材料是人類生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ),它可以直接反映出人類文明的程度蔑舞。金屬材料的力學性能不僅與它的化學成分有關(guān)凌埂,也與它的組織結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系舀锨。了解它們之間的關(guān)系并掌握它們之間的變化規(guī)律妻枕,進行正確的金相分析是有效使用材料所必需的陆馁。
要進行金相分析绳匀,就必須制備能用于微觀觀察檢驗的樣品—金相試樣洪鸭。通常,金相試樣制備要經(jīng)過以下幾個步驟:取樣蒜撮、鑲嵌、磨光(粗磨和細磨)和拋光。每項操作都必須嚴格細心因為任何階段的失誤都可能影響以后的步驟段磨,在極端的情況下取逾,不正確的制作可能造成假組織,從而得出錯誤的結(jié)論川苹支。金相試樣的制備是通過切割機砾隅、鑲嵌機、磨/拋光機來完成的债蜜,金相試樣的最終質(zhì)量是由拋光工序決定的晴埂,拋光是金相制樣過程中至關(guān)重要的一環(huán)。拋光是將試樣上磨制產(chǎn)生的磨痕及變形層去掉寻定,使其成為光滑鏡面的最后工序儒洛。拋光試樣的方法有機械拋光、電解拋光狼速、化學拋光以及復合拋光等琅锻。機械拋光是現(xiàn)階段應用最為廣泛的拋光方法,其正確的工藝和操作方法是在保證獲得優(yōu)質(zhì)的試樣和其他條件(如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等)的情況下具有最高的拋光速率選擇可靠性高的金相試樣拋光機向胡,可以提高制樣效率和質(zhì)量恼蓬,減少試樣廢品率,從而降低成本僵芹,提高經(jīng)濟效益处硬,獲得樣品質(zhì)量的高度一致性。
拋光操作的關(guān)鍵是要設(shè)法得到最大的拋光速率拇派,以便盡快除去磨光時產(chǎn)生的損傷層荷辕。同時也要使拋光損傷層不會影響最終觀察到的組織,即不會造成假組織攀痊。這兩個要求是矛盾的桐腌。前者要求使用較粗的磨料,以保證有較大的拋光速率來去除磨光的損傷層苟径,但拋光損傷層也較深案站;后者要求使用最細的材料,使拋光損傷層較淺棘街,但拋光速率低蟆盐。解決這個矛盾的最好的辦法就是把拋光分為兩個階段進行。首先是粗拋遭殉,目的是去除磨光損傷層石挂,這一階段應具有最大的拋光速率,粗拋形成的表層損傷是次要的考慮险污,不過也應當盡可能斜杂蕖富岳;其次是精拋(或稱終拋),其目的是去除粗拋產(chǎn)生的表層損傷拯腮,使拋光損傷減到最小窖式。
拋光時,試樣磨面與拋光盤應絕對平行并均勻地輕壓在拋光盤上动壤,注意防止試樣飛出和因壓力太大而產(chǎn)生新磨痕萝喘。同時還應使試樣自轉(zhuǎn)并沿轉(zhuǎn)盤半徑方向來回移動,以避免拋光織物局部磨損太快在拋光過程中要不斷添加微粉懸浮液琼懊,使拋光織物保持一定濕度阁簸。濕度太大會減弱拋光的磨痕作用,使試樣中硬相呈現(xiàn)浮凸和鋼中非金屬夾雜物及鑄鐵中石墨相產(chǎn)生“曳尾”現(xiàn)象哼丈;濕度太小時启妹,由于摩擦生熱會使試樣升溫,潤滑作用減小削祈,磨面失去光澤翅溺,甚至出現(xiàn)黑斑,輕合金則會拋傷表面髓抑。
為了達到粗拋的目的咙崎,要求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低,最好不要超過500r/min吨拍;拋光時間應當比去掉劃痕所需的時間長些褪猛,因為還要去掉變形層。粗拋后磨面光滑羹饰,但黯淡無光伊滋,在顯微鏡下觀察有均勻細致的磨痕,有待精拋消除队秩。精拋時轉(zhuǎn)盤速度可適當提高笑旺,拋光時間以拋掉粗拋的損傷層為宜。精拋后磨面明亮如鏡馍资,在顯微鏡明視場條件下看不到劃痕筒主,但在相襯照明條件下則仍可見到磨痕。
金相試樣拋光質(zhì)量的好壞嚴重影響試樣的組織結(jié)構(gòu)鸟蟹,已逐步引起有關(guān)專家的重視乌妙。近年來,國內(nèi)外在拋光機的性能上作了大量的研究工作建钥,研究出不少新機型藤韵、新一代的拋光設(shè)備,正由原來的手動操作發(fā)展成為各種各樣的半自動及全自動拋光機熊经。
制約我國金相試樣制備技術(shù)發(fā)展的因素:
縱觀國內(nèi)外拋光機的狀況泽艘,國內(nèi)研發(fā)的拋光機在性能和外觀等方面還存在一定差距欲险。例如,國內(nèi)研制的拋光機多數(shù)機型的拋光盤為單盤或雙盤匹涮,有水龍頭盯荤,但冷卻條件差由于冷卻條件差,試樣表面易發(fā)熱變灰暗焕盟,而且會繼續(xù)增厚形變擾動層,對快速拋光好試樣帶來麻煩宏粤;拋光盤轉(zhuǎn)速固定不變脚翘,而金相試樣制備過程不允許組織變形,軟相(石墨)脫落绍哎,硬相(碳化物)浮凸来农,拋光后試樣表面應光亮如鏡、無磨痕崇堰。為此沃于,不同性質(zhì)的材料,需采取不同措施海诲。而國外研制的全自動拋光機繁莹,能夠自動控制冷卻液的流量,整個操作過程采用全自動化模式特幔,節(jié)省了人工并有效地提高了研究效率與質(zhì)量咨演。
——本文摘自《中國金屬制品網(wǎng)》