2018-金相制备与观察心得体会-范文word版 (10页)

（根据条件，自行添加）
图1 镶嵌样品实例 图2 样品在培养皿中蚀刻摆放示意图
铝合金比较而言很软，在样品制备中需要掌握特殊的方式、技巧。由于本次的样品来自于上一届同学《材料工程基础综合实验》环节，已经进行过较多的磨光处理。若直接从200号砂纸开始磨光，容易出现金属样品磨没了的尴尬现象。因此，我们选择3道砂纸磨光：400、600以及800号水砂纸。由于铝合金比较软，在样品制备过程中相应地请注意样品与砂纸之间接触时的黏着感，掌握控制样品平衡的技巧。最初向下用力不要过大，有经验后再逐步加大接触的力度。800号砂纸磨光时，在基本完成前，可以水流加大、用力减轻，近似于漂浮在砂纸上，这样，可以减少砂粒嵌入的机会，减轻样品表面内部损伤层的厚度。同时，样品上应当保持一个方向的划痕。
为了保证腐蚀效果，样品避免放置在腐蚀液中长时间不动，应当每隔20~30秒钟移动、按动（在脱脂棉上），以保证金属面所接触腐蚀液的效力。同时，样品表面倾斜放置，保证腐蚀产生的气泡顺利溢出；参看示意图2。
实验报告 的要求：
[1] 技术方面与钢样品操作上的差别（镶嵌样品、软金属的原因）。
[2] 蚀刻剂的区别，蚀刻操作手法、现象的差别。
同时，在完成铝合金样品制备、组织显示后，检查普通碳钢金相样品的完成情况，保证2个样品观察效果的高质量，为后续数字图像的采集做准备（由教师，在OLYMPUS-CK40M型显微镜上检查、确认）。
对于实际样品不同方向上尺寸相差比较大的镶嵌样品，如何在磨光阶段控制磨面与样品轴线保持垂直，需要同学们在实践中掌握适合各自的技巧手段。
为了保证样品在磨光过程中尽量不出现歪斜，请按照下面示意的实线磨削方向进行磨光操作，避免沿虚线示意的方向进行。
铸锭、固溶处理样品的磨光方向 轧制、轧制时效样品的磨光方向
制样的要点：
A 缩短在砂纸上停留的时间
B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水
C 样品抛光前必须在粗砂纸上修出倒角
D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当
篇二：软金属(铝合金)金相试样的制备与组织显示
软金属（铝合金）金相试样的制备与组织显
示
------大纲、实验指导书
大纲
实验学时：4 实验类型：综合
实验所属实验课程：光学分析实验教学模块
实验指导书名称：《材料光学技术实验》实验指导书
相关理论课程名称：材料科学与工程学导论、普通物理、物理化学
撰稿人：**** 日期：201X-6-30
安全使用蚀刻剂，也是本次实验需要特别强调、关注的（培养同学养成良好的工作习惯）。
⒉ 实验安排方式
固定实验开设的具体时间。可以同时安排一组实验，每组15人左右。
三、 场地与设备
⒈ 实验地点：材料学院中心实验室，金相样品制备实验室，材料楼441，78m2；金相实验室，材料楼420，45m2；
⒉ 所用设备：预磨机（M-2）10台、抛光机（P-2）10台；金相显微镜（4X1）16台；
（3）固溶处理+轧制：
轧制是通过应力使金属内部的位错产生运动从而发生塑性变形。在金相组织中，可观察到晶粒呈纤维状，顺着轧制方向被拉长，而沿其他方向的尺寸无明显变化。在高倍镜下可观察到大量明显的位错。
（4）固溶处理+轧制+时效：
时效是过饱和固溶体的脱溶分解，析出第二相的过程。但实验中在低倍显微镜观察下时只发现很少的第二相。其金相组织与固溶处理+轧制后的金相组织没有明显的区别。
另外，样品的截面尺寸在不同的方向上有些差异比较大，如果要保持磨面与样品轴线的垂直，需要注意磨光操作过程中的砂纸的磨削方向的控制。建议：为了保证样品在磨光过程中尽量不出现歪斜，请按照图3、图4示意的实线磨削方向进行磨光操作，避免沿虚线示意的方向进行。
图3 铸锭、固溶处理样品的磨光方向 图4 轧制、轧制时效样品的磨光方向
[3] 介绍预习过程中的哪些参考资料对自己在哪些方面有所帮助。
[5] 国家机械工业委员会统编．金相检验技术基础（初级）[M]．北京：机械工业出版社，1988.
[6] GB/T 3246.2-201X，变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法[S]．
[7] GB/T 3246.1-201X，变形铝及铝合金制品显微组织检验方法[S]．
实验指导书
很软或者很硬的材料，其金相样品的制备、组织显示是比较困难的；但，这又是专业同学必须掌握的。 本次软金属金相样品的获取，我们选择的材料是1~2%Cu的Al-Cu合金。其热处理状态有4种：铸态、铸态+固溶处理、铸态+固溶处理+轧制、铸态+固溶处理+轧制+时效。样品很小，无法直接握持，所以，都经过了镶嵌，参看示意图1。
因为有了上个学期的实验基础，在制备金相样品的时候比较顺利，能够很快速地对铝合金试样进行磨光、抛光，并自己动手完成了观察、照相等操作。这也是对上个学期实验操作的一个复习。
通过对这4个试样的对比，让我了解了材料的使用性能、加工发放和微观组织的相互关系，联系课本所学的理论知识，更加深入地理解了每号样品由于自身的微观组织不同而导致的力学性能（硬度）的差异。
抛光时，使用海军尼作为抛光织物，配以2.5w的金刚石抛光膏。
应当说，铝合金比起铅、锡等材料来讲又算不上制备困难了；不过，技能的掌握、经验的 总结 ，还是需要逐步过渡的，不能跨度过大。
组织显示，选择混合酸（科勒试剂-Kellers Etch：蒸馏水190 ml，硝酸5 ml，盐酸3 ml，氢氟酸2 ml）[2，3]。蚀刻的手法，采用浸蚀、擦拭结合的形式。样品蚀刻方法请注意：
E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光
腐蚀：腐蚀剂采用HF1.0%、HCl1.5%、HNO32.5%、水95%的混合试剂；腐蚀时间为5分钟左右。为了保证腐蚀效果，样品避免放置在腐蚀液中长时间不动，应当每隔20~30秒钟移动、按动（在脱脂棉上），以保证金属面所接触腐蚀液的效力。
2. 组织观察
实验类型的说明：
操作性实验的定义是：旨在通过某实验环境下的实际操作，使学生按照实验步骤的要求，了解和掌握实验的全过程，了解或理解某类（种）仪器设备的工作原理，掌握或初步掌握该类（种）仪器设备的操作。
可以把综合性实验理解为：实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段，对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。一般而言，综合性实验的综合特征：实验内容的复合性，实验方法的多元性，实验手段的多样性，人才培养的综合性[6]。
3.深入了解材料四要素之间的内在联系及其在材料生产制造环节中的实际应用。
二、实验内容
分别观察：（1）铸造，（2）固溶处理，（3）轧制，（4）时效处理后铝合金的金相组织；
三、实验过程
1ห้องสมุดไป่ตู้ 样品制备
每一位同学根据名单选取相应工艺的样品，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行制样。样品涉及4种工艺，参看下表：
⒋ 安全：腐蚀的时候，提供必要的防护、操作条件：带有通风橱的腐蚀台，竹夹子、不锈钢镊子、小型培养皿；
⒌ 磨光设备需要有连续的冷却水供应；同时，磨光设备需要配置有沉淀箱，供冷却水流入下水管道前沉淀磨削产物，避免管道堵塞。
四、 考核与成绩评定
⒈ 考核的内容
根据实验目的、实验内容进行相应的实践技术考核，检查样品的最终观察效果；完成实验报告。 ⒉ 成绩评定的方法
对于软金属在抛光过程中质量的波动，以及容易造成内部变形层的特点，注意随时检查、关注。 蚀刻的时候，为了使得样品表面蚀刻均匀，要将样品表面倾斜放置在腐蚀液中，便于气泡的逸出；同时，不要一直在培养皿中的同一个位置长时间停留，应当多次转换位置，保证蚀刻液不会出现局部失效。 在实验中熟练操作4X1型显微镜，观察各个阶段样品的表面质量。
教师简要介绍实验的基本技术基础，注意事项；同学独立完成一个铝合金金相试样的制备、组织显示，包括磨光、抛光、蚀刻、观察。实际的操作如下：为每一位同学准备一个上一届同学在“材料工程基础”实践平台留存在实验室的铝铜合金的镶嵌样品，从400号砂纸开始，磨制3道砂纸；之后抛光，然后进行组织显示的蚀刻。
软金属在磨光过程中的黏着感觉，与碳钢样品有显著区别；特别是在400号以上的细砂纸的磨光操作中尤其明显。同时，镶嵌样品磨面上性质不同的金属材料、镶嵌材料的复杂性，在手感、稳定控制上，与整体金属样品也存在差异。
在高倍显微镜下观察时，还能明显地观察到枝晶间的成分偏析现象，表现为颜色深度不同的带状分界，颜色深度不同是因为其中的铜元素含量不同，因而在腐蚀液作用下产生颜色梯度，在局部还能看到CuAl2存在于枝晶间。
（2）固溶处理：
固溶处理将金相组织中的成分逐渐均匀化。由于温度再次升高，导致晶粒长大。高倍镜下晶界间有黑色小点（CuAl2杂质），这是由于冷却过程中得到过饱和固溶体，固溶处理保温的时间较短，铸态组织中的树枝状晶粒并未完全转化，枝晶偏析未完全消除，存在杂质CuAl2。
根据上述说明，将本实验定性为：综合性
六、参考资料
[1] GB/T 13298-1991，金属显微组织检验方法[S]．
[2] 姚鸿年．金相研究方法[M]．北京：中国工业出版社，1963.
[3] 沈桂琴．光学金相技术[M]．北京：航空航天大学出版社，1992.
[4] 《彩色金相技术》编写组．彩色金相技术[M]．北京：国防工业出版社，1987.
根据同学实验技术掌握的程度、实验报告完成的好坏进行10分制的评判，作为最终平台课程总成绩的一部分。（一般：5~6分；较好：7~8分；出色：9~10分）
五、 实验大纲说明
实验中，同学易出现的问题有：样品制备中磨面与样品轴线不垂直、工序转换的掌握不熟悉，评判样品质量好坏缺少经验，样品腐蚀效果的掌握不好，尤其是，软金属样品的抛光过程如何控制力度、平衡，这些，在实验的过程中指导教师应当注意。
5× 50×
一
号
样
二
号
样
三
号
样