金相技术与材料组织显示分析

西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 实 验 一金 相 样 品 的 制 备 与金 相 显 微 镜 的 使 用及 数 码 照 相 技 术 实 验 一金 相 样 品 的 制 备 与金 相 显 微 镜 的 使 用及 数 码 照 相 技 术 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 学 习 数 码 照 相 技 术4 初 步 学 会 金 相 样 品 制 备 的 基 本 方 法1 分 析 样 品 制 备 缺 陷 及 防 止 措 施2 初 步 认 识 金 相 显 微 镜 下 的 组 织 特 征3 一 、 实 验 目 的西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 二 、 实 验 概 述 金 相 样 品 的 制 备 金 相 显 微 镜 的 使 用 数 码 照 相 技 术 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 金 相 样 品 制 备 的 基 本 方 法 取 样 、 镶 嵌 粗 磨 、 细 磨 抛 光 、 腐 蚀 观 察 、 分 析西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 在 要 检 测 的 材 料 或 零 件 上 截 取 样 品 ， 取 样部 位 和 磨 面 根 据 分 析 要 求 而 定 ， 截 取 方 法视 材 料 硬 度 选 择 ， 尺 寸 以 适 宜 手 握 为 宜 。 取 样 车 、 刨 、 砂 轮 切 割 锤 击 法 等 线 切 割 机西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 常用取样方法西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 镶 嵌 夹 持 热 镶 嵌 冷 镶 嵌 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 粗 磨v 检 验 面 整 平v 倒 角v 粗 砂 纸 磨 制西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 细 磨v 在 一 套 不 同 粒 度 的 砂 纸 上 磨 制 ， 由 粗 到 细 。v 更 换 砂 纸 时 ， 磨 痕 方 向 与 上 道 垂 直 ， 砂 粒 勿带 入 下 道 。v 磨 向 要 长 、 用 力 匀 ， 样 品 与 砂 纸 紧 密 接 触 。 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 抛 光v电 解 抛 光v化 学 抛 光v机 械 抛 光v复 合 抛 光 等 常 用 机 械 抛 光西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 抛 光 材 料v 抛 光 粉v 抛 光 液v 抛 光 布西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 抛 光 机 使 用 方 法 与注 意 事 项v 开 机 前 ， 检 查 并 放 好 抛 光 布 ，压 布 圈 、 环 形 盖 。v 按 抛 光 机 开 关 面 版 上 的 指 示 方向 ， 打 开 开 关 或 按 钮 ， v 抛 光 盘 转 动 平 稳 后 进 行 抛 光v 抛 光 时 ， 头 要 抬 高 ， 以 防 样 品飞 出 伤 人 。v 注 意 安 全 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 抛 光 方 法v 选 择 抛 光 粉v 配 制 抛 光 溶 液 ， 比 例 大 约 为 1015%。v 打 开 抛 光 机 开 关 或 按 钮 ，v 手 握 紧 样 品 放 在 盘 半 径 约 一 般 处 抛 光 。v 边 抛 光 边 加 入 少 量 的 抛 光 液 。 v 注 意 若 抛 光 液 浓 度 不 均 匀 ， 振 动 瓶 子 ， 数 秒 后 加 入 。v 一 般 的 材 料 用 Cr203绿 粉 、 帆 布 粗 抛 光 即 可 。v 特 殊 样 品 要 用 Fe2O3红 粉 、 丝 绒 细 抛 光 。v 样 品 表 面 抛 好 后 ， 光 亮 如 镜 ， 干 净 干 燥 可 腐 蚀 。 否 则 重 抛 光 或 用 水 冲 洗 ， 用 酒 精 冲 洗 ， 吹 干 腐 蚀 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 粗 磨 、 细 磨 、 抛 光 在 预 磨 机 、 磨 抛机 上 进 行 。 其 它 磨 抛 设 备 预 磨 机 磨 抛 机西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 腐 蚀v化 学 腐 蚀v电 解 腐 蚀v恒 电 位 腐 蚀 等西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 化 学 腐 蚀 的 原 理 纯 金 属 或 单 相 均 匀 的 固 溶 体 化 学 腐 蚀 方 式 两 相 组 织 化 学 腐 蚀 方 式西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 浸蚀效果 、铁素体之晶界组织观察腐 蚀 后 平 面 腐 蚀 后 倾 斜 浸 蚀 效 果 、 铁 素 体 之 晶 界 组 织 观 察 单相均匀固溶体浸蚀示意图西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 浸蚀效果 、层片状珠光体组织 浸 蚀 效 果 、 层 片 状 珠 光 体 组 织1渗 碳 体 2铁 素 体21 两相组织浸蚀示意图西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 单 相 固 溶 体 铁 素 体 组 织v 两 相 组 织 珠 光 体 组 织西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 常 用 化 学 腐 蚀 方 法（ a） 浸 蚀 法 （ b） 滴 蚀 法 （ c） 摖 蚀 法 （ a） 浸 蚀 法 （ b） 滴 蚀 法 （ c） 摖 蚀 法样 品 腐 蚀 剂 滴 管 样 品 沾 腐 蚀 剂 棉 花 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 化 学 腐 蚀 操 作v 选 定 的 腐 蚀 剂 并 配 制 。v 选 择 腐 蚀 方 法 ， 浸 蚀 法 。 v 腐 蚀 数 秒 ， 颜 色 适 当 。v 冲 水 ， 酒 精 冲 洗 。v 充 分 干 燥 。v 显 微 镜 观 察 分 析 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 腐 蚀 剂 是 由 酸 、 碱 、 盐 以 及 酒 精 和 水 等 配 制 而成 ， 钢 铁 材 料 最 常 用 的 化 学 腐 蚀 试 剂 是 35%硝 酸 酒 精 。v 首 选 配 制 简 单 、 安 全 的 腐 蚀 剂 。 按 腐 蚀 剂 中 规定 的 各 成 份 比 例 配 制 。v 将 溶 质 如 酸 等 按 次 加 入 到 溶 剂 中 ， 放 置 一 段 时间 后 再 进 行 腐 蚀 。v 放 置 时 间 一 般 为 数 分 钟 ， 甚 至 几 十 小 时 ， 有 的随 用 随 配 等 ， 注 意 具 体 的 说 明 规 定 。v 注 意 配 制 过 程 中 ， 一 定 要 等 到 一 种 约 品 完 全 溶解 后 ， 才 能 放 入 另 一 种 。v 一 般 应 戴 防 护 耐 酸 手 套 配 制 ， 若 不 慎 将 化 学 约品 粘 上 ， 应 用 水 充 分 冲 洗 。腐 蚀 剂 的 配 制 方 法西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 常 用 腐 蚀 剂序 号 腐 蚀 剂 名 称 成 分 ml（ g） 腐 蚀 条 件 适 应 范 围1 硝 酸 酒 精 溶 液 硝 酸 15酒 精 100 室 温 腐 蚀 数 秒 碳 钢 及 低 合 金 钢 ， 能 清晰 的 显 示 铁 素 体 晶 界2 苦 味 酸 酒 精 溶 液 苦 味 酸 4酒 精 100 室 温 腐 蚀 数 秒 碳 钢 及 低 合 金 钢 ， 能 清晰 的 显 示 珠 光 体 和 碳化 物3 苦 味 酸 钠 溶 液 苦 味 酸 25苛 性 钠 2025蒸 馏 水 100 加 热 到 60C腐 蚀 5到 30分 钟 渗 碳 体 呈 暗 黑 色 ， 铁 素体 不 着 色4 混 合 酸 酒 精 溶 液 盐 酸 10 硝 酸 3酒 精 100 腐 蚀 210分 钟 高 速 钢 淬 火 及 淬 火 回 火后 晶 粒 大 小5 王 水 溶 液 盐 酸 3硝 酸 1 腐 蚀 数 秒 各 类 高 合 金 钢 及 不 锈 钢组 织6 氯 化 铁 、 盐 酸 水 溶液 三 氯 化 铁 5盐 酸 10水 100 腐 蚀 12分 钟 黄 铜 及 青 铜 的 组 织 显 示7 氢 氟 酸 水 溶 液 氢 氟 酸 0.5水 100 腐 蚀 数 秒 铝 及 铝 合 金 的 组 织 显 示 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 序 号 步 骤 注 意 事 项1 取 样 尽 量 避 免 和 减 少 塑 性 变 形 、 热 所 引 起 的 组 织 变 化 ， 截 取 可 加 水 等 冷 却 。2 镶 嵌 热 镶 嵌 在 专 用 设 备 上 进 行 ， 只 适 应 于 加 热 对 组 织 不 影 响 的 材 料 。3 粗 磨 若 有 渗 层 等 表 面 处 理 时 ， 不 要 倒 角 ， 且 要 磨 掉 约 1.5mm， 如 渗 碳 。4 细 磨 用 力 要 均 匀 ， 磨 平 检 验 面 ， 观 察 转 动 样 品 表 面 反 光 变 化 确 定 ， 更 换 砂 纸时 ， 勿 将 砂 粒 带 入 下 道 工 序 。5 粗 抛 光 初 次 制 样 时 ， 适 宜 在 抛 光 盘 约 半 径 一 半 处 抛 光 ， 感 到 阻 力 大 时 ， 就 该 加抛 光 液 了 。 注 意 安 全 ， 以 免 样 品 飞 出 伤 人 。 6 细 抛 光 同 上 。7 腐 蚀 动 作 要 迅 速 ， 以 防 污 染 ， 腐 蚀 完 毕 ， 手 与 样 品 充 分 干 燥 ，方 可 在 显 微 镜 下 观 察 分 析 。 否 则 显 微 镜 镜 头 损 坏 。 样 品 制 备 过 程 注 意 事 项西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 样 品 制 备 缺 陷 麻 坑 +划 痕 污 染 腐 蚀 过 深 拖 尾 变 形 层水 迹 缺 陷 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 制 样 缺 陷 组 织v 纯 铁 退 火污 染v 纯 铁 退 火 水 迹v T12 球 化退 火 变形 层v 40钢 退火 腐 蚀 过深 v 球 墨 铸 铁 麻 坑 +划痕西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 金 相 显 微 镜 各 类 金 相 显 微 镜 显 微 镜 的 构 造 显 微 镜 工 作 原 理 显 微 镜 的 使 用 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 金 相 显 微 镜 种 类西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 1载 物 台v 2物 镜v 3目 镜v 4视 场 光 栏v 5孔 径 光 栏v 6底 座 7物 镜 转 换 器8纵 动 手 轮9横 动 手 轮10粗 调 焦 手 轮11细 调 焦 手 轮12灯 泡13变 压 器西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 XJP3A型 金 相 显 微 镜 光 学 系 统 工 作 原 理目 镜 组物 镜 组辅 助 物 镜 片 （ 1）半 透 反 光 镜聚 光 镜 组 （ 2） 滤 色 片聚 光 镜 组 （ 1）灯 泡 双 目 棱 镜 组 棱 镜消 杂 光 栏辅 助 物 镜 片 （ 2）视 场 光 栏孔 径 光 栏反 光 镜 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 物 镜 的 种 类v 消 色 差 物 镜 及 平 面 消 色 差 物 镜 象 差 校 正 仅 为 黄 、 绿 两 个 波 区 ， 使 用 时 宜 以 黄 绿 光 作 为 照 明光 源 ， 或 在 入 射 光 路 中 插 入 黄 绿 色 滤 色 片 ， 以 使 象 差 大 为 减少 ， 图 象 更 为 清 晰 。 而 平 面 消 色 差 物 镜 还 对 象 域 弯 曲 进 行 了校 正 ， 使 图 象 平 直 ， 边 缘 与 中 心 能 同 时 清 晰 成 象 。 适 用 于 金相 显 微 摄 影 。v 复 消 色 差 物 镜 及 平 面 复 消 色 差 物 镜 复 消 色 差 物 镜 色 差 的 校 正 包 括 可 见 光 的 全 部 范 围 ， 但 部 分 放大 率 色 差 仍 然 存 在 。 而 平 面 复 消 色 差 物 镜 还 进 一 步 作 了 象 域弯 曲 的 校 正 。 v 半 复 消 色 差 物 镜 象 差 校 正 介 于 消 色 差 和 复 消 色 差 物 镜 之 间 ， 其 它 光 学 性 质 与复 消 色 差 物 镜 接 近 。 ：西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 国 产 物 镜 Zeiss公 司 物 镜 PC平 场 Achrom atic消 色 差 10X放 大 倍 数 40X放 大 倍 数 0.30数 值 孔 径 0.65数 值 孔 径 机 械 镜 筒 长 度 170机 械 镜 筒 长 度 0无 盖 波 片 Achrom atic40X/0.65170PC10X/0.30/0 物 镜 的 性 能 标 志 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 目 镜 的 种 类v 负 型 目 镜 (如 福 根 目 镜 ) 由 两 片 单 一 的 平 凸 透 镜 在 中 间 夹 一 光 栏 组 成 ， 接 近 眼 睛 的 透镜 称 目 透 镜 起 放 大 作 用 ， 另 一 个 称 场 透 镜 ,使 图 象 亮 度 均 匀 ，未 对 象 差 加 以 校 正 ， 只 适 用 于 与 低 中 倍 消 色 差 物 镜 配 合 使 用 。v 正 型 目 镜 (如 雷 斯 登 目 镜 ) 与 上 述 不 同 的 是 光 栏 在 场 透 镜 外 面 ， 它 有 良 好 的 象 域 弯 曲 校正 ， 球 面 象 差 也 较 小 ， 但 色 差 比 较 严 重 ， 同 倍 下 比 负 型 目 镜观 察 视 场 小 。 v 补 偿 型 目 镜 是 一 种 特 制 目 镜 ， 结 构 较 复 杂 ， 用 以 补 偿 校 正 残 余 色 差 ， 宜 与 复 消 色 差 物 镜 配 合 使 用 ， 以 获 得 清 晰 的 图 象 。v 摄 影 目 镜 专 用 于 金 相 摄 影 等 。v 测 微 目 镜 用 于 组 织 的 测 量 ， 与 不 同 放 大 倍 数 的 物 镜 配 合 使 用 时 ， 测 微器 的 格 值 不 同 。 西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 普 通 目 镜放 大 倍 数 5X WF 广 视 域 目 镜放 大 倍 数 10X视 场 大 小 18MM WF10X 18MM 5X 目 镜 的 标 志西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 （ 1） 将 显 微 镜 的 光 源 与 6伏 的 变 压 器 接 通 ， 把 变 压 器 与 220伏 电 源 接 通 ， 并 打 开 开 关 。（ 2） 根 据 放 大 倍 数 选 择 适 当 的 物 镜 和 目 镜 ， 用 物 镜 转 换 器 将 其 转 到 固 定 位 置 ， 需 调 整 两 目 镜 的 中 心 距 ， 以 使 与 观 察 者 的 瞳 孔 距 相 适 应 ， 同 时 转 动 目 镜 调 节 圈 ， 是 其 示 值 与 瞳 孔 距 一 致 。（ 3） 把 样 品 放 在 载 物 台 上 ， 使 观 察 面 向 下 。 转 动 粗 调 手 轮 ， 使 载 物 台 下 降 ， 在 看 到 物 体 的 象 时 ， 再 转 动 微 调 焦 手 轮 ， 直 到 图 象 清 晰 。（ 4） 纵 向 手 轮 和 横 向 手 轮 可 是 使 载 物 台 在 水 平 面 上 作 一 定 范 围 内 的 十 字 定 向 移 动 。 用 于 选 择 视 域 。 但 移 动 范 围 较 小 ， 要 一 边 观 察 ， 一 边 转 动 。 （ 5） 转 动 孔 径 光 栏 至 合 适 位 置 ， 得 到 亮 而 均 匀 的 照 明 。 （ 6） 转 动 视 场 光 栏 使 图 象 与 目 镜 视 场 大 小 相 等 ， 以 获 得 最 佳 质 量 的 图 象 。 XJP3A型 金 相 显 微 镜 操 作 规 程西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 XJP6A型 、 MG型 显 微 镜 介 绍v XJP6A型 显 微 镜 光 源 、 光 栏 等 部 分 在 显 微 镜 后 面 ， 变 压 器 在显 微 镜 体 内 ， 插 头 可 直 接 插 在 220伏 电 源 。v MG型 显 微 镜 光 源 、 光 栏 等 部 分 装 在 与 显 微 镜 主 体 垂 直 的部 分 ， 变 压 器 在 显 微 镜 体 内 ， 插 头 可 直 接 插在 220伏 的 电 源 上 ， 但 面 板 上 的 旋 转 钮 的 转 动一 定 要 当 心 ， 千 万 不 要 转 到 红 线 以 右 ， 以 免坏 仪 器 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 金 相 显 微 镜 的 操 作 注 意 事 项v 显 微 镜 观 察 前 ， 洗 手 干 燥 ， 操 作 必 须 仔 细 ， 严 禁剧 烈 动 作 。v 显 微 镜 的 低 压 灯 泡 ， 切 勿 直 接 插 入 220伏 的 电 源上 ， 应 通 过 变 压 器 与 电 源 接 通 。v 显 微 镜 玻 璃 部 分 及 样 品 观 察 面 严 禁 手 指 直 接 接 触 。v 转 动 粗 调 手 轮 ， 动 作 一 定 要 慢 ， 若 遇 到 阻 碍 时 ， 立 即 停 止 操 作 ， 千 万 不 能 用 力 强 行 转 动 ， 否 则 仪器 损 坏 。v 观 察 的 金 相 样 品 必 须 完 全 干 燥 ， 否 则 损 坏 物 镜 。 v 缓 慢 转 动 手 轮 选 择 视 域 ， 边 观 察 边 进 行 ， 勿 超 出范 围 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 XJP-6A数 码 显 微 镜 XJP-6A光 学 显 微 镜 光 学 适 配 镜 CCD图 像 采 集 图 像数 字 化 处 理 USB口 传 输 计 算 机 处 理 显 示 器 打 印西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 XJP-6A数 码 显 微 镜 操 作 规 程 u 调 整 显 微 镜 图 像u 开 通 采 集 仪u 预 览 调 节 图 像u 设 置 参 数u 照 相 存 储u 图 像 处 理 存 储西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 实 验 内 容v 认 真 听 取 教 师 对 实 验 内 容 等 的 介 绍 。 v 观 看 金 相 样 品 制 备 及 显 微 镜 使 用 录 像 。v 每 位 同 学 制 备 一 块 金 相 样 品 。v 牢 记 制 备 过 程 要 点 及 注 意 事 项 。v 正 确 使 用 显 微 镜 。 v 分 析 样 品 制 备 质 量 及 组 织 特 征 。v 学 习 数 码 照 相 技 术 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 实 验 设 备 与 材 料v 多 媒 体 设 备 一 套v 金 相 显 微 镜 数 台v 数 码 显 微 镜v 抛 光 机v 吹 风 器v 样 品v 不 同 号 数 的 砂 纸v 玻 璃 板 、 抛 光 粉 v 硝 酸 、 酒 精 等西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 v 1 简 述 金 相 显 微 镜 的 基 本 原 理 和 主 要 结 构 。v 2 叙 述 金 相 显 微 镜 的 使 用 方 法 及 其 注 意 事 项 。v 3 简 述 数 码 显 微 镜 照 相 方 法 。v 4 简 述 金 相 样 品 的 制 备 步 骤 。v 5 分 析 制 样 中 出 现 的 问 题 ,并 提 出 改 进 措 施 。v 6. 对 本 次 实 验 的 意 见 和 建 议 。西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心 讲解结束欢迎提问西 安 交 通 大 学材 料 教 学 实 验 中 心