要求。
金相组织：屈氏体
范文二：金相试样制备过程
步骤:取样、镶样、磨制、抛光、侵蚀等工序。
取样:显微试样的选取应根据研究的目的，取其具有代表性的部位。用切割机把
试样截下，采用直径20mm，高15mm的圆柱体。切取过程中不宜使试样
的温度过于升高，以免引起金属组织的变化，影响分析结果。
镶样:当试样尺寸太小时，直接用手磨制很困难，用试样镶嵌机把试样镶嵌在胶
木粉中。
磨制:分为粗磨和细磨两道工序。
粗磨:粗磨的目的是为了获得一个平整的表面。通常在砂轮机上进行，但
在磨制时应主意:试样对砂轮的压力不宜过大，否则会在试样表面
形成很深的磨痕，增加精磨和抛光的难度;要随时用水冷却试样，
以免受热引起组织变化;试样边缘的棱角若无保存表要，可先行磨
圆(倒角)，以免在细磨及抛光时撕破砂纸或抛光布，甚至造成试样
从抛光机上飞出伤人。
细磨:经粗磨后试样表面虽较平整，但仍还存在有较深的磨痕。细磨的目
的就是为了消除这些磨痕，以得到平整而光滑的磨面，为下一步的
抛光做好准备。细磨是在一套粗细程度不同的金相砂纸上，由粗到
细一次顺序进行的。细磨时将砂纸贴在带有旋转圆盘的预磨机上，
手指紧握试样，并使磨面朝下，均匀用力向下压在砂纸上。每更换
一号砂纸时，须将试样的研磨方向调转90度。
抛光:抛光的目的是去除细磨时遗留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面，制备时
采用机械抛光，在专用的抛光机上进行。抛光机主要由电动机和抛光圆盘
组成，抛光圆盘转速为300~500转/分。抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸
等。抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液。抛光液通常采用A1203、Mg0或
Cr203等细粉末(粒度约为0.3~1um)在水中的悬浮液。机械抛光就是靠
极细的抛光粉与磨面间产生相对磨削和滚压作用来消除磨痕的。操作时将
试样磨面均匀地在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复
运动。抛光时间一般为3~5分钟。抛光结束后，试样表面看不出任何磨痕
而呈光亮的镜面。
浸蚀:经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察，只能看到一片亮光，除某些非
金属夹杂物(如MnS及石墨等)外，无法辨别出各种组成物及其形态特征。
必须使用浸蚀剂对试样表面进行“浸蚀”，才能清楚地显示出显微组织的真
是情况。钢铁材料最常用的浸蚀剂为3~4%硝酸酒精溶液。浸蚀的方法是将
试样磨面浸入浸蚀剂中，活用棉花沾上浸蚀剂擦拭表面。浸蚀时间要适当，
一般试样磨面发暗时就可停止，如果浸蚀不足可重复浸蚀。浸蚀完毕后立
即用清水冲洗，接着用酒精冲洗，最后用吹风机吹干。这样制的金相试样
即可在显微镜下进行观察和分析研究。
设备:金相切割机、砂轮机、镶嵌机、预磨机、抛光机。
腐蚀液:4%的硝酸酒精(96ml酒精+4ml硝酸)、王水、双氧水。
各种加工工艺目的:
完全退火:消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。
正火:作为预备热处理，为机械加工提供适宜的硬度，细化晶粒，消除应力，消
除魏氏组织和带状组织，为最终热处理提供合适的组织状态，还可作为最
终热处理，为某些较小、性能要求不高的碳素钢结构零件提供合适的力学
性能。还能消除过共析钢的网状碳化物，为球化退火作好组织准备。对于
大型工件及形状复杂或界面变化剧烈的工件，用正火代替淬火和回火可以
防止变形和开裂。
淬火:使奥氏体化后的工件以提高工具、轴承、渗碳零件或其他高强度耐磨件的
硬度和耐磨性;结构钢通过淬火加高温回火可以得到强韧结合的优良综合
力学性能;弹簧钢通过淬火加中温回火可以显著提高钢的弹性极限。
球化退火:降低硬度，均匀组织，改善切削加工性，为淬火作组织准备。
低温回火:保持了钢的高硬度、高强度和良好耐磨性，适当提高了韧性。
中温回火:中温回火后共计爱你的淬火应力基本消失，钢具有高的弹性极限，较高的
强度和硬度，良好的塑性和韧性。
高温回火:习惯上将淬火和随后的高温回火相结合的热处理工艺成为调制处理。经调
制处理后，钢具有优良的综合力学性能。
20#钢的临界温度: Ac1—735 Ac3—855
40Cr的临界温度: Ac1---743 Ac3—805
45#钢的临界温度: Ac1--725 Ac3---770
65Mn的临界温度: Ac1--726 Ac3---765
T12的临界温度: Ac1---730 Acm—820
钢号 20 40Cr 45 65Mn T12 完全退火 —— 825—845、炉冷 800—840、炉冷 770 加热
温度、 正火 920— 950、空冷 850—870、空冷 850 —870、空冷
时间、
淬火 900—920、盐水 830—860、油淬 840、水淬 830??20? 780 冷却
方式 回火 200 520??10? 600、 540??50?
65Mn热处理工艺。
退火温度:780?——840?。炉冷或680?——720?高温回火处理。 淬火温度:830??20?油冷;中温回火540??50?(特殊需要时，?30?)
可能出现的问题:65Mn强度、硬度、弹性和脆透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回
火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，
焊接性差。
硬度不均匀可能加热温度不足，也可能是淬火油老化倒是冷却速度达不到
要求。
金相组织:屈氏体
范文三：金相试样制备过程概述_刘艳英
工艺装备
金相试样制备过程概述
刘艳英1臧金旺2李宪武1
（1. 天津凯雷博瑞检测技术有限公司，天津300384；2. 天津赛象科技股份有限公司，天津300384）
—金相试样的制备过程：取样、镶嵌、磨光(粗磨和细磨) 、抛光、腐蚀，以及摘要：介绍了用于微观观察检验的样品——不正确的操作可能每个过程所要注意的事项等。金相制样的好坏直接影响着检验结果的正确与否, 在极端情况下，造成假组织，从而得出错误的结论。所以金相制样过程尤其重要。关键词：金相分析；取样；制样；腐蚀
Summarize of Metallographic Sample Preparation Process
LIU Yan-ying 1, ZANG Jin-wang 2,LI Xian-wu 1
(1.CalibrateDetection Technology Co., Ltd.,Tianjin 300384；2.Tianjin Saixiang Technology Co., Ltd.,Tianjin 300384)
Abstract:This passage mainly introduced the sample for micro-observation-metallographic sample preparation process:sampling, mosaic, polished (coarsegrinding and fine grinding) and polishing, corrosion, as well as for each process to note and so on. The quality of the metallographic sample directly affects the quality of the test results, in extreme cases, incorrect operation may result in false tissue, so as to get the wrong conclusions. Therefore, the process of metallographic sample preparation is particularly important.
Key words ：Metallographic analysis ; Sampling ;Sample ; Corrosion
1序言
金相分析是检验分析材料的手段之一，旨在揭就必须制备示材料的真实结构。要进行金相分析，
能用于微观观察检验的样品———金相试样。在金相分析中，选择及制备有代表性的试样是很重要的。通常，金相试样制备要经过以下几个步骤：取样、镶嵌（有时可以省略）、磨光(粗磨和细磨) 、抛光和腐蚀。每项操作都必须细心谨慎，严格按操作要求实施，因为任何操作失误都可能影响后续步骤，在极端情况下，还可能造成假组织，从而得出错误的结论。金相试样制备是与制备人员制样经验密切相关的技术，制备人员的水平决定了试样的制备质量。本文拟通过金相分析中具有普遍使用价值的手工试样制备过程，介绍适用于实验室金相分析的金相试样手工制备技术。
当，则达不到检验目的，因此，所取试样的大小、部位、磨面方向等应严格按照相应的标准规定执行。经验表明，金相试样最适宜的尺寸是直径12mm 高10mm 的圆柱体，或底面为12mm ×12mm 高10mm
［1］
的正方柱体。如图1所示。试样太小难于把持不便磨制；太大会使磨制平面过大，既增加了磨制时间又不易磨平。因此，在条件允许的情况下，都要制成上述试样。
检验工作中，被检验试样的大小、形状往往各异，无法制成上述试样，此时可以采用先镶样后制备的制样工序完成制样。图2即为不规则试样的镶
2取样
取样是金相试样制备的第一道工序，若取样不
图1金相试样标准的尺寸
图2镶嵌后试样
４６
2010年第1
期
工艺装备
样效果。
金相试样取样部位的选择应根据检验目的及相关标准规定实施。取样部位确定后，应按不同的研究目的确定磨面方向。磨面方向与研究目的的关系
［1］如下：1. 1试样横截面主要用于研究
（1）从试样表面到中心位置金相组织的变化；
（2）表层各种缺陷的检验，如氧化，脱碳，过烧等；
（3）表面热处理情况的研究，如表面淬火的淬硬层，化学热处理的渗碳层，氮化层，碳氮共渗层以及表面镀铬、镀锌、镀铜层等；
（4）非金属夹杂物在整个横截面上的分布；（5）晶粒度的测定等。1. 2试样纵截面主要用于研究
（1）检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；（2）检验晶粒变形程度，从而了解材料冷变形情况；（3）检验钢材的带状组织，以及通过热处理对带状组织的消除程度。
样在抛光时飞出造成事故。反之，对检验表层的试样，严禁倒角并应保证磨面平整，对此可采用镶样方法解决。待试样表层平整、磨痕均匀一致后，粗磨即告完成，图3即为粗磨后的试样平面。3. 2细磨
细磨的目的是将粗磨留下的较深磨痕去掉，为抛光工序做好准备。细磨前操作者须将试样和双手洗净，以免将粗砂粒带至本工序，造成新的深磨痕。
［1］
细磨可分为手工磨制和机械磨制两种，二者的磨制原理是一样的，都是依次在由粗到细的各号砂纸上完成。在机械细磨中，为避免转盘上的砂纸局部磨损，手施加的压力不仅大小要适中，而且要使试样沿转盘径向往复移动，直至被磨制平面上仅有单一方向的磨痕为止，至此，更换更细的砂纸，进一步磨制。注意，每次更换砂纸后，新的磨制方向必须保证与旧磨痕的方向垂直。当旧磨痕完全去除后更换下一道砂纸，如此反复。一般而言，金相试样磨制从240#到
［2］600#砂纸就可以了。当金相砂纸失去切削力时，应及时更换，否则易产生金属变形层影响检测，尤其在磨制铸铁试样时会使部分石墨脱落，影响石墨评定
3制样
制样过程大致可分为三步：粗磨（砂轮找平面），
。细磨（砂纸磨细面），抛光（抛光出镜面）3. 1粗磨
［1］
金相砂轮机及金相砂带机是粗磨专用机具。在粗磨过程中由于摩擦力作用，容易使试样过热，致使试样组织发生变化，所以在磨制过程中接触压力不应过大且应及时浸入水中冷却，以保证试样组织不因过热而发生变化。粗磨出平面后，对非表层检验试样（如表面缺陷、渗层、镀层等），还应将棱边倒圆，防止在后续工作中划破砂纸和抛光织物，避免试
的正确性。细磨时须同样注意及时用水冷却试样，使
金属组织不因受热而发生变化。细磨后的试样表面如图4所示。3. 3抛光
抛光是为了消除试样细磨时在磨面上留下的细
［1］
微磨痕，使之成为光亮无痕的平整镜面。抛光的方［2］法有机械抛光、电解抛光、化学抛光等，其中，机械
抛光是现阶段应用最广泛的抛光方法。抛光步骤分为粗抛和精抛两步。抛光织物和磨料的选择应随被检试样材质及检验目的不同而不同。如抛光较硬的材料———钢铁，粗抛常用帆布、呢纶等；精抛则用短毛细软呢绒等；尤其是分析钢中夹杂物或铸铁中石
图3粗磨后试样图4细磨后试样图5抛光后试样图6腐蚀后试样
2010年第1
期
４７
工艺装备
墨时，不能使用长毛呢绒，用长毛呢绒抛光会产生：“曳尾”现象，使夹杂物和石墨易于抛掉，无法确切检验。对较软的金属和合金要用软的织物。理想的抛光磨料应具有高的硬度，至少等于被抛光材料的硬度，
［2］
。检验中，金刚石磨料且力度分级细致，尺寸均匀是目前使用最广泛的。抛光时，应确保试样磨面与抛光盘平行并均匀地轻压在抛光盘上，注意避免试
样飞出和因压力过大而产生新磨痕。试样沿转盘径向往复移动时还应自转，以免抛光织物局部磨损和出现“曳尾”。在抛光过程中要保证湿度适中，湿度太大会减弱抛光的磨削作用，使试样中较硬相呈现浮凸，更会使钢中非金属夹杂物及铸铁中石墨相产生“曳尾”现象；湿度太小时，润滑作用减小，磨面失
［1］
去光泽，甚至出现黑斑，轻合金则可能抛伤表面。当抛光面没有磨痕明亮如镜时，抛光完成。否则继续抛光直至磨痕完全消除为止。抛光后的试样如图5所示。
铁，试样表面很容易产生花斑，这些都会使显微组织金相试样腐蚀特征不明显，增加显微组织评定困难。
的一般步骤为:水冲洗试样－擦酒精－涂腐蚀剂－水冲洗试样－擦酒精－吹干[3]。试样腐蚀时间长短及腐蚀剂的选择视材质的不同来确定。如果腐蚀效果不理想，应将试样从粗磨步骤开始重新制样，直至能清晰显示出显微组织。腐蚀后试样如图6所示。
5结束语
随着金相试样制备技术不断完善，在半自动或全自动金相试样制备方法尚未普及情况下，传统的手工金相试样制备还是不可缺少的。本文所述方法，是通过多年大量的检测和教学实践获得的，对初学者和金相工作者都会有一定帮助，但制样方法不是一成不变的，要根据各自实验室的具体情况具体分析，特别是常用材料的检测，要反复试验，不断探索，才能收到良好的效果。
参考文献：
[1]高文民. 金相检验基本知识[M].北京：中国铁道出版社出版，1989：50-114
冶金工业出版社，2006：[2]任怀亮. 金相实验技术[M].北京：73-85
[3]燕样样. 浅谈铸铁金相试样制备方法[J].金属热处理，2007，32（3）：104-105
4腐蚀
抛光后的试样根据检测需要可直接观测或腐蚀
腐蚀的目的是将金属的显微组织显现出来。后观测。
常用金相组织显示法有化学腐蚀法、电解腐蚀法、金
［1］
相组织特殊显示等。试样腐蚀是较为关键的，腐蚀
表面不干净，特别是有石墨存在的铸过浅或过深、
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第38页）
中，冷轧带钢晶粒度较大，最终冷轧产品的屈服强度
使热轧带钢及经过相同冷轧工艺制度的冷轧带钢
也较低。同时，由于高温卷取能够促进{111}织构
的晶粒粗大。这是因为，较高的卷取温度能使钢种
更为充分的发展，也相应使退火后的冷轧产品具有
的析出物更加粗大，由于阻碍{111}再结晶织构发
相对较高的r 值。从图3中可明显看出卷取温度对
展的主要机制是细小弥散分布的第二相粒子对晶
相同工艺制度下冷轧产品性能的影响。结合本钢实
界迁移的钉扎作用，细小弥散的析出物并不损害{1
际情况，卷曲温度目标值设定为720℃。
11}取向上晶粒的回复和形核，但分布在晶界上的粒子所形成的钉扎力会阻碍晶粒的长大，总体来看
3结论
钉扎力与二相粒子的数量成正比，与二相粒子平均
经过相关研究，本钢超深冲IF 钢主要热轧工艺
尺寸成反比，如果{111}取向上晶粒的回复和形核
参数确定如下：板坯出加热炉温度不高于1210℃；
受到阻碍，那么，其它方向特别是不利于深冲性能
终轧温度目标值设定为900℃；卷曲温度目标值设
的{100}方向的晶粒就会迅速长大。随着卷取温度
定为720℃。通过大批量生产实践及市场用户使用
的升高，二相粒子的分布越来越稀疏，其尺寸也越
验证，本钢冷轧超深冲IF 钢力学性能合格率始终稳
来越大，使热轧带钢在卷取冷却过程中的晶粒能够
定在较高水平。
很好的长大，并同时将这种织构“遗传”到冷轧产品
４８
2010年第1
期
范文四：金相试样制备
金相试样制备
金相试样制备是金相研究非常重要的一部分，它包括试样的截取、试样的镶嵌、试样的磨光、试样的抛光、金相显微组织的显示。下面分别讨论:
(一) 金相试样的截取:
金相试样截取的原则:选择有代表性的金相试样是金相研究的第一步，不重视取样的重要性常常会影响试验结果的成败。
1(截取试样的部位，必须能表征材料或部件的特点及检验的目的。?对机件破裂的原因进行金相分析时，试样应在部件破裂部位截取。为了得到更多的资料，还需要在离开破裂源较远的部位截取参考试样，进行对照研究。?对于工艺过程或热处理不同的材料或部件，试样的截取部位也要相应地改变。?研究分析铸件的金相组织，必须从铸件的表层到中心同时观察(根据各部位组织的差异，从而了解铸件的偏析程度。小机件可直接截取垂直于模壁的横断面，大机件应在垂直于模壁的横断面上，从表层到中心截取几个试样。?轧制型材或锻件取样应考虑表层有无脱碳、折迭等缺陷，以及非金属夹杂物的鉴定，所以要在横向和纵向上截取试样。横向试样主要研究表层缺陷及非金属夹杂物的分布，对于很长的型材应在两端分别截取试样，以便比较夹杂物的偏析情况;纵向试样主要研究夹杂物的形状,鉴别夹杂物的类型，观察晶粒粒长的程度，估计逆性形变过程中冷变形的程度。?经过各种热处理的零件，显微组织是比较均匀的，因而只在任一截面上截取试样即可，同时要考虑到表层情况，如脱碳、渗碳、表面镀膜、氧化等。
2(确定试样的金相磨面:研究结果或试验报告上的金相照片应说明取样的部位和磨面的方向。? 横截面主要研究内容:a(试样外层边缘到中心部位金相显微组织的变化。b(表层缺陷的检验，如、氧化、脱碳、过烧、折迭等。c(表面处理结果观察，如表面镀膜、表面淬火、化学热处理等。d(非金属夹杂物在截面上的分布情况。e(晶粒度的测定。? 纵截面主要研究内容:a(非金属夹杂物的数量、形状、大小，夹杂物的情况与取样部位关系非常大，因而必须注意取样部位能代表整块材料。b(测定晶粒拉长的程度，了解材料冷变形的程度。c(鉴定钢的带状组织以及热处理消除带状组织的效果。
3(金相试样截取截面方法:试样的截取必须采用合适的方法，避免因切割加工不当而引起显微组织的变化。引起组织变化的可能性有两方面必须注意:?逆性变形使金相组织发生变化。如低碳钢、有色金属中晶粒受力压缩拉长或扭曲，多晶锌晶粒内部形变挛晶的出现，奥氏体类钢晶粒内部滑移线的增加等都是容易发生的毛病。尤其某些低熔点金属{锡、锌等)，
由于它们的再结晶温度低于室温，如果试样发生逆性变化，将同时伴随有再结晶过程，使原来的组织、晶粒大小发生根本改变。?材料因受热引起的金相组织变化(如淬火马氏体组织，往往因磨削热影响，使马氏体回火(产生回火马氏体。?根据材料的硬度不同，采用不同方法截取试样。a(对软性的材料可用手锯或锯床等截取。b(极硬的合金材料，如淬火钢及硬质合金等，可用砂轮片，金相试样切割机截取。c(硬脆合金一般用锤击，挑选合适的碎块，然后镶嵌成规整的试样。d(斜面截取法对表层金相组织的分析研究是一种有效的方法，在很多情况下表层厚度极薄，在一般试样截面上是一条极细的线条，无法观察到清晰的组织。但采用斜面截切法可扩大观察范围，如表面镀层、拜尔培层的研究。
(二) 金相试样的镶嵌适用于对不是整形、不易于拿的微小金相试样进行热固性塑料压制，如线材、细小管材、薄板、锤击碎块等。在磨光时不易握持，用镶嵌方法镶成标准大小的试块，然后进行切割、抛光等。常用的镶嵌法有低熔点合金镶嵌法、塑料镶嵌法。
实验室金相试样制备过程大概如下:
正确地检验和分析金属的显微组织必须具备优良的金相样品。制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、麻点与水迹，并使金属组织中的夹物、石墨等不脱落。否则将会严重影响显微分析的正确性。金相样品的制备分取样、磨制、抛光、组织显示(浸蚀)等几个步骤。
1、取样
选择合适的、有代表性的试样是进行金相显微分析的极其重要的一步，包括选择取样部位、检验面及确定截取方法、试样尺寸等。
(1)取样部位及检验面的选择
取样的部位和检验面的选择，应根据检验目的选取有代表性的部位。例如:分析金属的缺陷和破损原因时，应在发生缺陷和破损部位取样，同时也应在完好的部位取样，以便对比;检测脱碳层、化学热处理的渗层、淬火层、晶粒度等，应取横向截面;研究带状组织及冷塑性变形工件的组织和夹杂物的变形情况时，则应截取纵向截面。
(2)试样的截取方法
试样的截取方法可根据金属材料的性能不同而异。对于软材料，可以用锯、车、刨等方法;对于硬材料，可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法;对于硬而脆的材料，如白口铸铁，可以用锤击方法;在大工件上取样，可用氧气切割等方法。在用砂轮切割或电火花切割时，应采取冷却措施，以减少由于受热而引起的试样组织变化。试样上由于截取而引起的变形层或烧损层必须在后续工序中去掉。
(3)试样尺寸和形状
金相试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准，通常采用直径ф15,20mm、高15,20mm的圆柱体或边长15,20mm的立方体。
2. 磨制:
分粗磨和细磨两步。试样取下后，首先进行粗磨。如是钢铁材料试样可先用砂轮粗磨平，如是很软的材料(如铝、铜等有色金属)可用锉刀锉平。在砂轮上磨制时，应握紧试样，使试样受力均匀，压力不要太大，并随时用水冷却，以防受热引起金属组织变化。此外，在一般情况下，试样的周界要用砂轮或锉刀磨成圆角，以免在磨光及当抛光时将砂纸和抛光织物划破。但是，对于需要观察表层组织(如渗碳层，脱碳层)的试样，则不能将边缘磨圆，这种试样最好进行镶嵌。
细磨是消除粗磨时产生的磨痕，为试样磨面的抛光做好准备。粗磨平的试样经清水冲洗并吹干后，随即把磨面依次在由粗到细的各号金相砂纸上磨光。常用的砂纸号数有01、02、03、04号4种，号小者磨粒较粗，号大者较细。磨制时砂纸应平铺于厚玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样，使磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下把试样向前推磨，用力要均匀，务求平稳，否则会使磨痕过深，且造成试样磨面的变形。试样退回时不能与砂纸接触，这样“单程单向”地反复进行，直至磨面上旧的磨痕被去掉，新的磨痕均匀一致为止。在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上磨屑和砂粒清除干净，并转动90?角，使新、旧磨痕垂直。
金相试样的磨光除了要使表面光滑平整外，更重要的是应尽可能减少表层损伤。每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层(至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序生产的变形层深度)，而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去;同时，该道工序本身应尽可能减少损伤，以便进行下一道工序。最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅，应保证能在下一道抛光工序中除去。
磨制铸铁试样时，为了防止石墨脱落或产生曳尾现象，可在砂纸上涂一薄层石墨或肥皂作为润滑剂。磨制软软的有色金属试样时，为了防止磨粒嵌入软金属内和减少磨面的划损，可在砂纸上涂一层机油、汽油、肥皂水溶液或甘油水溶液作润滑剂。
金相试样还可以用机械磨制来提高磨制效率。机械磨制是将磨粒粗细不同的水砂纸装在预磨机的各磨盘上，一边冲水，一边在转动的磨盘上磨制试样磨面。配有微型计算机的自动磨光机可以对磨光过程进行程序控制，整个磨光过程可以在数分钟内完成。
3. 抛光:
目的为去除金相磨面上因细磨而留下的磨痕，使之成为光滑、无痕的镜面。金相试样的抛光可分为机械抛光、电解抛光、化学抛光三类。机械抛光简便易行，应用较广。
(1)机械抛光
机械抛光是在专用的抛光机上进行的，抛光机主要是由电动机和抛光圆盘(Ф200,300mm)组成，抛光盘转速为200,600r/min以上。抛光盘
上铺以细帆布、呢绒、丝绸等。抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液。抛光液通常采用Al2O3、MgO或Cr2O3等细粉末(粒度约为0.3,1μm)在水中的悬浮液。机械抛光就是靠极细的抛光粉末与磨面间产生相对磨削和液压作用来消除磨痕的。 操作时将试样磨面均匀地压在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复运动。抛光时间一般为3,5min。抛光后的试样，其磨面应光亮无痕，且石墨或夹杂物等不应抛掉或有曳尾现象。这时，试样先用清水冲诜 ，再用无水酒精清洗磨面，最后用吹风机吹干。
(2)电解抛光
电解抛光是利用阳极腐蚀法使试样表面变得平滑光高的一种方法。将试样浸入电解液中作阳极，用铝片或不锈钢片作阴极，使试样与阴极之间保持一定距离(20,30mm)，接通直流电源。当电流密度足够时，试样磨面即由于电化学作用而发生选择性溶解，从而获得光滑平整的表面。这种方法的优点是速度快，只产生纯化学的溶解作用而无机械力的影响，因此，可避免在机械抛光时可能引起的表层金属的塑性变形，从而能更确切地显示真实的金相组织。但电解抛光操作时工艺规程不易控制。
(3)化学抛光
化学抛光的实质与电解抛光相类似，也是一个表层溶解过程。它是一种将化学试剂涂在试样表面上约几秒至几分钟，依靠化学腐蚀作用使表面发生选择性溶解，从而得到光滑平整的表面的方法。
4. 组织显示:
由于金属中合金成分和组织的不同，造成腐蚀能力的差异，腐蚀后使各组织间、晶界和晶内产生一定的衬度，金属组织得以显示。常用的金相组织显示方法有:(1)化学浸蚀法;(2)电解浸蚀法;(3)金相组织特殊显示法，其中化学浸蚀法最为常用。
经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察，只能看到一片亮光，除某些非金属夹杂物(如MnS及石墨等)外，无法辨别出各种组成物及其形态特征，必须使用浸蚀剂对试样表面进行“浸蚀”，才能清楚地看到显微组织的真实情况。钢铁材料最常用的浸蚀剂为3%~4%硝酸酒精溶液或4%苦味酸酒精溶液。
最常用的金相组织显示方法是化学浸蚀法，其主要原理是利用浸蚀剂对试样表面的化学溶解作用或电化学作用(即微电池原理)来显示组织。 对于纯金属单相合金来说，浸蚀是一个纯化学溶解过程。由于金属及合金的晶界上原子排列混乱，并有较高的能量，故晶界处容易被浸蚀而呈现凹沟。同时，由于每个晶粒原子排列的位向不同，表面溶解速度也不一样，因此，试样浸蚀后会呈现出轻微的凹凸不平，在垂直光线的照射下将显示出明暗不同的晶粒。对于两相以上的合金而言，浸蚀主要是一个电化学腐蚀过程。由于各组成具有不同的电极电位，试样浸入浸蚀剂中就有两相之间形成无数对“微电池”。具有负电位的一相成为阳极被迅速浸入浸蚀剂中形成凹
洼;具有正电位的另一相则为阴极，在正常电化学作用下不受浸蚀而保持原有平面。当光线照射到凹凸不平的试样表面时，由于各处对光线的反射程度不同，在显微镜下就能看到各种不同的组织和组成相。
浸蚀方法是将试样磨面浸入浸蚀剂中，或用棉花沾上浸蚀剂控试表面。浸蚀时间要适当，一般试样磨面发暗时就可停止。如果浸蚀不足，可重复浸蚀。浸蚀完毕后，立即用清水冲诜，接着用酒精冲洗，最后用吹风机吹干。这样制得的金相试样即可在显微镜下进行观察和分析研究。如果一旦浸蚀过度，试样需要重新抛光，甚至还需在04号砂纸上进行磨光，再去浸蚀。
范文五：金相试样制备
金相试样的制备实验报告
学院: 专业: 班级:
姓名 学号 实验组 3
实验时间 指导教师 成绩 实验项目名称 金相试样的制备
实
验掌握金相试样制备的基本方法
目
的
实每位学生准备金相砂纸一套及玻璃板一块，在实验教师的现场指导认真完成试样的验打磨、抛光、漫蚀及组织观察等，学生必须完成符合基本要求的金相试样并经实验教师要检验合格此试验才算完成。
求
光学金相显微分析的第一步是制备试样、将恃观察的试样表面磨制成光亮无痕的镜
面，然后经过浸蚀才能分析组织形态。如因制备不当，在观察面上出现划痕、凹坑、水
迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析。因此制备出高质量的试样对组织分析
是很重要的。
金相试样制备过程一般包括:取样、粗磨、细磨，抛光和浸蚀五个步骤。 实(一) 取样
验(二)粗磨
1、修整 原
2、磨平
理 3、倒角
(三)细磨
1、手工磨
2、机械磨
(四)抛光
(五)浸蚀
1
实
待磨试样、砂轮机、金相砂纸及玻璃板、抛光机、抛光液、吹风机、金相显微镜、验
漫蚀剂、酒精、夹子、脱脂棉、吸水纸。
仪
器
(一)磨样 领取待磨试样，用砂轮机粗憋，用金相砂纸细磨，进行机械抛光;
(二)浸蚀前观察 对抛光后洗净，吹干的试样进行浸蚀前的检查; 实
(三)浸蚀 将抛光合格的试样置于浸烛剂中浸蚀; 验
(四)观察金相组织 对浸蚀后的试样进行观察，联系化学浸蚀原理对纽织形态进步
行分。如浸蚀程度过浅，可重新浸蚀;若过深，待重新抛光后才能浸蚀;若变形层严重，骤
反复抛光—浸蚀1—2次后再观察组织清晰度的变化。
实
(一)按粗磨?细磨?机械抛光?漫蚀的步骤制备金相试祥; 验
(二)对比观察浸蚀前，浸蚀后试样的金相形貌
内
容
实
验
数
据 图2-5 亚共析钢退火组织200×
a)反复抛光、侵蚀前 b)反复抛光侵蚀后
2
实
验(一)掌握了金相试样制备的基本方法
总(二)了解了取样、粗磨、细磨，抛光和浸蚀的具体操作过程 结
指 导 教 师 意 见 签名: 年 月 日
3
