金属材料金相分析讲解学习
金属材料金相分析
金属材料金相分析金相分析是对金属材料进行组织和结构的研究，通过金相分析可以了解金属材料的晶粒大小、晶粒形状、晶界分布、相含量和相组成等信息，从而评估材料的性能和品质。
金相分析是金属材料研究和生产中的重要手段，对于材料的开发、制备和应用具有重要的指导意义。
金相分析的方法主要包括金相显微镜观察、腐蚀显微镜观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析等。
其中，金相显微镜是最常用的金相分析方法之一，通过金相显微镜可以观察到金属材料的晶粒组织和相组成，对金属材料的组织结构进行分析。
腐蚀显微镜观察是通过在特定条件下对金属材料进行局部腐蚀，然后观察腐蚀后的组织结构，以了解金属材料的组织和相分布情况。
扫描电镜观察可以观察金属材料的表面形貌和微观结构，对于金属材料的表面缺陷和微观组织有很好的分辨能力。
X射线衍射分析是通过衍射图谱来分析金属材料的相组成和结构，可以准确地确定金属材料中的各种相和相的含量。
金相分析的过程中需要进行样品的制备和处理，包括样品的切割、打磨、腐蚀、脱脂等步骤，以保证样品的表面光洁度和组织的真实性。
在观察过程中需要选择合适的放大倍数和对焦调节，以获得清晰的金相显微照片或腐蚀显微照片。
在分析过程中需要结合金相图谱和金相手册，对观察到的组织结构和相组成进行鉴定和分析。
金相分析的结果可以为金属材料的制备和研究提供重要的参考和依据，可以指导金属材料的热处理工艺和性能改进。
通过金相分析可以评估金属材料的晶粒大小和分布情况，了解金属材料的相组成和含量，判断金属材料的组织结构和性能特点，为金属材料的选材和应用提供科学依据。
总之，金相分析是对金属材料进行组织和结构分析的重要手段，通过金相分析可以了解金属材料的组织结构和相组成，为金属材料的研究和生产提供重要的参考和依据。
金相分析在材料科学和工程领域具有重要的应用价值，对于提高金属材料的性能和品质，推动金属材料的发展和应用具有重要的意义。
《金相分析试验培训》课件
金相分析主要适用于金属材料，对于非金属材料和复合材料等则不太适用。此外 ，金相分析的准确性和可靠性也受到样品制备、观察条件和分析方法等因素的影 响。
02
金相分析试验流程
试样制备
试样选取
根据试验需求，选择具 有代表性的试样。
研磨
使用不同粒度的砂纸或 研磨剂，将试样表面研
磨至平滑。
抛光
晶体取向分析
总结词
通过分析金相样品中晶体取向的分布和变化，研究材料的晶体结构和织构特性。
详细描述
晶体取向分析是利用金相样品中晶体取向的差异和分布，研究材料的晶体结构和织构特性。通过分析 晶体取向的分布和变化，可以了解材料的晶体织构、变形行为和断裂机制等，为材料设计和优化提供 依据。
相组成分析
总结词
计算等。
报告生成
根据分析结果，生成详细的金 相分析报告。
03
金相分析试验技术
定量金相分析
总结词
通过测量金相样品中的晶粒尺寸、位向差和相含量等参数， 对材料的微观结构和性能进行定量评估。
详细描述
定量金相分析是利用图像处理和计算机技术对金相样品进行 定量测量和分析的方法。通过测量晶粒尺寸、位向差和相含 量等参数，可以评估材料的微观结构和性能，进而预测材料 的力学性能、物理性能和化学性能。
案例二：不锈钢的金相分析
总结词
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良好机械性能的合金。通过金相分析，可以深入了解 不锈钢的显微组织结构，进一步优化其性能。
详细描述
不锈钢的金相分析主要关注其晶粒大小、碳化物分布以及铬元素的含量。在显微镜下， 可以看到不锈钢的晶界较为模糊，这是因为其具有较高的合金化程度。同时，不锈钢中 还含有一定量的碳化物，这些碳化物在金相分析中呈现出黑色斑点。铬元素的含量对于
金相分析试验培训PPT课件
A. 显微镜关闭时，卤素灯电压应调至最低。 B. 调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。不要用手直接触摸光学部件的表面。 C. 转换物镜时，应旋转物镜架，不要用手直接转物镜。在载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置
时不要切换物镜，以免划伤物镜。 D. 亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也伤害视力。 E. 所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 F. 非专业人员不要调整照明系统，以免影响成像质量。 G. 使用完毕关机时，不要立即盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 H. 不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。 I. 非专业人员不要尝试擦拭物镜及其他光学部件以免损伤镜头。
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四、金相试样的制备
• 选样
• 首先确定待分析零件（或部位）的一个面作为金相磨面，对于需观察和分析 的部位必须完全包括在试样中。对于轧制板材和带材，要区分纵向磨面和横 向磨面。
① 垂直于锻轧方向的横截面可以检验金属材料从表面层到中心的组织，显示组 织状态、晶粒度、表层缺陷深度、腐蚀层深度，氧化层深度、脱碳层深度、 表面化学热处理及镀层厚度等。
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化学腐蚀方法
• 一般有浸蚀法、滴蚀法和擦蚀法。见下图所示。 • 1）浸蚀法：将抛光好的样品放入腐蚀剂中，不断观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗时，即可
取出，表面用酒精冲洗，再用吹风机充分吹干。 • 2）滴蚀法：是一手拿样品，表面向上，用滴管吸入腐蚀剂滴在样品表面，观察表面颜色的变化情况，
当表面颜色变灰时，再过2—3秒即可充分冲酒精，再快速用吹风机充分吹干。 • 3）擦蚀法：用沾有腐蚀剂的棉花轻轻地擦拭抛光面，同时观察表面颜色的变化，当样品表面略显灰暗
• 抛光时将抛光盘转速调节到合适的转速(例如为200转/分)。
金相检验基础知识培训
金相检验基础知识培训金相检验是一种常用的金属材料分析方法，通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来了解其内部结构和性能。
它在工业生产和科学研究领域中起着重要的作用。
本篇文章将介绍金相检验的基础知识，包括金相检验的定义、检验方法与步骤、常用的显微镜及其使用方法、样品的制备以及金相检验的应用。
一、金相检验的定义金相检验是指对金属材料的显微组织进行观察和分析的一种方法。
通过利用显微镜对金属材料进行放大观察，可以获得关于金属内部结构、晶粒大小、晶粒形貌、相组成等方面的信息。
金相检验可以帮助我们了解金属材料的性能、品质以及工艺加工过程中的变化。
二、金相检验的方法与步骤1. 金相材料制备：首先需要将待检验的金属材料制备成试样。
通常采用切割、研磨、抛光等方法，使材料表面平整、光亮，方便显微观察。
2. 试样腐蚀：经过制备后的金属材料试样需要进行腐蚀处理。
常用的腐蚀试剂有酸性溶液、碱性溶液和复合试剂等，在试样表面加以处理，以便于显微观察。
3. 显微观察：将腐蚀处理后的金属材料试样放置在显微镜下进行观察。
根据实际需要，可以选择不同倍率的显微镜进行观察。
观察过程中需要调节焦距、光照等参数，以获取清晰的显微图像。
4. 显微图像分析：对所观察到的显微图像进行分析。
可以测量晶粒尺寸、晶界类型、颗粒形貌等参数，还可以通过显微图像的比对，判断材料是否存在缺陷、变形、相分离等问题。
三、常用的显微镜及其使用方法常用的显微镜包括光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜。
光学显微镜主要用于金相检验中的观察和分析，而电子显微镜则可以提供更高的分辨率和更详细的信息。
在使用显微镜时，需要注意以下几点：1. 校准显微镜：使用前需要校准显微镜，确保观察结果的准确性。
2. 调节焦距：调节显微镜的焦距，使试样的显微图像清晰可见。
3. 光源调节：根据观察需求，调节显微镜的光源，以获得适当的亮度和对比度。
4. 观察角度：通过调整试样和显微镜的相对位置，选择最佳的观察角度。
金属材料金相分析
金属材料金相分析金相分析是金属材料分析中的一项重要技术，它通过对金属材料的显微组织进行观察和分析，来揭示材料的组织结构、成分、性能和加工工艺等信息。
金相分析是金属材料学和材料工程领域中的基础性工作之一，对于研究材料的性能和应用具有重要的意义。
金相分析的基本原理是利用金相显微镜对金属材料的组织进行观察和分析。
金相显微镜是一种专门用于金属材料观察的显微镜，它能够在高倍放大下观察材料的显微组织结构，包括晶粒、晶界、孪晶、包体相等。
通过金相显微镜的观察，可以对金属材料的组织特征进行分析，揭示材料的组织类型、晶粒大小、相分布情况等重要信息。
金相分析的方法主要包括金相显微镜观察、腐蚀组织显微镜观察、电子显微镜观察、X射线衍射分析等。
其中，金相显微镜观察是金相分析的基本方法，通过金相显微镜可以清晰地观察到金属材料的组织特征，包括晶粒形状、晶粒大小、晶界分布等。
腐蚀组织显微镜观察是通过在金属材料表面施加腐蚀剂，将材料的表面腐蚀，从而显现出材料的组织结构。
电子显微镜观察和X射线衍射分析是对金相显微镜观察结果的进一步分析，可以获得更加详细和准确的组织信息。
金相分析的应用范围非常广泛，涉及到金属材料的研究、生产和应用等方面。
在材料研究领域，金相分析可以帮助科研人员了解材料的组织特征，揭示材料的性能和加工工艺等信息，为新材料的研发提供重要参考。
在材料生产领域，金相分析可以帮助生产工艺人员监测材料的组织质量，指导生产工艺的优化和改进。
在材料应用领域，金相分析可以帮助工程师了解材料的组织结构和性能特点，指导材料的选择和设计。
总之，金相分析作为金属材料分析的重要技术，对于揭示材料的组织结构、成分、性能和加工工艺等信息具有重要的意义。
通过金相分析，可以深入了解金属材料的内部结构和特性，为材料的研究、生产和应用提供重要的支撑。
希望通过本文的介绍，读者对金相分析有了更加全面和深入的了解，为相关领域的工作和研究提供帮助和参考。
金属金相组织分析
金属金相组织分析金属金相组织分析是金属科学与技术领域中一种重要的研究方法，它是研究金属的组织形态、形状、尺寸、形貌及其机械性能等物理性质的一种系统技术，是普通材料的金相分析的扩展范畴。
本文综述金属金相组织分析的有关理论及实验方法。
一、金属金相分析的理论基础金属金相分析的理论基础是普朗克-前伊利安定律（Pron-Fleming-Elyin Law），普朗克-前伊利安定律是一种物性理论，用于研究物质形态变化的物理方式。
它指出，如果给定金属的温度和压力发生变化，影响金属组织形态的最重要的两个因素是温度和压力，金属组织形态有按温度增加而减少非相平衡带，这称为温度流变机制，也可按压力增加而减少非相平衡带，这称为压力流变机制。
二、金属金相组织分析的实验方法金属金相组织分析通常采用实验来研究金属的组织形态、形状、尺寸、形貌及其机械性能等物理性质。
在金属金相分析实验中，要求实验样品具有足够的厚度，以便可以在放射性环境下获得组织形态信息。
金属金相组织分析的实验方法可分为X射线衍射法、扫描电子显微镜法、电子透射显微镜法和热学实验法等。
1.X射线衍射法X射线衍射是一种金属金相组织分析常用的实验方法，它可以测量金属的组织形态、形状、尺寸及机械性能等物理性质。
它采用X射线技术测量金属内部结构，利用X射线能够穿过金属结构而不被吸收，可以获得完整的内部结构信息。
2.扫描电子显微镜法扫描电子显微镜法是由电子色谱实验室开发的一种新型电子显微镜技术，它以更高的精确度、更大的灵敏度和更强的定位能力可用于金属金相组织分析。
它测量金属组织形态、形状、尺寸及机械性能等物理性质，可以通过测量电子能谱获得更准确的结构信息。
3.电子透射显微镜法电子透射显微镜（TEM）是一种金属金相组织分析中常用的实验方法，它可以测量金属的细胞结构，如低结晶度和细胞结构尺寸等，并可以测量金属的形貌和机械性能。
电子透射显微镜能够直接观察金属内部微观结构，从而得出金属的机械性能和形貌等信息。
金相分析学习报告 PPT
光学金相显微镜的放大原理示意图
经物镜放大
后的一次像 A/B/是一个 倒立实像
一次像A/B/都应落
在目镜的一倍焦距 （f 2）之内，它再 经目镜放大则成为
一个正立的虚像 A//B//。
金相试验方法
光学金相显微镜的使用
明场照明特点 光线垂直地射向试样表面，得到在发亮的背底上衬
出黑色像的映像。有凹凸不平处无阴影产生，得到 清晰平坦的影像 衬度低、缺乏立体感
金相样品的制备
• 镶嵌 当样品小,试样形状复杂,需要边缘 保护时,我们对样品进行镶嵌.
• 优质镶嵌的标准:表面无污染,选择 与试样相适应的镶嵌料.一般常用 牙托粉作为镶嵌料
金相样品的制备
• 热镶嵌 质量及硬度优于冷镶嵌 单个镶嵌速度快 尺寸标准
• 冷镶嵌 用于脆性易碎试样 大量快速镶嵌 用于真空镶嵌 可镶嵌任意形状试样
自动磨抛机 型号为Φ30的夹头
金相样品的制备
磨粒粒度大于100μm时的磨光称为粗磨，粒度在10-100μm之间可看 成是细磨，当磨粒粒度小于1μm时的磨削过程就叫抛光。
（1）粗磨 用砂轮切割、锯等方法截取的试样，表面极为粗糙，可 采用金相砂轮机进行粗磨；对于较软的材料，则可用锉刀挫平。但 在粗磨过程中应注意试样的温度，不能使温度超出能使组织保持原 状的温度范围，因此应对试样进行适当的冷却。同时，粗磨时不宜 施加过大的接触力，因为压力太大会造成较厚的变形层，不易在后 面的磨削过程中去除。
抛光膏有不同粒度，分成W7、 W5、W3直到W0.25等。W7表示 最粗磨粒直径为7μm；如此类推。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
金相样品的制备
腐蚀分类：化学腐蚀、电解腐蚀、光学浸蚀、物理浸蚀。 化学腐蚀的原理：化学溶解过程。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; 常用化学腐蚀方法
金相分析技术ppt课件ppt课件
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回复与再结晶
（a）黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织 （b）经580ºC保温3秒后的组织
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回复与再结晶
（c）580ºC保温4秒后的金相组织（d）580ºC保温8秒后的金相组织
2、磨砂轮时应利用砂轮的侧面，并使试样沿砂轮径向缓慢往复移动，施加压 力要均匀。这样既可以保证使试样磨平，还可以防止砂轮侧面磨出凹槽，使试样 无法磨平。
3、在磨制过程中，试样要不断用水冷却，以防止试样因受热升温而产生组织 变化。
4、在一般情况下，试样的周界要砂轮或锉刀磨成45°角，以免在磨光及抛光 时将砂纸和抛光织物划破。
Al－Mg2Si相图
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Al-Mg-Si 合金
Al-Mg-Si 合金体系中Mg和Si的原子个数比为 2/1，质量比为1.73时，Si刚好完全形成Mg2Si 相，叫做平衡相合金体系。如果Mg/Si质量比 小于1.73，则Si的含量超过形成Mg2Si当量所 需的Si，形成硅过剩合金系。过剩硅可以提高 合金的强度，但过剩硅的存在可能导致材料的 脆性增加，所以硅含量一般不能超过太多。 该系合金的特性：中等强度，耐腐蚀性能好， 焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧 化着色性能好。
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回复与再结晶
（e）580ºC保温15分后的金相组织（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的金相组织
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晶粒尺度
金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺 性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械 性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高， 在热处理和淬火时不易变形和开裂。粗晶粒金属材料的机 械性能和工艺性能都比较差。金属材料的晶粒大小与浇铸 工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。金属材料的 强度在很大程度上取决于晶粒的大小，正如Hall-Petch公式 所描述的强度和晶粒尺寸之间的函数关系：
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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：
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
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化学浸蚀法显示原理
a)
b)
a)晶界处光线的散射 b）直射光反映为亮色晶粒
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a)高倍
在两相交界处,更容易被腐蚀成凹陷
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b) 中倍
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c) 低倍
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在高中倍下观察时，由于分辨能力小于渗碳体片的厚
度。所以两个相界溶合为一，观察到的黑色片实际是渗
金相显微试样的制备方法
机械抛光操作：
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。
金相显微试样的制备方法
➢ 浸蚀
• 目的：
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化学浸蚀剂
如果被显组织的稳定性高，就应选择侵蚀能力强的侵蚀剂。 ﹙即电极电位高的相，应选择侵蚀能力强的锓蚀剂﹚。但 也有一些情况不一样，不能所有的都选择侵蚀能力强的侵 蚀剂。否则一些差异小的细微组织，显示不出来。 例如：正火45钢，珠光体很细密，如果用HNO3-H2O侵蚀， 那么相界就由于过度侵蚀不能区分。如果用较弱的盐酸或 苦味酸溶液侵蚀，就能区分细片状索氏体组织。
电解抛光
➢机械抛光时，试样表面要产生变形层，影响金相组织显示的真实性。电 解抛光可以避免上述问题，因为电解抛光纯系电化学的溶解过程，没有 机械力的作用，不引起金属的表面变形。对于硬度低的单相合金以及一 般机械抛光难于做到的铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、不锈钢等宜 采用此法。此外，电解抛光对试样磨光程度要求低(一般用800号水砂纸磨 平即可)，速度快，效率高。 ➢但是电解抛光对于材料化学成分的不均匀性，显微偏析特别敏感，非金 属夹杂物处会被剧烈地腐蚀，因此电解抛光不适用于偏析严重的金属材 料及作夹杂物检验的金相试样。
金属材料金相分析
汇报人：刘子武
金相分析概述
实验概述：
➢ 金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法。 ➢ 金相显微分析法：利用金相显微镜在专门制备的试样上观察
材料的组织和缺陷的方法。
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
金相显微镜
金相显微镜
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
线切割机
镶嵌机
化学抛光
➢化学抛光是靠化学溶解作用得到光滑的抛光表面。这种方法操作简 单，成本低廉，不需要特别的仪器设备，对原来试样表面的光洁度要 求不高，这些优点都给金相工作者带来很大方便。化学抛光的原理与 电解抛光类似，是化学药剂对试样表面不均匀溶解的结果。 ➢化学抛光是将试样浸在化学抛光液中，进行适当的搅动或用棉花经 常擦试，经过一定时间后，就可以得到光亮的表面。化学抛光兼有化 学腐蚀的作用，能显示金相组织，抛光后可直接在显微镜下观察。
碳体。
如果再低的放大倍数的话。分辨能力小于铁素体的
片间距，那么，珠光体就呈现出黑色的块状。
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化学浸蚀剂
侵蚀剂主要是由电解质，溶剂，络合剂及添加剂组成。它 们都会影响侵蚀能力和侵蚀效果。侵蚀能力主要决定溶液中 的氧化性离子的本性，而不是浓度。所以调整侵蚀剂的侵蚀 能力的主要手段就是改变氧化性离子的种类和配比。所以要 想清晰地显示合金组织，得到衬度满意的金相照片。必须根 据试样中，待显组织的稳定性的高低，适当的选择侵蚀剂。
体，随后观察。
化学浸蚀
化学浸蚀 就是将抛光好的试样磨面侵入化学试剂中， 或用化学试剂擦试样的磨面，使其显示出显微组织的一 种方法。
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化学浸蚀原理
化学侵蚀实际上是一个电化学反应过程，金属与合金中的晶粒与 晶粒之间，晶内与晶界以及各相之间的物理化学性质不同 具有不 同的自由能，当受到侵蚀时，会发生电化学反应，（侵蚀剂也可 以称为电解质溶液）由于试样中各相在电解溶液中具有不同的电 极电位形成许多微电池 电极电位较底的部分，就是微电池的阳极， 溶解的较快。溶解处呈现凹陷或沟槽，在显微镜下观察时，光线 在晶界被散射，不能全部进入物镜所以就显示出黑色的晶界在晶 粒平面处的光线则以直接反射进入物镜呈现白亮色从而显示出了 晶粒的大小和形状。如图：这就是纯金属和单相固溶体合金的侵 蚀，由于晶界处原子排列絮乱自由能较高电极电位较低，所以在 侵蚀过程中首先被溶解逐渐呈凹陷。
磨制以“单向旋转”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°。
金相显微试样的制备方法
金相显微试样的制备方法
➢ 抛光
• 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：
电解抛光 化学抛光 机械抛光
• 本实验采用机械抛光方法。
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化学浸蚀剂
➢ 溶剂也很重要，它关系到电解质的溶解度，离解能力， 溶剂化大小及溶液电阻等。对侵蚀能力和效果也有影响。
➢ 侵蚀剂种类很多，有酸类，碱类，盐类等。 ➢ 不管怎样选择。主要目的就是能清晰地显示出组织。还
应考虑到无毒，挥发性好，容易保存和价廉等。
浸蚀剂
吹风机
显微镜
磨制 抛光 浸蚀 吹干
水清洗 水清洗 酒精清洗
观察
金相显微试样的制备方法
➢ 取样
• 下图为常规取样 • 左图为试样镶嵌
金相显微试样的制备方法
➢ 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
金相显微试样的制备方法
➢ 磨制方法
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。
实验概述：
金相分析实验使用的主要仪器设备
抛光机
抛光机
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：
取样
磨制
抛光
浸蚀
镶嵌
金相显微试样的制备方法
➢ 实验金相试样制备过程的步骤如下:
抛光剂 砂纸磨 抛光机