金相分析方法
材料金相分析
材料金相分析
材料金相分析是一种通过显微镜观察金相组织结构来分析材料性能的方法。
金
相分析可以揭示材料的组织结构、相对含量、尺寸分布、晶粒形态、晶界分布等信息，对于材料的性能评价和改进具有重要意义。
金相分析的基本步骤包括样品的制备、显微观察和图像分析。
首先，对待测材
料进行切割、研磨、抛光等制备工序，以获得平整的样品表面。
然后，通过金相显微镜观察样品的金相组织结构，获取金相图像。
最后，对金相图像进行分析，包括晶粒尺寸测量、相含量计算、晶界分析等。
金相分析可以应用于各种金属材料、陶瓷材料、复合材料等的研究和生产过程中。
在金属材料领域，金相分析可以帮助工程师了解材料的晶粒大小、晶界分布、孔隙率等信息，从而指导材料的热处理、加工工艺设计。
在陶瓷材料领域，金相分析可以揭示材料的晶相组成、晶粒形态、晶界特征，为材料的配方设计和性能改进提供依据。
在复合材料领域，金相分析可以帮助研究人员了解不同相的分布、界面结合情况，指导复合材料的制备和性能优化。
金相分析的结果可以直观地反映材料的内部结构和性能特点，为材料的研究和
开发提供重要参考。
通过金相分析，可以发现材料中的缺陷、异质性、相变等问题，为改进材料性能提供科学依据。
因此，金相分析在材料科学与工程领域具有广泛的应用前景。
总之，材料金相分析是一种重要的材料表征手段，通过观察和分析材料的金相
组织结构，可以揭示材料的内部特征，为材料性能评价和改进提供科学依据。
随着显微镜技术和图像分析技术的不断发展，金相分析将在材料领域发挥越来越重要的作用，为新材料的研究和开发提供强有力的支持。
高温合金材料的金相分析
高温合金材料的金相分析高温合金是一种具有高温和高强度等特殊性能的材料，主要应用于航空、航天、能源等领域。
在制造和使用过程中，需要对高温合金进行金相分析，以了解其组织结构、物理性能和力学性能，从而为提高生产效率、控制质量以及研发更优质的产品提供支持。
一、高温合金的金相分析方法1.金相显微镜观察法金相显微镜是一种高精度的金相分析工具，能够观察材料的显微结构，从而了解其物理和化学性质。
在金相显微镜下，可以观察到高温合金的晶粒尺寸、晶界、显微组织等特征。
此外，还可以通过特殊的显微技术，观察到材料的化学成分和晶格结构。
2.扫描电镜分析法扫描电镜是一种高分辨率的电子显微镜，能够观察材料的表面和横截面结构，从而了解其形貌特征和微观结构。
在扫描电镜下，可以观察到高温合金的晶粒尺寸、晶界、孪晶、缺陷等微观结构，同时还可以通过能谱仪等附属设备，得到材料的化学元素分布和成分分析。
3. X射线衍射分析法X射线衍射是一种利用X射线照射材料后，通过晶体衍射产生的一系列花纹，来分析材料晶体结构、晶粒尺寸、晶体缺陷等信息的分析方法。
在高温合金的研究中，X射线衍射是一种非常重要的分析工具，能够观测到高温合金的晶格结构和晶体缺陷，同时还能够确定材料的相组成和晶体某些结构参数。
二、高温合金的显微组织分析高温合金的显微组织是指高温合金中晶粒尺寸、晶界、孪晶等微观结构，是影响其力学性能和耐高温性能的重要因素。
显微组织的细小、均匀和无孪晶性都可以增加材料的抗高温变形能力和抗疲劳性能。
在金相分析过程中，常见的显微组织结构有极细晶粒组织、产状晶粒组织、层状晶粒组织和晶粒微观部位的缺陷组织等。
其中，产状晶粒组织是高温合金中常见的显微组织类型，其晶粒尺寸大约在10-20微米之间，分布相对均匀。
三、高温合金的化学成分分析高温合金的化学成分是影响其性能的关键因素之一，不同的成分组合可以形成不同的相组合，从而影响材料的物理和力学性能。
在金相分析中，化学分析是一种常见的分析方法，常见的化学分析方法有电感耦合等离子体发射光谱分析法、原子荧光光谱等。
材料金相分析
材料金相分析
材料金相分析是一种通过金相显微镜观察金属材料的微观组织结构，从而了解其组织形貌、组织比例和组织中各相的分布情况的分析方法。
金相分析是材料分析领域中的重要手段，对于研究材料的性能和品质具有重要意义。
金相分析的基本原理是利用金相显微镜对材料进行观察和分析。
金相显微镜是一种特殊的显微镜，可以在金相试样表面形成清晰的金相显微图像。
通过观察这些金相显微图像，可以了解材料的晶粒大小、晶界分布、相含量和相分布等信息，从而对材料的性能进行评估和分析。
金相分析的步骤主要包括试样的制备、腐蚀显微观察和图像分析。
试样的制备是金相分析的关键步骤，它直接影响到金相显微图像的质量和分析结果的准确性。
腐蚀显微观察是利用腐蚀剂将试样表面的氧化层和其他污染物去除，使金相显微图像更清晰。
图像分析是对金相显微图像进行定量和定性分析，包括晶粒尺寸测量、相含量计算和相分布分析等。
金相分析可以用于研究材料的晶粒大小和形貌、晶界的分布和形态、各种相的含量和分布、材料的组织均匀性和致密性等。
通过金相分析，可以评估材料的显微组织特征，为材料的性能和品质提供重要的参考依据。
金相分析在金属材料、陶瓷材料、复合材料等领域都有广泛的应用。
总之，材料金相分析是一种重要的材料分析方法，通过观察和分析材料的金相显微图像，可以了解材料的微观组织结构和性能特征，为材料的研究和应用提供重要的信息和依据。
希望通过本文的介绍，读者对材料金相分析有了更深入的了解，进一步认识到其在材料科学和工程中的重要作用。
金相分析
合金金相的的观测金相分析1.1.1金相（显微）组织钨钴类合金主要以WC（碳化钨）粉和Co粉烧结而成，其显微组织通常由两种组成，为WC相和Co相。
WC相是固溶体，用碱性试剂侵蚀皇后WC相的轮廓十分明显。
Co相是WC相溶于Co内的固溶体，抛光态未侵蚀时，呈白亮色，镶嵌于WC相之间，经酸性试剂侵蚀后呈黑色，在合金中起粘结WC相的作用，因此也叫粘结相。
随着Co含量的增加，Co相亦相应增多。
若在此类合金中加入少量TaC（NbC）及微量VC以细化晶粒和提高硬度，在组织中能观察到少量浅黄色的TaC-WC相、微红色的NbC-WC相和赤红色的VC相。
1.1.2金相检测过程⒈试样制备。
硬质合金试样的制备与一般钢材试样不同。
因合金表面与中心的孔隙和组织均存在较大的差异，试样的截取只能采用线切割，或用锤子击碎取其断面。
主要有手工磨抛和机械磨抛两种方法。
⒉抛光态检验项目⑴孔隙。
边界清晰的黑色圆形小孔称为孔隙。
孔隙能降低合金的强度和耐磨性，数量越多，对性能影响越大。
孔隙度是指显微镜机场内孔隙所占面积的百分数。
抛光后未经侵蚀的试样在显微镜下放大100倍进行检查。
如发现试样抛光面上孔隙较多，应注意是否有假象。
应去除抛光面上脏物和未磨抛好的黑点，这样才能保证检测的准确性。
⑵石墨。
硬质合金中的石墨又称非化合碳。
多数是由于含碳量过高而过剩的，其形态呈巢状、点状，一般均细小。
未经侵蚀的试样在放大100倍下观察，选取石墨含量最多的视场与石墨标准图片比较评定。
标准图片共分4级，每级都用含量体积分数表示。
⒊组织显示及检验显示硬质合金的显微组织有两种方法：一种是化学试剂侵蚀法；另一种是空气炉中加热氧化着色法。
这两种方法均能清晰地显示合金中的各种组成相。
⑴化学侵蚀剂：a试剂：新配50g/L氢氧化钾（）和50g/L铁氰化钾水溶液等体积混合液；b试剂：新配200g/L氢氧化钾和200g/L铁氰化钾水溶液等体积混合液；c试剂：饱和的三氯化铁盐酸溶液。
实验四定量金相分析
实验四定量金相分析一、实验目的1．了解定量分析的基本符号和基本方程的意义。
2．掌握在显微镜下进行定量分析的基本方法。
二、实验概述材料的力学性能主要取决于其内部组织结构。
近年来组织强度学的研究已总结出许多定量规律。
因此通过显微组织中面（晶界、界面）、线（位错线）、和点（第二相粒子）的定量测定可建立组织参数和力学性能之间的对应关系。
在显微镜下观察到的组织特征是二维的，因此不能直接观察组织的三维立体图像。
从二维图像推断三维组织图像的科学就叫体视学。
把体视学应用于金相学研究的科学叫定量金相学。
1．定量金相的基本符号定量金相的测量对象是点数P、线长度L、平面面积A、曲面面积S、体积V、测定的特征数N等。
定量金相所测得的量常用被测量与测试量的比值来描述。
规定将测试量的符号写在被测量的下角标位置。
表1列出了定量金相测定时的一些基本符号。
表1定量金相测定时的一些基本符号和组合记号2．定量金相的基本方程（1）V V=A A=L L=P P表示体积比、面积比、线长比及点数比是相等的关系。
（2) S V=4L A/ =2P L给出了显微组织中，单位测试体积中被测相的表面积与单位测试面积中被测相的表面积、单位测试面积中被测相所占的线长以及单位测试线上被测相中所占的点数的关系。
（3）L V=2P A给出了三维空间中，单位测试体积中被测相的点数和单位测试面积上被测相所占的点数之间的关系。
（4）P V=L V S V/2 给出了单位测试体积中被测相的点数和单位测试面积上被测相的点数，以及单位测试线上被测相点数的关系。
3．定量分析的基本方法（1）比较法将被测相与标准图进行比较，和标准图中那一级接近就定为那一级。
这种方法简便易行，但误差大。
晶粒度、夹杂物、碳化物及偏析等都可以用比较法定出其级别。
（2）P P的测量（计点法）用一套专用的网格来进行计点，网格的形式及其测量方法如图 1。
测试是落在每个测试对象上的点数不大于1，且所选网格的间距和所测对象的间距相近。
No.5-金相分析技术
金相显微镜
2 鉴别率 取决于使用光线的波长（λ）和物镜的数值孔径（A）， 而与目镜无 关，其d值可由下式计算：
性能指标
d
2A
在一般显微镜中，光源的波长可通过加滤色片来改变；当光源 0.55 0.44 的波长一定时，可通过改变物镜的数值孔径A来调节显微镜的 鉴别率。
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金相显微镜 性能指标
最常用的观察方法，试样 表面略有不平无阴影，能较真 实的显示各种不同的组织形貌。
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金相显微镜
暗场——Dark field
利用丁道尔现象所产生 的光衍射/绕射,用斜射照明 的方式观察被测试样,可看 到明场看不到的物质.
暗场照明原理图
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金相显微镜
偏光——Polarizing
利用偏光镜片的单向振 动性，在垂直正交时可对具 有双折射性的物质进行定性 检查。适用于地质岩相和 晶体性夹杂物判别。
3
金相技术概述
金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以生存 与发展的基础。
4
金相技术概述
目前，金相技术仍是材料科学与工程领域最广泛应
用、易行有效的研究检验方法，金相检验则是各国 和ISO国际材料检验标准中的重要物理检验项目类别
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金相技术
主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材 料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学 科分支，既包含材料三维显微组织的成像及其定性、定量表征，亦 包含必要的样品制备、准备和取样方法。 其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数量 级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒、非金属夹 杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、 取向、空间排布状态等。
金相定量分析方法
金相定量分析方法实验四金相定量分析方法一(实验目的1(了解定量分析的基本符号和基本方程的意义。
2(掌握在显微镜下进行定量分析的基本原理。
3( 掌握手工点计数法测定体积分数的试验方法。
二(实验设备和样品1(4XCE倒置式金相显微镜2(各种不同含量的Sn-Pb合金试样、不同碳含量的Fe-FeC合金试样进行定量分3析实验三(实验概述定量金相是利用显微镜在金相磨面上测得的二维参量来推算三维空间中金相组织含量的方法。
为了研究金属材料的金相组织和性能的定量关系，需将金属磨面上二维空间的组织参数，依立体几何和体视学原理换算成三维空间参数进行分析。
1938年美国材料试验协会制定ASTM-E八级晶粒度标准，定量金相技术就开始应用于金属材料的检验和研究。
60年代，由于可自动测量的定量金相显微镜的制成和体视学的应用，金相定量测定的技术得到长足的发展。
在金属和合金组织的各种形态参数的测量中，应用定量金相技术可以测定第二相体积分数、第二相尺寸、质点间距、对有方向性组织的取向程度、比相界面、近邻率、连续性等。
主要有比较法和测量法两大类。
比较法将所测相和标准图片比较定出一个定量级别，此法只能得到关于材料组织或缺陷的一个笼统的概念，准确性差，但快速简便。
测量法能得到所测相的准确定量的数据，分为非自动测量法和自动测量法两种。
非自动测量法利用一般光学显微镜和一些简单测量工具，测量可在金相组织照片或在金相显微镜投影屏上进行，也可直接通过带有测微标尺的目镜在试样上测定。
自动测量法使用定量仪器，测量既可直接在试样检验面上进行，也可在组织的电子图像或照片上进行，测量速度快，误差小。
常用的有测量面积法、线分法和点标法三种:?测量面积法。
可用求积仪测量模板直接测量被测相在检验面上的面积，也可以把被测相从金相照片上剪下来，秤重以计算其重量而换算成面积。
?线分法。
利用测微标尺测量被测相在单位测试线上所占的比率L、单位测试线上的点数P和单位测试线上LL的相个数N。
金相分析方法范文
金相分析方法范文金相分析方法是用来研究材料的微观组织和组成的一种常用方法。
通过对金属和非金属材料样品的制备、切割、研磨、腐蚀和显微观察，可以获取其组织特征和成分信息，为材料性能和性质的研究提供重要参考。
下面将介绍几种常用的金相分析方法。
1.制备样品：金相样品的制备是进行金相分析的第一步，决定了后续观察和分析的可行性和准确性。
制备样品主要包括切割、研磨和抛光等步骤。
切割样品时要选择合适的位置和方向，以保证所需观察区域位于切割面上。
研磨和抛光是为了去除样品上的表面缺陷、砂眼和氧化层等，使样品表面平整并获得更好的显微观察效果。
2.酸腐蚀：酸腐蚀是一种常用的金相分析方法之一，通过溶解样品表面的金属组织，显露出材料的组织结构和内部缺陷。
常用的酸腐蚀试剂包括盐酸、硝酸、硫酸等。
腐蚀时间和温度的选择要根据具体样品的材料和组织特点来确定。
腐蚀后的样品需要进行水洗和去除残留酸液，以免对显微观察和分析造成干扰。
3.显微观察：显微观察是金相分析的核心步骤，通过金相显微镜观察样品的组织结构和形貌。
常见的金相显微镜包括光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等。
光学显微镜具有分辨率高、操作简便的特点，适用于常规金相观察。
SEM和TEM能够提供更高的分辨率和更详细的组织信息。
4.化学分析：化学分析是分析材料组成的重要手段。
常用的化学分析方法包括能谱分析（EDS/WDS）、光谱分析（ICP-AES/ICP-MS）和X射线衍射分析（XRD）等。
能谱分析可以通过检测样品表面的元素含量和分布来确定材料的成分组成。
光谱分析是在材料溶液中进行的，可以快速准确地确定材料的主要成分和杂质元素。
X射线衍射分析可以确定材料晶体结构和晶格参数。
5.显微硬度测试：显微硬度测试是通过在样品表面施加静态或动态载荷，测量材料表面残留显微印模尺寸的方法。
显微硬度测试可以用来评价材料的硬度、韧性和变形性能。
常用的显微硬度测试方法有维氏硬度、洛氏硬度和布氏硬度等。
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金相分析是人们通过金相显微镜来研究金 属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和 性质的一种方法，它在金属材料研究领域中占 有很重要的地位。
利用金相显微镜在专门制 备的试样上放大100-1500倍 来研究金属及合金组织的方法 称为金相显微分析方法。
显微组织包括如晶粒、 包含物、夹杂物以及相变 产物等特征组织。
热镶样机
3、试样打磨与抛光
手工磨光是把砂纸平置于玻璃板上，然后将试 样用手轻压在砂纸上作同前平推、提起、拉回，再 向前平推三个基本动作，直到这一道磨光工序符合 要求为止。
金相砂纸的规格
水磨砂纸的编号、粒度号与粒度尺寸
3、抛光
机械抛光是当前应用最广的抛光方法，它是在专门的金相试样抛光机 上进行的。细磨后的试样经冲洗（避免粗磨粒带入抛光工序）后，将其磨 面轻轻地置于抛光盘上进行抛光。
光阑组件 镜简组件 机械调焦 系统
单目与双目光学金相显微镜
2、光学金相显微镜的使用方法
（1）首先将显微镜压器 插头插在220V的电源插座上，千万不能直接将显微镜的灯泡插头直接插在 220V的电源插座上，否则会烧坏灯泡。 （2）根据放大倍数选用所需的物镜和目镜．分别实装在物镜座上及目镜 筒内。 （3）将试样放在载物台中心，试样观察表面应朝下。 （4）转动初调焦手轮，降低载物台使试样观察表面接近物镜，但切勿相碰 以免损坏物镜；然后相反方向转动初调焦手轮，升起载物台，使能看到清 晰物像为止。 （5）适当凋节孔径光阑和视场光阑，以获得最理想的物像。
教 学 内 容
• 金相显微镜的工作原理简介
• 金相显微镜的使用方法 • 金相试样的制备 • 金相观察与显微摄影
1、金相显微镜的工作原理简介
光学金相显微镜具有二级放大的功能：物体上的结构细 节经物镜一次放大后再由目镜作第二次放大。
光学金相显微镜成象原理
AB表示待放大的物体， 它置于物镜的一至二倍焦距 之间（f 1为物镜前焦距）。
带有摄影仪的金相显微镜
抛光用的织物可用粘结剂粘在抛 光盘表面，也可用套圈箍紧在抛光盘 上。织物的作用是保存抛光剂和摩擦 磨面使之光亮。 抛光粉有不同粒度，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。
抛光机
4、化学腐蚀
金属材料常用的腐蚀剂
4、金相观察与显微摄影
首先根据合金的成分，结合状态图推理判断合金中可能出现的组成相； 其次，根据合金的加工工艺过程，结合相变和加工条件，估计加工后 各种组成相的状态； 第三，选取典型部位的试样通过 磨制、抛光并利用前面介绍的腐蚀方 法制备出合乎要求的金相试样； 第四，在显微镜下先采用一般 的明场分析，从低倍到高倍进行观 察。 最后，将试样放在带有摄影系 统的金相显微镜下摄下图象。
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//。
显微镜的总放大倍数是物镜 和目镜放大倍数的乘积
光学金相显微镜的放大原理示意图
金相显微镜的放大倍数
光学金相显微镜分成六个组成部分
光源
镜架
载物台
（6）观察结束应及时切断照明电源。
3、金相试样的制备
1、取样
截取金相试样的方法很多，方法和种类如图所示。
究竟选用何种方法，则视零件的大小、性质、 材质和热处理工艺等具体条件而定，但截取的试样 必须保证观察面的组织不受到影响。
金相试样切割机
2、镶样
小试样的夹持方法 （a）薄片试样； （b）块状试样