实验前准备

了解金相显微镜的构造、原理及使用规则。了解金相显微试样制备的基本操作方法。实验前准备•金相分析是研究金属材料内部组织结构的主要方法。•金相显微分析法是利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷。•金相显微镜是进行金属显微分析的主要工具。将专门制备的金属试样放在金相显微镜下进行放大和观察，可以研究金属组织与其成分和性能之间的关系；确定各种金属经不同加工及热处理后的显微组织；鉴别金属材料质量的优劣，如金属晶粒度大小、非金属夹杂物在组织中的数量及分布情况等。因此，利用金相显微镜观察金属材料的内部组织与缺陷是金属材料研究中的一种基本实验技术。•金相显微镜的工作原理，简单地讲，是利用光线的反射将不透明物件放大后进行观察研究。金相显微镜单目与双目光学金相显微镜三目金相显微镜金相显微镜的光学原理当被观察物体AB置于物镜前焦点略远处时，物体的反射光线穿过物镜经折射后，得到一个放大的倒立实像A1B1（称为中间象）。若A1B1处于目镜焦距之内，则通过目镜观察到的物象是经目镜再次放大了的虚象A1’B1’。金相显微镜的构造金相显微镜的种类和型式很多，但最常见的型式有台式、立式和卧式三大类。其构造通常均由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成，有的显微镜还附带照像装置和暗场照明系统等。现以国产XJB-1型金相显微镜为例，其主要结构如图所示。(1)-灯泡(2)-聚光镜组Ⅰ(3)-聚光镜组Ⅱ(4)-半透反光镜(5)-辅助透镜(6)-物镜组(7)-反光镜(8)-孔径光栏(9)-视场光栏(10)-辅助透镜Ⅱ(11)-棱镜Ⅰ(12)-棱镜Ⅱ(13)-视场光栏(14)-目镜金相显微镜的光学系统4XC三目倒置式金相显微镜仪器的主要技术指标：1.目镜三目镜管目镜：10X2.物镜物镜：10X、25X、40X、100X3.载物台方台：150X200mm,移动范围：15X15mm4.照明：库列照明系统、6V20W钨卤素灯、亮度可调5.光学放大倍数:100-1000金相显微镜的放大倍数目物MMM显微镜的放大倍数为物镜放大倍数M物和目镜放大倍数子M目的乘积，即：显微镜的主要放大倍数一般是通过物镜来保证，物镜的最高放大倍数可达100倍，目镜的放大倍数可达25倍。在物镜和目镜的镜筒上，均标注有放大倍数，放大倍数常用符号“×”表示，如100×，200×等。显微镜的操作步骤金相显微镜是一种精密光学仪器，在使用时要求细心和谨慎，严格按照使用规程进行操作。①将显微镜的光源插头接在低压（6V～8V）变压器上，接通电源。②根据放大倍数，选用所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上和目镜筒内，旋动物镜转换器，使物镜进入光路并定位（可感觉到定位器定位）。③将试样放在样品台上中心，使观察面朝下。④转动粗调手轮先使镜筒上升，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面（但不得与之相碰），然后反向转动粗调手轮，使镜筒渐渐下降以调节焦距，当视场亮度增强时，再改用微调手轮调节，直到物象最清晰为止。⑤适当调节孔径光栏和视场光栏，以获得最佳质量的物象。⑥如果使用油浸系物镜，可在物镜的前透镜上滴一些松柏油，也可以将松柏油直接滴在试样上，油镜头用后，应立即用棉花沾取二甲苯溶液擦净，再用擦镜纸擦干。显微镜使用注意事项①操作应细心，不能有粗暴和剧烈动作，严禁自行拆卸显微镜部件。②显微镜的镜头和试样表面不能用手直接触摸，若镜头中落入灰尘，可用镜头纸或软毛刷轻轻擦试。③显微镜的照明灯泡必须接在6~8V变压器上，切勿直接插入220V电源，以免烧毁灯泡。④旋转粗调和微调手轮时，动作要慢，碰到故障应立即报告,不能强行用力转动，以免损坏机件。二、金相试样的制备方法为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。金相试样的制备过程主要步骤有：磨制抛光浸蚀镶嵌取样金相试样制备的主要设备切割机镶嵌机金相试样制备的主要设备抛光机（PG-1型）抛光机（PG-2型）金相显微试样的制备方法为了能够在金相显微镜下真实地、清楚地观察到金属内部的显微组织，需要精心地制备金相显微试样。金相试样的制备过程主要步骤有：磨制抛光浸蚀镶嵌取样磨制抛光浸蚀观察砂纸磨抛光剂抛光机浸蚀剂吹风机酒精清洗水清洗水清洗吹干显微镜金相试样制备方法取样取样时试样尺寸以磨面面积小于400mm2，高度15～20mm为宜。试样可用手锯、砂轮切割机、显微切片机、化学切割装置、电火花切割机、剪切、锯、刨、车、铣等方法截取，必要时也可用气割法截取。硬而脆的金属可以用锤击法取样。不论用哪种方法切割，均应注意不能使试样由于变形或过热导致组织发生变化。镶嵌样品镶嵌常用方法有：•机械镶嵌法•热压镶嵌法如果试样大小合适，便于用手握持磨制，则无需镶嵌。对于尺寸过于细小的金属丝、片、管或不规则形状物，以及有特殊要求(例如需观察表层组织)的试样，必须先将其镶嵌起来再磨制。方式：手工磨和机械磨•工序：粗磨和细磨右图---试样磨面上磨痕变化情况示意图磨制金相试样经切割或镶嵌后，需进行一系列的研磨工作，才能得到光亮的磨面。研磨的过程包括磨平（粗磨）、磨光（细磨）、抛光3个步骤。砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。磨制以“单程单向”方式重复进行。在调换下一号更细的砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并使试样的磨制方向调转90°。磨制方法金相试样磨痕检验目的：去除细磨时遗留下的细微磨痕，以获得光亮而无磨痕的镜面。•方法：机械抛光电解抛光化学抛光•本实验采用机械抛光方法。抛光1.将试样磨面均匀地、平整地压在旋转的抛光盘上，压力不宜过大，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。2.抛光时间不宜过长，磨面上磨痕全部消除而呈光亮的镜面后，即可停止抛光。3.抛光后的试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。抛光注意事项目的：使试样磨面的显微组织显露出来，便于观察分析。光滑镜面在显微镜下只能看到一片光亮，除某些非金属夹杂物、石墨、孔洞、裂纹外，无法辨别出各种组织组成物及其形态特征。•方法：金属组织常用侵蚀法有化学侵蚀及电解侵蚀法等。本实验用化学浸蚀法。•操作：1.将抛光好的试样磨面用化学浸蚀剂进行一定时间浸蚀；2.浸蚀后用酒精清洗浸蚀面，再用吹风机吹干浸蚀面及试样整体，随后观察。浸蚀浸蚀后试样磨面就形成了凸凹不平的表面，在显微镜下通过光线在磨面上各处的反射情况不同，显现出各种不同的组织结构特征及形态，即能够观察到金属的显微组织。浸蚀后金相组织共析钢的显微组织过共析钢的显微组织亚共析钢的显微组织亚共晶白口铁的显微组织共晶白口铁的显微组织过共晶白口铁的显微组织