初步掌握金相顯微鏡的使用方法;識別鐵碳合金PPT精選文檔

1、1金相試樣制備及金相試樣制備及鐵碳合金平衡組織觀察鐵碳合金平衡組織觀察一、一、 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康? 初步掌握金相試樣的制備方法初步掌握金相試樣的制備方法; 初步掌握金相顯微鏡的使用方法初步掌握金相顯微鏡的使用方法; 識別鐵碳合金識別鐵碳合金(碳鋼和白口鑄鐵碳鋼和白口鑄鐵)在平衡狀態(tài)下的在平衡狀態(tài)下的顯微組織特征；顯微組織特征； 分析含碳量對鐵碳合金顯微組織的影響，理解成分析含碳量對鐵碳合金顯微組織的影響，理解成分、組織與性能之間的相互關(guān)系分、組織與性能之間的相互關(guān)系.2二二、金相試樣制備方法金相試樣制備方法取取 樣樣鑲鑲 樣樣腐腐 蝕蝕研研 磨磨拋拋 光光1 取樣取樣代表性的部位代表性的部位;

2、軟金屬，手鋸或鋸床切割；軟金屬，手鋸或鋸床切割；硬而脆的材料硬而脆的材料(如白口鑄鐵如白口鑄鐵)，錘擊；，錘擊；極硬材料極硬材料(如淬火鋼如淬火鋼)，砂輪切片機(jī)或線切割；，砂輪切片機(jī)或線切割；大工件，氧氣切割大工件，氧氣切割試樣大小試樣大小: 直徑直徑(1215)mm、高度、高度(或邊或邊長長)1215mm的圓柱體或正方體。的圓柱體或正方體。32 鑲樣鑲樣鑲樣方法很多，如低熔點合金鑲嵌、鑲樣方法很多，如低熔點合金鑲嵌、電木粉或塑料鑲嵌相機(jī)械夾持電木粉或塑料鑲嵌相機(jī)械夾持等。等。目前多用電木粉鑲嵌。目前多用電木粉鑲嵌。XQ-2B鑲樣機(jī)，主要性能參數(shù)：試樣壓制規(guī)格鑲樣機(jī)，主要性能參數(shù)：試樣壓制規(guī)格

3、 2215mm; 3015mm; 加熱器規(guī)格加熱器規(guī)格 650W 220V ；溫度調(diào)節(jié)范圍；溫度調(diào)節(jié)范圍 100-180 ，數(shù)，數(shù)顯溫控；控制電源顯溫控；控制電源 電壓波動不大于電壓波動不大于15%,220V,50Hz 金相試樣的鑲嵌方法金相試樣的鑲嵌方法a b 機(jī)械鑲嵌機(jī)械鑲嵌 c低熔點合金鑲嵌低熔點合金鑲嵌 d塑料鑲嵌塑料鑲嵌XQ-2B型型金相試樣鑲金相試樣鑲嵌機(jī)嵌機(jī)43 研磨研磨 粗磨粗磨:砂輪機(jī)砂輪機(jī); 軟材料，銼刀銼平軟材料，銼刀銼平, 壓力要適度、均勻。在磨制壓力要適度、均勻。在磨制過程中要不斷用水冷卻試樣過程中要不斷用水冷卻試樣; 試樣倒角。試樣倒角。 細(xì)磨細(xì)磨: 每換細(xì)一級砂紙

4、時，應(yīng)先將試樣清洗干凈，以免把粗砂每換細(xì)一級砂紙時，應(yīng)先將試樣清洗干凈，以免把粗砂粒帶到下一級砂紙上去，再將試樣的粒帶到下一級砂紙上去，再將試樣的磨制方向調(diào)轉(zhuǎn)磨制方向調(diào)轉(zhuǎn)90，即磨制，即磨制方向與上一道磨痕方向垂直。方向與上一道磨痕方向垂直。 試樣表面磨痕變化示意圖試樣表面磨痕變化示意圖240 160300 200400 280500 320600 400 6001000 8001200 100054 拋光拋光目的目的: 去除細(xì)磨后留下的細(xì)微磨痕，使磨面呈光亮去除細(xì)磨后留下的細(xì)微磨痕，使磨面呈光亮鏡面鏡面; 機(jī)械拋光、機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光等電解拋光和化學(xué)拋光等 過程過程: 拋光機(jī)拋光機(jī)

5、300500轉(zhuǎn)分，粗拋和精拋兩個步驟。粗拋轉(zhuǎn)分，粗拋和精拋兩個步驟。粗拋, 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速高速高; 精拋或拋軟材料，轉(zhuǎn)速低。拋光布精拋或拋軟材料，轉(zhuǎn)速低。拋光布: 粗拋時常用粗拋時常用帆布帆布或或粗呢粗呢，精拋時常用精拋時常用絨布絨布、細(xì)呢細(xì)呢或或絲綢絲綢等。拋光時需向拋光盤上不斷滴注等。拋光時需向拋光盤上不斷滴注拋拋光液光液，以產(chǎn)生，以產(chǎn)生磨削磨削和和潤滑作用潤滑作用。拋光液通常采用。拋光液通常采用Al2O3；，；，MgO或或Cr2O3等細(xì)拋光粉等細(xì)拋光粉(粒度約為粒度約為0.31m)在水中的懸浮液在水中的懸浮液(每升水中加每升水中加A12O3 5l0g)。鉆石粉膏狀拋光劑鉆石粉膏狀拋光劑。拋光試樣

6、的磨面應(yīng)。拋光試樣的磨面應(yīng)均勻均勻、平平正正地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并沿盤的半徑方向從中心到邊緣作地壓在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并沿盤的半徑方向從中心到邊緣作往復(fù)往復(fù)移動移動。壓力不宜過大，拋光時間也不宜過長，一般約。壓力不宜過大，拋光時間也不宜過長，一般約35分鐘分鐘。將。將試祥用水沖洗干凈，然后進(jìn)行腐蝕試祥用水沖洗干凈，然后進(jìn)行腐蝕, 吹干待用。吹干待用。6一般浸蝕到試樣磨面一般浸蝕到試樣磨面稍發(fā)暗稍發(fā)暗時即可。如果浸時即可。如果浸蝕過重，應(yīng)重新拋光，蝕過重，應(yīng)重新拋光，再行浸蝕。浸蝕后立即再行浸蝕。浸蝕后立即用用清水沖洗清水沖洗，必要時再，必要時再用酒精清洗。最后用用酒精清洗。最后用吸吸水紙吸干，

7、或用吹風(fēng)機(jī)水紙吸干，或用吹風(fēng)機(jī)吹干吹干。5 腐蝕腐蝕目的目的: : 用浸蝕劑進(jìn)行用浸蝕劑進(jìn)行“浸蝕浸蝕”，顯示其顯微組織。最常用的浸蝕方法，顯示其顯微組織。最常用的浸蝕方法是是化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕。純金屬或單相金屬。純金屬或單相金屬, , 化學(xué)溶解化學(xué)溶解過程。過程。晶界晶界處由于原子排列處由于原子排列混亂，且混亂，且能量較高能量較高，所以易受浸蝕而呈現(xiàn)，所以易受浸蝕而呈現(xiàn)凹溝凹溝。在垂直光線照射下，各。在垂直光線照射下，各部位反射進(jìn)入物鏡的光線不同，從而顯示出部位反射進(jìn)入物鏡的光線不同，從而顯示出晶界及明暗晶界及明暗不同的晶粒不同的晶粒。兩。兩相或兩相以上合金相或兩相以上合金的浸蝕則是一個的浸蝕

8、則是一個電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕過程。許多過程。許多“微電池微電池”，具有具有負(fù)電位負(fù)電位的一相成為陽極，被迅速溶解而的一相成為陽極，被迅速溶解而凹下凹下；陰極，保持原來的光；陰極，保持原來的光滑平面?；矫妗?三、金相顯微鏡的原理及使用三、金相顯微鏡的原理及使用金相顯傲鏡的光學(xué)放大原理示意圖金相顯傲鏡的光學(xué)放大原理示意圖1、金相顯微鏡的光學(xué)放大原原理、金相顯微鏡的光學(xué)放大原原理 82金相顯微鏡的主要性能金相顯微鏡的主要性能 放大倍數(shù)放大倍數(shù)分辨率分辨率球面象差、色象差和象域彎曲球面象差、色象差和象域彎曲三種三種 91一載物臺，一載物臺，2一物鏡，一物鏡，3一轉(zhuǎn)換器，一轉(zhuǎn)換器，4一傳動一傳動箱，箱

9、，5一一微動調(diào)焦手輪微動調(diào)焦手輪，6一一粗動調(diào)焦手輪粗動調(diào)焦手輪，7一電源。一電源。8一偏心圓，一偏心圓，9一樣品，一樣品，10一目鏡；一目鏡；11一目鏡管，一目鏡管，12一固定螺釘，一固定螺釘，13調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)螺釘，14一視場光攔，一視場光攔，15一孔徑光攔一孔徑光攔 10將顯微鏡的光源插頭接在低壓將顯微鏡的光源插頭接在低壓(68V)變壓器上，接通變壓器上，接通電源電源;根據(jù)放大倍數(shù)，選用所需的物鏡和目鎊，分別安裝在物鏡座根據(jù)放大倍數(shù)，選用所需的物鏡和目鎊，分別安裝在物鏡座上和目鏡簡內(nèi)。旋動物鏡轉(zhuǎn)換器，使物鏡進(jìn)入光路井定位上和目鏡簡內(nèi)。旋動物鏡轉(zhuǎn)換器，使物鏡進(jìn)入光路井定位(可可感覺到定位器

10、定位感覺到定位器定位);將試樣放在樣品臺中心，使觀察面朗下并用彈簧片壓住將試樣放在樣品臺中心，使觀察面朗下并用彈簧片壓住;轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪粗調(diào)手輪先使鏡筒上升，同時用眼觀察，使物鏡盡可能先使鏡筒上升，同時用眼觀察，使物鏡盡可能接近試祥表面接近試祥表面(但不得與之相碰但不得與之相碰)，然后反向轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪，然后反向轉(zhuǎn)動粗調(diào)手輪，使鏡筒漸漸下降以調(diào)節(jié)焦距。當(dāng)視場亮度增強(qiáng)時，再改用使鏡筒漸漸下降以調(diào)節(jié)焦距。當(dāng)視場亮度增強(qiáng)時，再改用微微調(diào)手輪調(diào)手輪調(diào)節(jié)，直到物象調(diào)節(jié)，直到物象最清晰最清晰為止為止;適當(dāng)調(diào)節(jié)適當(dāng)調(diào)節(jié)孔徑光欄和視場光欄孔徑光欄和視場光欄心獲得最佳質(zhì)量的物象心獲得最佳質(zhì)量的物象;如果使用油浸

11、系物鏡，可在物鏡的前透鏡上滴一些松柏油，如果使用油浸系物鏡，可在物鏡的前透鏡上滴一些松柏油，也可以將松柏油直接滴在試樣上；油鏡頭用后，應(yīng)立即用棉也可以將松柏油直接滴在試樣上；油鏡頭用后，應(yīng)立即用棉花沾取二甲苯溶液擦凈再用擦鏡紙擦干?；ㄕ慈《妆饺芤翰羶粼儆貌羚R紙擦干。3 、金相顯微鏡的使用方法及注意事項、金相顯微鏡的使用方法及注意事項 11注意事項注意事項:操作應(yīng)細(xì)心，不能有粗暴和劇烈動作。操作應(yīng)細(xì)心，不能有粗暴和劇烈動作。嚴(yán)禁自行拆卸顯微鏡部嚴(yán)禁自行拆卸顯微鏡部件件。顯微鏡的鏡頭和試樣表面不能用手顯微鏡的鏡頭和試樣表面不能用手直接觸摸直接觸摸。若鏡頭中落入灰。若鏡頭中落入灰塵，可用塵，可用鏡

12、頭紙或軟毛刷鏡頭紙或軟毛刷輕輕擦試。輕輕擦試。 顯微鏡的照明燈泡必須接在顯微鏡的照明燈泡必須接在68V變壓器上，切勿直接插入變壓器上，切勿直接插入220V電源，以免燒毀燈泡。電源，以免燒毀燈泡。a) 旋轉(zhuǎn)粗調(diào)和微調(diào)手輪時，動作要旋轉(zhuǎn)粗調(diào)和微調(diào)手輪時，動作要慢慢，碰到故障應(yīng)立即報告，不，碰到故障應(yīng)立即報告，不能強(qiáng)行用力轉(zhuǎn)動，以免損壞機(jī)件。能強(qiáng)行用力轉(zhuǎn)動，以免損壞機(jī)件。12四、鐵碳相圖四、鐵碳相圖13500 4硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液 200014500, 4硝酸酒精溶液硝酸酒精溶液 15幾種基本組織幾種基本組織(1)鐵素體鐵素體(F) 是碳在是碳在-Fe中的固溶體中的固溶體。鐵素體為體心立方晶格

13、，具。鐵素體為體心立方晶格，具有磁性及良好的塑性，硬度較低。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下有磁性及良好的塑性，硬度較低。用硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)呈現(xiàn)明亮色明亮色的多邊形晶粒；亞共析鋼中，鐵素體呈塊狀分布；的多邊形晶粒；亞共析鋼中，鐵素體呈塊狀分布； (2)滲碳體滲碳體(Fe3C) 是鐵與碳形成的一種化合物，其含碳量為是鐵與碳形成的一種化合物，其含碳量為6.69。當(dāng)用當(dāng)用34硝酸酒精溶液浸蝕后，滲碳體呈硝酸酒精溶液浸蝕后，滲碳體呈亮白色亮白色，若用苦昧酸納溶，若用苦昧酸納溶液浸蝕，則滲碳體呈液浸蝕，則滲碳體呈黑色黑色而鐵素體仍為白色而鐵素體仍為白色;(3)珠光體珠光體(P) 是鐵素

14、體和滲碳體的機(jī)械混合物，其組織是共析轉(zhuǎn)變是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，其組織是共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。由杠桿定律可以求得鐵素體與滲碳體的含量比為的產(chǎn)物。由杠桿定律可以求得鐵素體與滲碳體的含量比為8:1。因此，。因此，鐵素體厚，滲碳體薄；鐵素體厚，滲碳體??；(4)萊氏體萊氏體(Ld) 室溫時是室溫時是珠光體、二次滲碳體和共晶滲碳體珠光體、二次滲碳體和共晶滲碳體所組成的所組成的機(jī)械混合物。它是由含碳量為機(jī)械混合物。它是由含碳量為4.3的液態(tài)共晶白口鑄鐵在的液態(tài)共晶白口鑄鐵在l148共晶共晶反應(yīng)所形成的共晶體反應(yīng)所形成的共晶體(奧氏體和共晶滲碳體奧氏體和共晶滲碳體)，其中奧氏體在繼續(xù)冷卻時，其中奧氏體在繼續(xù)

15、冷卻時析出二次滲碳體，在析出二次滲碳體，在727以下分解為珠光體。因此，萊氏體的顯微組以下分解為珠光體。因此，萊氏體的顯微組織特征是在亮白色的滲碳體基底上相間地分布著織特征是在亮白色的滲碳體基底上相間地分布著暗黑色斑點或細(xì)條狀的暗黑色斑點或細(xì)條狀的珠光體珠光體。16各類組織組成物的機(jī)械性能各類組織組成物的機(jī)械性能17五、實驗內(nèi)容五、實驗內(nèi)容 按按取樣取樣鑲樣鑲樣粗磨粗磨細(xì)磨細(xì)磨機(jī)械拋光機(jī)械拋光腐蝕腐蝕的步驟制備金相試樣；的步驟制備金相試樣；觀察顯微鏡的構(gòu)造與光路；觀察顯微鏡的構(gòu)造與光路；操作顯微鏡，操作顯微鏡，熟練地掌握聚焦方法熟練地掌握聚焦方法；合理選配物鏡和目鏡，分別在明場和暗場照明下觀察

16、組織特征合理選配物鏡和目鏡，分別在明場和暗場照明下觀察組織特征在顯微鏡下觀察和分析鐵碳合金的在顯微鏡下觀察和分析鐵碳合金的平衡組織平衡組織，識別鋼和鑄鐵組織形識別鋼和鑄鐵組織形態(tài)的特征態(tài)的特征；建立成分，組織之間相互關(guān)系的概念；建立成分，組織之間相互關(guān)系的概念;繪出繪出所觀察的所觀察的顯微組織示意圖顯微組織示意圖，畫時應(yīng)抓住組織形態(tài)的典型特征，畫時應(yīng)抓住組織形態(tài)的典型特征;根據(jù)顯微組織近似確定根據(jù)顯微組織近似確定亞共析鋼的含碳量亞共析鋼的含碳量;式中：式中：P和和F分別為珠光體和鐵素體所占面積分別為珠光體和鐵素體所占面積()。18六、實驗所用設(shè)備及材料六、實驗所用設(shè)備及材料(1) 金相顯微鏡；

17、金相顯微鏡；(2) 砂輪機(jī)砂輪機(jī);(3) 鑲樣機(jī)鑲樣機(jī);(4) 預(yù)磨機(jī)預(yù)磨機(jī);(5) 拋光機(jī)；拋光機(jī)；(6) 吹風(fēng)機(jī)；吹風(fēng)機(jī)；(7) 工業(yè)純鐵試樣；工業(yè)純鐵試樣；(8) 不同型號的水砂紙；不同型號的水砂紙；(9) 拋光液；拋光液；(10) 酒精；酒精；(11) 4硝酸酒精浸蝕劑；硝酸酒精浸蝕劑；(12) 棉花；棉花；(13) 竹夾子。竹夾子。19七、實驗步驟七、實驗步驟(1) 每位同學(xué)領(lǐng)取一塊試樣（包括每位同學(xué)領(lǐng)取一塊試樣（包括純鐵純鐵、 30綱、綱、 45鋼、鋼、T10A鋼退火鋼退火態(tài)態(tài)），按照上述制樣過程操作，注意掌握每），按照上述制樣過程操作，注意掌握每步驟的步驟的要點要點。(2)用砂輪

18、打磨，獲得用砂輪打磨，獲得平整磨面平整磨面;(3)用預(yù)磨機(jī)從用預(yù)磨機(jī)從粗到細(xì)磨光粗到細(xì)磨光;(4)用拋光機(jī)拋光，獲得用拋光機(jī)拋光，獲得光亮鏡面光亮鏡面;(5)用浸蝕劑用浸蝕劑腐蝕腐蝕試樣磨面，而后用顯微鏡觀察組織試樣磨面，而后用顯微鏡觀察組織;(6)首先弄懂顯微鏡最基本的首先弄懂顯微鏡最基本的光學(xué)原理光學(xué)原理;(7)明確顯微鏡的構(gòu)造和使用方法，學(xué)習(xí)利用機(jī)械系統(tǒng)來明確顯微鏡的構(gòu)造和使用方法，學(xué)習(xí)利用機(jī)械系統(tǒng)來調(diào)整焦距調(diào)整焦距，利，利用照明系統(tǒng)來調(diào)節(jié)和控制光線等用照明系統(tǒng)來調(diào)節(jié)和控制光線等;(8)每人實際操作金相顯微鏡，觀察每人實際操作金相顯微鏡，觀察鐵碳合金平衡組織鐵碳合金平衡組織，抓住組織形態(tài)，抓住組織形態(tài)的典型特征，并畫下顯微組織示意圖的典型特征，并畫下顯微組織示意圖(注明放大倍數(shù)注明放大倍數(shù));(9)根據(jù)顯微組織近似根據(jù)顯微組織近似確定亞共析鋼的含碳量確定亞共析鋼的含碳量：20八、實驗報告要求八、實驗報告要求(1) 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?(2) 簡述金相顯微鏡的基本原理和主要結(jié)構(gòu)簡述金相顯微鏡的基本原理和主要結(jié)構(gòu);(3) 扼要記述金相顯微鏡的使用方法和注意事項扼要記述金相顯微鏡的使用方法和注意事項;(4) 簡述金相組織分析原理及金相顯微試樣的制備過程簡述金相組織分析原理及金相顯微試樣的制備過程;(5) 在直徑為在直徑為50mm的圓內(nèi)畫出所觀察