金相制備與觀察心得體會(huì)

1、金相制備與觀察心得體會(huì)鋁合金金相組織的觀察一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解鑄造、固溶處理、軋制及時(shí)效處理4種加工工 藝對(duì)鋁合金的組織特征的影響；2.分析不同材料加工工藝 對(duì)鋁合金力學(xué)性能的影響；3.深入了解材料四要素之間的內(nèi)在聯(lián)系及其在材料生 產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的實(shí)際應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別觀察：鑄造，固溶處理，軋制，時(shí)效處理后鋁合 金的金相組織；三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1. 樣品制備每一位同學(xué)根據(jù)名單選取相應(yīng)工藝的樣品，根據(jù)光 學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中對(duì)于金相樣品制備的學(xué)習(xí)，按照金相 樣品制備的一般要求進(jìn)行制樣。樣品涉及4種工藝，參看 下表：磨光在m-2型預(yù)磨機(jī)上進(jìn)行，依次使用200、400、6 00、800等四種牌號(hào)的水砂紙，

2、然后進(jìn)行拋光、腐蝕。鋁合金比較軟，在樣品制備過(guò)程中一定要控制好磨光 的力度，以減少砂粒的嵌入，減輕樣品表面內(nèi)部損傷層的 厚度。同時(shí)，樣品上應(yīng)當(dāng)保持一個(gè)方向的劃痕。在整個(gè)制 備過(guò)程中，樣品的倒角一定要始終保持，特別是拋光階段。為了保證樣品在磨光過(guò)程中盡量不出現(xiàn)歪斜，請(qǐng)按照 下面示意的實(shí)線磨削方向進(jìn)行磨光操作，避免沿虛線示意 的方向進(jìn)行。鑄錠、固溶處理樣品的磨光方向軋制、軋制時(shí)效樣品 的磨光方向 制樣的要點(diǎn)：a縮短在砂紙上停留的時(shí)間b擋水盤(pán)距離盤(pán)面1 cm,請(qǐng)節(jié)約用水c樣品拋光前必須在粗砂紙上修出倒角d拋光膏的使用原則是微量、多次；注水少量、恰當(dāng)e拋光時(shí)，用力避免過(guò)大，應(yīng)當(dāng)適中，可以任意方向拋 光

3、腐蝕：腐蝕劑采用、水95%的混合試劑；腐蝕 時(shí)間為5分鐘左右。為了保證腐蝕效果，樣品避免放置在 腐蝕液中長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)，應(yīng)當(dāng)每隔2030秒鐘移動(dòng)、按動(dòng)， 以保證金屬面所接觸腐蝕液的效力。2. 組織觀察5 x50x號(hào)樣號(hào)樣四號(hào)樣四、實(shí)驗(yàn)分析1、觀察各種工藝下的樣品以及顯微組織圖片，分析各 種工藝處理后，形成的顯微組織的特點(diǎn)、原因。答：鑄造組織：鑄造金屬在冷卻時(shí)由于局部負(fù)溫度梯度，導(dǎo)致過(guò)冷度 不同，金屬晶粒多呈樹(shù)枝晶生長(zhǎng)。又由于冷卻的速度較快, 各組分析晶溫度不同，固相中的原子來(lái)不及擴(kuò)散，以至于 結(jié)晶分先后順序，在枝晶間產(chǎn)生成分偏析。所以在凝固后 的鑄造組織中，可觀察到樹(shù)枝狀晶粒。在高倍顯微鏡下觀察時(shí)

4、，還能明顯地觀察到枝晶間的 成分偏析現(xiàn)象，表現(xiàn)為顏色深度不同的帶狀分界，顏色深 度不同是因?yàn)槠渲械你~元素含量不同，因而在腐蝕液作用 下產(chǎn)生顏色梯度，在局部還能看到cua12存在于枝晶間。固溶處理：固溶處理將金相組織中的成分逐漸均勻化。由于溫度 再次升高，導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大。高倍鏡下晶界間有黑色小點(diǎn)， 這是由于冷卻過(guò)程中得到過(guò)飽和固溶體，固溶處理保溫的 時(shí)間較短，鑄態(tài)組織中的樹(shù)枝狀晶粒并未完全轉(zhuǎn)化，枝晶 偏析未完全消除，存在雜質(zhì)cua12o固溶處理+軋制：軋制是通過(guò)應(yīng)力使金屬內(nèi)部的位錯(cuò)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)從而發(fā)生 塑性變形。在金相組織中，可觀察到晶粒呈纖維狀，順著 軋制方向被拉長(zhǎng)，而沿其他方向的尺寸無(wú)明顯變化。在

5、高 倍鏡下可觀察到大量明顯的位錯(cuò)。固溶處理+軋制+時(shí)效：時(shí)效是過(guò)飽和固溶體的脫溶分解，析出第二相的過(guò)程。 但實(shí)驗(yàn)中在低倍顯微鏡觀察下時(shí)只發(fā)現(xiàn)很少的第二相。其 金相組織與固溶處理+軋制后的金相組織沒(méi)有明顯的區(qū)別。2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的收獲和心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，老師首先給我們講解了各種不同工藝所 得到的微觀組織的差別。1號(hào)試樣為鑄造組織，在低倍鏡下 觀察到了樹(shù)枝狀的晶粒，在高倍鏡下可以觀察發(fā)現(xiàn)是由于 成分的偏析而造成的腐蝕效果的差異，造成這種現(xiàn)象的原 因是在鑄態(tài)情況下，由過(guò)時(shí)效引起的含銅量的不同，多余 的銅以cua12的形式存在于成分偏析處。4號(hào)樣品通過(guò)軋制 處理，產(chǎn)生了形變強(qiáng)化，晶粒發(fā)生了明顯的變化

6、，了解了 塑性變形的微觀機(jī)理，也了解了冷加工造成的晶粒形狀的 變化。因?yàn)橛辛松蟼€(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，在制備金相樣品的時(shí) 候比較順利，能夠很快速地對(duì)鋁合金試樣進(jìn)行磨光、拋光, 并自己動(dòng)手完成了觀察、照相等操作。這也是對(duì)上個(gè)學(xué)期 實(shí)驗(yàn)操作的一個(gè)復(fù)習(xí)。通過(guò)對(duì)這4個(gè)試樣的對(duì)比，讓我了解了材料的使用性能、 加工發(fā)放和微觀組織的相互關(guān)系，聯(lián)系課本所學(xué)的理論知 識(shí)，更加深入地理解了每號(hào)樣品由于自身的微觀組織不同 而導(dǎo)致的力學(xué)性能的差異。軟金屬金相試樣的制備與組織顯大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)大綱實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4實(shí)驗(yàn)類(lèi)型：綜合實(shí)驗(yàn)所屬實(shí)驗(yàn)課程：光學(xué)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)名稱(chēng)：材料光學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 相關(guān)理論課程名稱(chēng)：材料

7、科學(xué)與工程學(xué)導(dǎo)論、普通物 理、物理化學(xué)撰稿人：*日期：xx-6-30、目的與任務(wù)重溫金相樣品的基本制備方法，了解材料比較軟的時(shí) 候，磨光、拋光的技巧；在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成一個(gè)電 木粉鑲嵌鋁合金樣品的制備、組織顯示過(guò)程。另外，了解 耐蝕樣品的蝕刻方法，進(jìn)一步體會(huì)浸蝕、擦拭蝕刻方法的 技巧和需要。二、內(nèi)容、要求與安排方式1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求內(nèi)容涉及磨光、拋光、蝕刻。教師簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)基礎(chǔ)，注意事項(xiàng)；同學(xué) 獨(dú)立完成一個(gè)鋁合金金相試樣的制備、組織顯示，包括磨 光、拋光、蝕刻、觀察。實(shí)際的操作如下：為每一位同學(xué) 準(zhǔn)備一個(gè)上一屆同學(xué)在“材料工程基礎(chǔ)”實(shí)踐平臺(tái)留存在 實(shí)驗(yàn)室的鋁銅合金的鑲嵌樣品，從40

8、0號(hào)砂紙開(kāi)始，磨制3 道砂紙；之后拋光，然后進(jìn)行組織顯示的蝕刻。軟金屬在磨光過(guò)程中的黏著感覺(jué)，與碳鋼樣品有顯著 區(qū)別；特別是在400號(hào)以上的細(xì)砂紙的磨光操作中尤其明 顯。同時(shí)，鑲嵌樣品磨面上性質(zhì)不同的金屬材料、鑲嵌材 料的復(fù)雜性，在手感、穩(wěn)定控制上，與整體金屬樣品也存 在差異。對(duì)于軟金屬在拋光過(guò)程中質(zhì)量的波動(dòng)，以及容易造成 內(nèi)部變形層的特點(diǎn)，注意隨時(shí)檢查、關(guān)注。蝕刻的時(shí)候， 為了使得樣品表面蝕刻均勻，要將樣品表面傾斜放置在腐 蝕液中，便于氣泡的逸出；同時(shí)，不要一直在培養(yǎng)皿中的 同一個(gè)位置長(zhǎng)時(shí)間停留，應(yīng)當(dāng)多次轉(zhuǎn)換位置，保證蝕刻液 不會(huì)出現(xiàn)局部失效。在實(shí)驗(yàn)中熟練操作4x1型顯微鏡，觀 察各個(gè)階段樣

9、品的表面質(zhì)量。同時(shí)，在完成鋁合金樣品制備、組織顯示后，檢查普通碳鋼金相樣品的完成情況，保證2個(gè)樣品觀察效果的高 質(zhì)量，為后續(xù)數(shù)字圖像的采集做準(zhǔn)備。對(duì)于實(shí)際樣品不同方向上尺寸相差比較大的鑲嵌樣品, 如何在磨光階段控制磨面與樣品軸線保持垂直，需要同學(xué) 們?cè)趯?shí)踐中掌握適合各自的技巧手段。安全使用蝕刻劑，也是本次實(shí)驗(yàn)需要特別強(qiáng)調(diào)、關(guān)注的。2 實(shí)驗(yàn)安排方式固定實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)的具體時(shí)間?？梢酝瑫r(shí)安排一組實(shí)驗(yàn)， 每組1 5人左右。三、場(chǎng)地與設(shè)備1實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：材料學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室，金相樣品制備實(shí) 驗(yàn)室，材料樓441, 78m 2；金相實(shí)驗(yàn)室，材料樓420, 45m2；2所用設(shè)備：預(yù)磨機(jī)10臺(tái)、拋光機(jī)10臺(tái)；金相顯微鏡1

10、6臺(tái)；3消耗性器材：鋁合金鑲嵌樣品，3種規(guī)格的水砂紙、 拋光絨布、吸水紙、拋光膏、混合酸試劑；常規(guī)蝕刻劑、 脫脂棉、酒精、顯微鏡燈泡；4. 安全：腐蝕的時(shí)候，提供必要的防護(hù)、操作條件： 帶有通風(fēng)櫥的腐蝕臺(tái)，竹夾子、不銹鋼銀子、小型培養(yǎng)皿;5. 磨光設(shè)備需要有連續(xù)的冷卻水供應(yīng)；同時(shí)，磨光設(shè) 備需要配置有沉淀箱，供冷卻水流入下水管道前沉淀磨削 產(chǎn)物，避免管道堵塞。四、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1考核的內(nèi)容根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐技術(shù)考核， 檢查樣品的最終觀察效果；完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2.成績(jī)?cè)u(píng)定的 方法根據(jù)同學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)掌握的程度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成的好壞 進(jìn)行10分制的評(píng)判，作為最終平臺(tái)課程總成績(jī)的一部分。五

11、、實(shí)驗(yàn)大綱說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)易出現(xiàn)的問(wèn)題有：樣品制備中磨面與樣 品軸線不垂直、工序轉(zhuǎn)換的掌握不熟悉，評(píng)判樣品質(zhì)量好 壞缺少經(jīng)驗(yàn)，樣品腐蝕效果的掌握不好，尤其是，軟金屬 樣品的拋光過(guò)程如何控制力度、平衡，這些，在實(shí)驗(yàn)的過(guò) 程中指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)注意。實(shí)驗(yàn)類(lèi)型的說(shuō)明：操作性實(shí)驗(yàn)的定義是：旨在通過(guò)某實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的實(shí)際 操作，使學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟的要求，了解和掌握實(shí)驗(yàn)的全 過(guò)程，了解或理解某類(lèi)儀器設(shè)備的工作原理，掌握或初步 掌握該類(lèi)儀器設(shè)備的操作?？梢园丫C合性實(shí)驗(yàn)理解為：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及相關(guān)的綜合 知識(shí)或運(yùn)用綜合的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)學(xué)生的知識(shí)、 能力、素質(zhì)形成綜合的學(xué)習(xí)與培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。一般而言，綜 合性實(shí)驗(yàn)的綜合特

12、征：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)合性，實(shí)驗(yàn)方法的多 元性，實(shí)驗(yàn)手段的多樣性，人才培養(yǎng)的綜合性6。 根據(jù)上述說(shuō)明，將本實(shí)驗(yàn)定性為：綜合性六、參考資料1 1gb/t13298 -1991,金屬顯微組織檢驗(yàn)方法s.2 姚鴻年.金相研究方法m.北京：中國(guó)工業(yè)出版 社,1963.3 沈桂琴.光學(xué)金相技術(shù)m.北京：航空航天大學(xué) 出版社，199 2.4 彩色金相技術(shù)編寫(xiě)組.彩色金相技術(shù)m.北 京：國(guó)防工業(yè)出版社，1987.5 國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)統(tǒng)編.金相檢驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ) m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.61gb/t,變形鋁及鋁合金制品低倍組織檢驗(yàn)方法s.7gb/t ,變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗(yàn)方法s .實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)很軟或

13、者很硬的材料，其金相樣品的制備、組織顯示 是比較困難的；但，這又是專(zhuān)業(yè)同學(xué)必須掌握的。本次軟 金屬金相樣品的獲取，我們選擇的材料是12%c u的al-cu 合金。其熱處理狀態(tài)有4種：鑄態(tài)、鑄態(tài)+固溶處理、鑄態(tài) +固溶處理+軋制、鑄態(tài)+固溶處理+軋制+時(shí)效。樣品很小， 無(wú)法直接握持，所以，都經(jīng)過(guò)了鑲嵌，參看示意圖1。圖1鑲嵌樣品實(shí)例圖2樣品在培養(yǎng)皿中蝕刻擺放示意 圖鋁合金比較而言很軟，在樣品制備中需要掌握特殊的 方式、技巧。由于本次的樣品來(lái)自于上一屆同學(xué)材料工 程基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，已經(jīng)進(jìn)行過(guò)較多的磨光處理。若 直接從2 00號(hào)砂紙開(kāi)始磨光，容易出現(xiàn)金屬樣品磨沒(méi)了的 尷尬現(xiàn)象。因此，我們選擇3道砂

14、紙磨光：400、600以及 800號(hào)水砂紙。由于鋁合金比較軟，在樣品制備過(guò)程中相應(yīng) 地請(qǐng)注意樣品與砂紙之間接觸時(shí)的黏著感，掌握控制樣品 平衡的技巧。最初向下用力不要過(guò)大，有經(jīng)驗(yàn)后再逐步加 大接觸的力度。800號(hào)砂紙磨光時(shí)，在基本完成前，可以水 流加大、用力減輕，近似于漂浮在砂紙上，這樣，可以減 少砂粒嵌入的機(jī)會(huì)，減輕樣品表面內(nèi)部損傷層的厚度。同 時(shí)，樣品上應(yīng)當(dāng)保持一個(gè)方向的劃痕。另外，樣品的截面尺寸在不同的方向上有些差異比較 大，如果要保持磨面與樣品軸線的垂直，需要注意磨光操 作過(guò)程中的砂紙的磨削方向的控制。建議：為了保證樣品 在磨光過(guò)程中盡量不出現(xiàn)歪斜，請(qǐng)按照?qǐng)D3、圖4示意的實(shí) 線磨削方向進(jìn)

15、行磨光操作，避免沿虛線示意的方向進(jìn)行。圖3鑄錠、固溶處理樣品的磨光方向圖4軋制、軋制時(shí) 效樣品的磨光方向拋光時(shí)，使用海軍尼作為拋光織物，配以的金剛石拋 光膏。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，鋁合金比起鉛、錫等材料來(lái)講又算不上制備 困難了；不過(guò)，技能的掌握、經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，還是需要逐步 過(guò)渡的，不能跨度過(guò)大。組織顯示，選擇混合酸2, 3o蝕刻的手法，采用浸 蝕、擦拭結(jié)合的形式。樣品蝕刻方法請(qǐng)注意：為了保證腐蝕效果，樣品避免放置在腐蝕液中長(zhǎng)時(shí)間 不動(dòng)，應(yīng)當(dāng)每隔2 030秒鐘移動(dòng)、按動(dòng)，以保證金屬面所 接觸腐蝕液的效力。同時(shí)，樣品表面傾斜放置，保證腐蝕 產(chǎn)生的氣泡順利溢出；參看示意圖2。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求：1 技術(shù)方面與鋼樣品操作

16、上的差別。2 蝕刻劑的區(qū)別，蝕刻操作手法、現(xiàn)象的差別。3 介紹預(yù)習(xí)過(guò)程中的哪些參考資料對(duì)自己在哪些方面 有所幫助。4 為什么首道砂紙選擇40 0號(hào)？用自己理解的語(yǔ)言敘 述。本次的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，在材料樓44 1進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后， 請(qǐng)同學(xué)主動(dòng)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)室的原有狀態(tài)，以備后面實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。 參考資料11gbt13 298-1991,金屬顯微組織檢驗(yàn)方法s2as mhandbookc ommittee a smhandbookvolume9:me tallograph yandmicros tructuresm asmin ternationa 1, material spark, ohio , usa, x

17、x31gb/t,變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗(yàn)方法s. 實(shí)驗(yàn)一金屬材料顯微分析的基本方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?999?了解金相顯微鏡的構(gòu)造、原理及使用規(guī)則；掌握金相 顯微試樣制備的基本操作方法。通過(guò)觀察，熟悉鐵碳合金 在平衡狀態(tài)下的顯微組織；了解并掌握鐵碳合金中的相及 組織組成物的本質(zhì)、形態(tài)及分布特征；分析并掌握平衡狀 態(tài)下鐵碳合金的組織和性能之間的關(guān)系。、實(shí)驗(yàn)概述:?金相分析是研究工程材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的主要方法金 相顯微分析法：利用金相顯微鏡在專(zhuān)門(mén)制備的試樣上觀察材料的組織和 缺陷的方法。1. 金相顯微鏡的構(gòu)造、原理及使用；2. 金相顯微試樣的制備方法。為了能夠在金相顯微鏡下真實(shí)地、清楚地觀察到金屬內(nèi)部的顯微組織，需要精心地制備金相顯微試樣。 ?金相試樣的制備過(guò)程主要步驟有：?本實(shí)驗(yàn)金相試樣制備過(guò)程的步驟如下：3. 觀察碳鋼和白口鑄鐵的平衡組織 分析各種相組分和組織組成物的特征 碳鋼：亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼白口鑄鐵：亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過(guò)共晶 白口鑄鐵相或組織：鐵素體、滲碳體、珠光體、萊氏體 區(qū)分：鐵素體與滲碳體、各種滲碳體 顯微組織。右圖為單相組織和雙相組織的顯微組織圖實(shí)驗(yàn)概述：三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料?金相分析實(shí)驗(yàn)使用的主要儀器設(shè)備有：光學(xué)金相顯微鏡、拋光機(jī)、電