第1章 金相分析
金相分析概要
?1.1 金相显微镜的构造与使用
?1.2 金相显微镜的保养与维护
?1.3 金相显微试样的制备
?1.4 二元合金组织分析
?1.5 铁碳合金平衡组织的显微分析
?1.6 晶粒尺度的测定
?1.7 Olympus 金相显微镜
?1.8 偏光显微镜
金相分析是现代材料科学重要实验方法，是通过材料的显微结构检测控制机械零件内在质量的重要手段。在新材料、新工艺、新产品的研究开发中，为工艺制定提供参考。
1.1金相显微镜的构造与使用
金相显微镜均主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置组成
(1) 光学系统
由灯泡发出的一束光线，经过透镜组、反光镜会聚于孔径光阑，随后经过聚光镜，再将光线聚焦在物镜后焦面，最后光线投射到试样上。从试样磨面反射回来的光线复经物镜、辅助透镜、半反射镜及棱镜造成一个放大倒立的实像，由目镜再次放大在明视距离处形成虚象。
(2) 照明系统
照明系统一般包括光源、照明器、光阑、滤色片等
?(iv)暗场照明。暗场照明的光学行程。来自光源的平行光束，被环形光阑所阻，而形成环形光束，经过平面玻璃转向，再经过物镜外围的抛物面反射镜，以大的倾斜角投射到试样表面，这时试样上平坦的部分所反射的光将不会进入物镜而呈暗色，对于凹陷部分却能将光线反射进入物镜。这一照明方式的特点是：使有效数值孔径增加，提高衬度，特别是能观察非金属夹杂的透明度及真实色彩
视场光阑
视场光阑的大小对显微镜的分辨能力没有影响，适当缩小可减少筒内的杂散光，增加图相衬度。
有时为了观察某一范围的显微组织，可将视场光阑缩小至这个区域，或获得良好效果。照相或观察时可将视场光阑调节到视场以外一点即可。
孔径光阑改变进入的光，视场光阑改变输出的光
1.2金相显微镜的保养与维护
金相显微镜是一种精密光学仪器，正确的使用、维护和保养，有助于保证金相分析的质量和延长仪器的使用寿命。
(1) 显微镜应放置于干燥、少尘、无振动、无腐蚀气氛的工作室内。
(2) 物镜、目镜在不使用时，应从仪器上取下装入保护套内放在玻璃干燥器中。
显微镜上物镜座和目镜筒上应加上盖罩。
(3) 在工作时，试验样品上残留的油污、水和腐蚀剂必须清除干净。
(4) 油镜头在使用后应立即用棉花擦去油滴，然后再将棉花沾上少许二甲苯擦净，待干燥后再装入镜头盒并置入干燥器中。
(5) 光学元件上有灰尘、油污时，先用专用软毛刷轻刷去灰尘，然后用脱胎换骨脂桂花或白绸布轻轻擦净，擦拭时可浸少许溶剂(溶剂为乙醚、乙醇，比例为7:3)。
金相显微试样的制备
取样
镶样：把样品镶嵌在合适的载体中
?胶木粉不透明，有各种颜色，而且比较硬，试样不易倒角，但抗强酸强碱的耐腐蚀性能比较差。
?聚氯乙烯为半透明或透明的，抗酸碱的耐腐蚀性能好，但较软。
?用这两种材料镶样均需用专门的镶样机加压加热才能成型。金相试样镶样机主要包括加压设备、加热设备及压模三部分。
?冷镶
?对温度及压力极敏感的材料(如淬火马氏体与易发生塑性变形的软金属)，以及微裂纹的试样，应采用冷镶、洗涤后可在室温下固化，将不会引起试样组织的变化。
?低熔点合金镶嵌法，利用融溶的低溶点合金溶液浇铸镶嵌成合适的金相试样。将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的铁板上，用合适的金属圈或塑料圈套在试样外面，将低熔点合金注入圈内待冷却后即可。
?牙托粉加牙托水镶嵌法，这种方法操作方便。室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状(不能太稀) ，将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状(不能太稀) ，并迅速注入金属圈或塑料圈内待30分钟后即固化，目前这样方法完全可取代低熔点合金镶嵌法。
磨光
?图为试样经过切割加工及四道磨光工序后，表面变形层厚度变化示意图。图中A、B、C均为变形层，越往里，变形量越小，D为未受损伤的组织。此过程要注意防止金属过分发热。
抛光
抛光操作的关键：
a 设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层；
b 使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。
问题：
这两个要求是有矛盾的，前者要求使用较粗的磨料，但会使抛光变形层较深；
后者要求使用最细的磨料，但抛光速率较低。
解决方案：把抛光分为两个阶段来进行。
首先是粗抛，目的是除去磨光的变形层，这一阶段应具有最大的抛光速率，粗抛本身形成的变形层是次要的考虑，不过也应尽可能小。
其次是精抛(又称终抛)，其目的是除去粗抛产生的变形层，使抛光损伤减到最小。
?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。
?化学抛光液的成分随抛光材料的不同而不同。一般为混合酸液。
?常用的酸类有：正磷酸、铬酸、硫酸、醋酸、硝酸及氢氟酸；
?为了增加金属表面的活性以利于化学抛光的进行，还加入一定量的过氧化氢。
?化学抛光液经使用后，溶液内金属离子增多，抛光作用减弱，需经常更换新溶液。金相试样的腐蚀
?2、两相合金腐蚀
?腐蚀主要是一个电化学腐蚀过程。
?两个组成相具有不同的电极电位→形成极多微小的局部电池→较高负电位的一相成为阳极被溶入→逐渐凹下去；具有较高正电位的另一相为阴极→保持原来的平面高度。因而在显微镜下可清楚地显示出合金的两相。
化学腐蚀的方法：
1）将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物2）将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭，抛光的磨面即逐渐失去光泽；
3）待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净
4）用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面，即可放在显微镜下观察。
试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料，组织和显微分析的目的来确定，同时还应与观察者所需要的显微镜的放大率有关；
高倍观察时腐蚀稍浅一些
而低倍观察则应腐蚀较深一些。
电解腐蚀
电解腐蚀所用的设备与电解抛光相同，只是工作电压和工作电流比电解抛光时小。这时在试样磨面上一般不形成一层薄膜，由于各相之间和晶粒与晶界之间电位不同，在微弱电流的作用下各相腐蚀程度不同，因而显示出组织。此法适于抗腐蚀性能强、难于用化学腐蚀法腐蚀的材料。
若试样制备好后需要长期保存，则需要在腐蚀过的试样观察面上涂上一层极薄的保护膜，常用的有火棉胶或指甲油等。
二元合金中初晶与共晶特征
1、初晶
在凝固过程中，初晶首先从液相中析出，其形态很大程度上由液-固界面性质而定：若初晶是固溶体或纯金属，一般呈树枝状，金相磨面上呈椭圆形或不规则形状。
初晶为亚金属、非金属或中间相，一般具有较规则外形(多边形、三角形、正方形、
针状、棱形等)。
共晶：二元共晶内两相组成，由组成相本质凝固时冷却速度，组成相相对量不同，可构造成多种形态，按组织形态分类有层片状、球状、点状、针状、螺旋状、树枝状、花朵状等。共晶一般是两相共存，比初晶细。
离异共晶（隐蔽共晶）:初晶析出后，剩余液相量极少，则共晶中一相常附着初生相上，而不显现晶特征，只见一相孤独地分布在另一相上或晶间，称为离异共晶(或隐蔽共晶)。
在二元相图中重点掌握铁碳合金的相图和几种典型的共晶组织形貌
概述
?Fe-Fe3C相图是研究碳钢和白口铸铁的重要工具也是分析这些在平衡状态或接近平衡状态下显微组织的基础。
?根据Fe-Fe3C相图：
?含碳量小于2.11%的合金称为碳钢
?含碳量大于2.11%的合金称为白口铸铁。
?在室温下铁碳合金的基本组成相为铁素体与渗碳体，不同含碳量的合金，在组织上差异是这两个基本的相对量、形态及分布不同。在铁碳合金中渗碳体的相对量，存在形态以及分布状况，对合金的性能影响很大，在碳钢中渗碳体一般可以认为是一个强化相。
一、工业纯铁在退火状况下的显微组织
?含碳量低于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。
?工业纯铁在含碳量小于0.008%时，其显微组织为单相铁素体。如图9-2所示。图中有的晶粒呈暗色，这是由于不同晶粒受腐蚀的程度不同造成的。
?在含碳量大于0.008%时，工业纯铁的组织为铁素体和极少量的三次渗碳体。三次渗碳体由铁素体中析出，沿铁素体晶界呈片状分布。
二、碳钢在退火状态下的显微组织
?含碳量在0.0218~2.11%范围的铁碳合金称为碳钢。
?碳钢按含碳量与平衡组织的不同可分为：
?亚共析钢
?共析钢
?过共析钢
1．亚共析钢图
?含碳量在0.0218~0.77%之间的铁碳合金称为亚共析钢，所亚共析钢冷却到室温后显微组织均为先共析铁素体和珠光体组成。随着含碳量的增加珠光体所占的比例也不断增加，当增加到0.77时(铁素体在珠光体周围呈网状分布)，整个组织为珠光体。用显微镜观察放大倍数低于400×时，先析出铁素体呈亮白色，珠光体呈暗黑色如图所示。
?铁素体是α-Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵。其性能几乎和纯铁相
同
?珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。得名自其珍珠般（pearl-like）的光泽。
?由于铁素体和珠光体比重相近，若忽略铁素体中所含的微量碳，根据杠杆定理和亚共析钢显微组织中先共析铁素体与珠光体所占的相对面积，就可以估算出该钢的含碳量。
?例如：当不珠光体和铁素体的面积各占一半时，钢的含碳量为0.4%，由此可定此钢为40#碳素钢。
?但须注意，如果亚共析钢从奥氏体相区以较快的速率冷却下来，而因共析转变时过冷度增大，共析体含碳量偏低，故其显微组织中珠光体的含量就要比缓冷时增加，此时若仍用上述方法来估算出的结果其含碳量将会偏高。
2．共析钢图
?含碳量为0.77%的铁碳合金称为共析钢。其组织为共析转变得到的珠光体，即片状铁素体和渗碳体的机械混合物。
?由杠杆定理可以求得铁素体与渗碳体的重量比约为7.9:1，因此铁素体厚，渗碳体薄。
?用硝酸酒精腐蚀后，由于珠光体中铁素体比渗碳体的电极电位低，在正常浸蚀下，铁素体为阳极被溶解，而渗碳体被溶解为凸出相。而此于铁素体和渗碳体对光的反射能力相近，因此在明视场照明条件下二者都是明亮的,只有相界呈暗灰色。
?当放大倍数较高时，上述情况才能看清楚。如放大倍数较低时，渗碳体片两侧相界已无法分辨，而呈黑色条状图9-5所示。
3．过共析钢图
?含碳量在0.77~2.11%之间的铁碳合金称为过共析钢，其组织为先共析渗碳体和珠光体。先共析渗碳体由奥氏体中沿晶界析出，故呈网状分布在随后发生共析转变形成的珠光体周围。其室温组织为网状二次渗碳体和珠光体。随着含碳量增加，先共析渗碳体的量也增加，网状略有加宽。
?如果用煮沸的碱性若味酸钠溶液腐蚀，会使渗碳体呈暗黑色而铁素体仍保持白色如图所示。因此有管种腐蚀剂可以将接近共析成分的过共析钢与亚共析钢区分开。
三、白口铸铁的显微组织
?铸铁在铸造时，如果冷却速度快，或者含碳量较低时则生成白口铁，白口铁中碳均以Fe3C存在，并具有莱氏体组织，所以白口铸铁只含有渗碳体而不含石墨，断口呈白亮色而得名。白口铸铁根据其含碳量的不同可分为亚共晶、共晶、过共晶三种。由于白口铸铁硬而脆，在机器制造业中应用很少。其中亚共晶白口铸铁有使用价值。
1．共晶白口铸铁
?含碳量为4.3%的白口铸铁称为共晶白口铁。其平衡组织为树枝状珠光体分布在共晶的渗碳体的基体上，通常称为莱氏体,L d。这是为了纪念德国金相学家莱
德堡(Ledebur)而命名的.
?莱氏体在刚形成时由细小的奥氏体与渗碳体两相混合物组成，继续冷却时，奥氏体将不断析出二次渗碳体，即先共析渗碳体，这部分渗碳体与原莱氏体中的渗碳体连在一起，无法分辨。冷到727℃时，奥氏体的含碳量改变到0.77%，通过共析转变而形成珠光体。因此室温下看到的莱氏体组织是由珠光体和渗碳体组成的，通常称为变态莱氏体,L’d如图所示。
2．亚共晶白口铸铁
?含碳量在2.11~4.3%之间的白口铸铁称为亚共晶白口铸铁。
?在刚凝固后其组织为先共晶奥氏体和莱氏体，在随后的冷却过程中，先共晶奥氏体要不断析出二次渗碳体，然后再转变为珠光体，莱氏体中的奥氏体也要析出二次渗碳体，再转变为珠光体。
?在亚共晶白口铸铁的显微组织中，由先共晶奥氏体转变而成的珠光体仍保持其树枝状特征为共晶白口铸铁的显微组织。
3．过共晶白口铸铁
?含碳量大于4.3%而又小于6.69%的白口铸铁称为过共晶白口铸铁，其显微组织为一次渗碳体和莱氏体，如图所示.
?图中白色长条状(空间为片状)为一次渗碳体，其余为莱氏体。
?室温组织为：Fe3CⅠ+ L’d
四. 灰口铸铁、球墨铸铁及可锻铸铁
?灰口铸铁、球墨铸铁及可锻铸铁中，部分或绝大部分碳以石墨形式存在。1．灰口铸铁
?石墨呈片状，基体有铁素体、铁素体—珠光体及珠光体三种。
?在铁水中加入少量孕育剂，使石墨结晶成细小片状，均匀分布，基体为珠光体的灰口铸铁称为孕育铸铁。
2．球墨铸铁
?在铁水中加入球化剂与孕育剂，使石墨呈球状析出。
?球墨铸铁通过不同的热处理后，基体有:
?铁素体、铁素体—珠光体、珠光体及下贝氏体等四种。
3．可锻铸铁
?将白口铸铁进行高温长时间退火，使石墨呈团絮状析出。
?基体有铁素体及珠光体两种.
?生产中以铁素体基体的可锻铸铁应用较广。
1.6 晶粒尺度的测定
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。
粒晶粒金属材料的机械性能和工艺性能都比较差，然而粗晶粒金属材料在某些特殊需要的情况下也被加以使用，如永磁合金铸件和燃汽轮机叶片希望得到按一定方向生长的粗大柱状晶，以改善其磁性能和耐热性能。硅钢片也希望具有一定位向的粗晶，以便在某一方向获得高导磁率。
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。(1) 利用物镜测微尺寸出目镜测微尺(或毛玻璃投影屏上的刻尺)每一刻度的实际值。
选定物镜，并选用带有目镜测微尺的目镜。将物镜测微尺置于样品台上，调焦、调节样品台，使物镜测微尺的刻度与目镜测微尺(或投影屏上的刻度尺)良好吻合。
(2) 利用已知目镜测微尺的格值(或投影屏格值)进行晶粒尺寸或其它组织单元长度的测定。
直接计算法
将制备好的试样，在适当放大倍数下，进行全面观察，选好具有代表性的视场，投影到毛玻璃上或摄成照片。在其上沿三轴方向划三条线段，并量出此线段总长L(实际长度，mm)再仔细数出被此线段所交截的晶粒(若线段两端有未被完全截取的晶粒，则应以一个晶粒计算)的总数目N(不应少于100个)。
式中：V——放大倍数
面积计算法
在保证计算面积内不少于50个晶粒的条件下，选好有代表性的视场，投影到毛玻璃上或摄成照片，在其上划5000平方毫米的圆(也可小些)，然后数出在此圆内晶粒数z，再数出被圆周所交截的晶粒度n。按下式计算出一个晶粒的平均面积a(mm)。
式中：FK——圆的面积。
V——放大倍数。
根据a值查表确定晶粒度。
1.7 Olympus 金相显微镜
?开机：稳压电源-仪器电源，按1 放样并上下左右调位置调亮度（9个
格），若样品的反光性弱，9-11个格；若反光性强，2-8格。调焦，粗调，细调看图像打开电脑，打开软件照相、冻结、保存
?关机顺序：亮度降到最低，关仪器电源、软件、计算机、稳压电源
仪器功能（举例）
?BF 亮场，正常观察时使用；DF 利用丁达尔现象，辅助观察使用，可以看到晶界、夹杂物和微小细粉
?可以量出某个晶体的面积
?景深叠加功能：高倍下能同时看清高低不同的地方，手动调焦并设定拍照间隔，从最不清楚开始调；
?MIA 视域扩展，将照片拼大，从上一个图片截取10%作为拼图时的参考
?相分析，用于颜色反差比较大的照片，可以计算出某个相的相对含量；
?直方图，灰度统计，类似相分析，用于黑白照片。
偏光显微镜
偏光显微镜是研究透明矿物光学性质的主要仪器。与一般的生物显微镜相比，最主要的区别是有两个偏光镜。其中，一个安装在载物台之下，称下偏光，另一个安装在载物台之上的镜筒中，称上偏光。在偏光显微镜中，上偏光的振动方向是固定的，而下偏光的振动方向是可以调节的。一般来说，两个偏光的振动方向是相互垂直的。
研究对象是岩石薄片
偏光显微镜的构造
偏光显微镜调节与校正
一装卸镜头
1、装卸目镜
对于只有一个目镜筒的偏光显微镜，只要将选用的目镜插入镜筒，使目镜十字丝位于左右、上下方向即可。
对于具有双目镜筒的偏光显微镜，还需调节两个目镜之间的距离，使眼睛间距与双筒视域一致。
2、装卸物镜
1) 弹簧夹型2) 转盘型3) 螺丝扣型。
二调节照明(对光)
有两情种况：1)用自然光照明，如江南XPB-7型偏光显微镜，需要调节反光镜。反光镜有平面镜和凹面镜两种。2)用人工光源照明，如欧林巴斯和莱兹等高级显微镜都用人工光源照明，需要调节电压旋钮，电压越高，亮度越大。
三调节焦距(对焦)
有粗动调焦螺旋和微动调焦螺旋两种。
有低倍物镜和高倍物镜之分。
四校正中心
?在正常工作的显微镜光学系统中，载物台旋转轴、物镜中轴和镜筒中轴应当严格地在一条直线上，此时旋转物台，视域中心(十字丝交点)的物像不动，其余物像则绕视域中心作圆周运动。
校正物镜中心步骤
?在样品中任选一黑点，移动薄片将其十字丝相交，固定好薄片。
?旋转物台360°，若该小黑点绕另一圆心作圆周运动，则说明中心不正，需进行校正。
?将小黑点转回至十字丝交点处，旋转物台180°，此时黑点距视域中心最远。
?转动校正螺丝，将黑点移至距离视域中心一半的位置。
?移动薄片，将原黑点置于十字丝交点处，旋转物台360°，若黑点不动，则中心已校好，若仍有偏移重复上述操作直至移到中心。
偏光显微镜调节与校正
五视域直径的测定
有三种情况：
1) 对于低倍或中倍物镜的视域直径，可用透明三角板直接测定。
2) 对于高倍物镜的视域直径，可用物台微尺测定。
3) 对于带有刻度的目镜，可直接测定。
偏光显微镜调节与校正
六目镜十字丝的检查
主要检查目镜十字丝是否正交。因为目镜十字丝正交与否关系到偏光显微镜中的上、下偏光的振动方向是否垂直。
七偏光镜的校正有三个内容：
1)确定及校正上、下偏光镜的振动方向。
2)检查上、下偏光镜的振动方向是否垂直。
3) 检查目镜十字丝是否严格与上、下偏光振动方向一致。
作业：
?在以前的学习中是否使用过显微镜？谈谈你对它的了解。
?金相分析样品制备有哪些步骤？
?试举例说明金相分析在材料成型中的应用。
金相分析 概述
第一讲金相分析技术之概述 1.1金相分析技术 金相分析技术是指用光学金相显微镜，观察，记录，分析，金属材料的微观组织结构的技术。 铁碳合金根据含碳量的不同分为亚共析钢，共析钢，过共析钢，白口铸铁等。不同成分的钢，它们的金相组织各不相同。另外成分相同的钢，根据热处理状态不同，它的组织结构也各不相同。组织不同，材料的性能也不相同。所以，成分，热处理状态等，决定了材料的组织，材料的组织结构，又决定着材料的各种性能。可见，研究材料组织结构的重要作用。 金属材料的结构，可分为：原子结构、晶体结构、组织结构和宏观结构。 我们所研究的主要是金属材料。要对这些材料进行合理地，有效地使用，充分发挥它们的潜力，必须要了解和掌握它们的某种或某些性能。为了达到这个目的，必须对材料进行测试。实际上金相分析技术应该是材料测试的一种。往往和其它测试手段共同进行，综合分析。 1.2材料的测试技术 材料的测试，从它的根本意义来说，它是属于信息技术的具体的应用。因为它是通过采用一定的方法，将材料的某种性能有关的内涵信息，进行提取，分离，输出，转换，处理，显示，记录，分析等等。经过这样一些过程，从而得到，我们所要探求的，真实的性能特征。 然后，将这些处理后的信息反馈到生产现场或实验室，对生产或实验进行指导或进行控制。 例如：最简单的是金属的拉伸试验……….。 近年来，由于近代物理，化学，光学，声学，及微电子，材料科学，计算机，自动控制等学科的迅速发展，提供了很多敏感元件，转换元件，检测器件，显示和记录装置等器材和技术，这样不仅使以前的测试方法和仪器有了很大的改进和更新。同时也开发了一些新的设备解决了以前所不能解决的问题。 如：硬度计。便携式，现场金相分析仪，高温金相分析仪及可以看到原子的扫描遂道电子显微镜，原子力显微镜，快速金相显微镜，可以看到动态变化的显微镜等等。 现在的检测技术要求：是向着快速，简便，精确，自动化，多功能，低费用的方向发展。 例如：以前化学分析到现在的光谱分析 以前洗相照相到现在的电脑，打印机输出。 1.2.1关于材料测试的重要意义： 我们可以从实际应用中的一些例子看出 1、在设计新的设备，或新的构件时就必须选用合适的材料，这就必须提供材料 有关的性能数据，特别需要提供设备或构件实际服役的性能，来作为设计的依据。如航空母舰的钢板。飞机发动机的材料。 2、在合成和制备新材料或制定新工艺时，要对材料的性能进行比较，筛选，和 确定最佳方案。如焊接工艺评定。 3、在工业生产中，对投产的原材料的质量，必须进行检查，用来了解它是不是 符合规格，用来保证产品的质量。如压力容器的生产。 4、在生产加工过程中要对各道工序前后的材料半成品，成品的性能进行监控，
金相分析仪价格
金相分析仪用于鉴别和分析各种金属和合金材料的组合结构，广泛应用在工厂或实验室进行铸件质量的鉴定；原材料的检验或材料处理后的金相组织分析；以及对表面喷涂等一些表面现象进行研究工作。金相分析仪价格？下面就让合肥卓越分析仪器有限责任公司为您简单介绍一下，希望可以帮助到您！ 传统金相分析仪需要使用者对金相知识有相当程度的了解，它需要通过人去观看处理好的金相组织，然后人为的去看去判断是否合格或者是否达到相应的等级，这样一来，如果是2个人同样去判断同一个样品的话，可能会出现两种不同的结果，这就是所谓的人为因素造成的误差。 现代金相分析仪的发展已经进入全自动化的模式，从金相前处理的全自动切割、全自动研磨全自动抛光、自动镶嵌机，自动镶嵌机还分为冷镶嵌和热镶嵌和最关键的金相自动分析软件。这样一来，有了标准
化的模式，不同的人操作同一个样件得出的结果就都相同了，大大减少了人为因素造成的误差和提高了金相制样的标准度精确度。 取用镜头时，应避免手指接触透镜的表面，镜头平时应放在干燥器中妥善有效。物镜与试样表面接近时，调节时不要使物镜头与试样接触。显微镜不用的时候要用防尘罩盖起。 合肥卓越分析仪器有限责任公司是一家生产销售红外碳硫，直读光谱，智能元素分析仪，分光光度计专业化公司，公司数年来生产化学分析仪器，直读光谱分析仪，理化实验室工程，理化分析检测人员培训服务遍及全国各省市地区。 公司多年来对耐磨材料、耐热材料、球墨铸铁、球铁灰铁分析检测，分析研究投入大量人力、财力，总结丰富经验。为用户提供了可靠可行分析方案。公司产品遍布全国各省市地区，出口俄罗斯、蒙古国、吉尔吉斯斯坦、巴基斯坦、缅甸、越南、南非等数十个国家。 公司以三耐材料（耐磨，耐热，耐蚀）分析，矿山分析高中低合金铸造分析见长，为客户实现精确，快速分析提供最佳方案，特别针对原材料：锰铁、硅铁、镍铁等铁合金分析有独到之处。 公司承建的大中型及小型理化中心或化学实验室，从设计开始，设备及器材配置，专业人才培训满足不同层次客户的实际要求，深受海内外用户青睐。欢迎来电咨询合作。
金相显微镜数字图像分析实验要点
图5-5 晶粒度等级与晶粒尺寸图 装入图像 从File菜单中选择Open命令。出现Open File对话框，找到Grain Size（在本实验 所提供的光盘中可以找到该文件夹）文件夹，如图5-6所示。 图5-6 打开文件 选择GrainSize05.jpg文件，并选择打开按钮。IPP6.0在其图像窗口中打开 GrainSize05.jpg图像，如图5-7所示。
图5-7 在IPP6.0中被打开的GrainSize05.jpg文件 ?复制和粘贴 从Edit菜单中选择Copy命令，图像被复制到剪贴板中。再从Edit菜单中选择Past New 命令，剪贴板中的图像被粘贴到标题为Untitled001的窗口中，从而生成了一个原始图像的副本，如图5-8所示。随后的任何变化处理都将仅限于此图像副本，不要对原图像有任何修改。 图5-8 所生成的Untitled001副本 ?计算对象 由于晶粒度标准图谱中的图像边界清晰、对比度适当，故对于本例不需要进行图像增强处理。对图像增强处理的操作请参考IPP6.0软件说明书。 选择Measure菜单中Count/Size命令，出现Count/Size对话框，如图5-9所示。 图5-9 Count/Size对话框
检查你所打开的Count/Size对话框中所对应的设置是否与图5-9中的设置一致（包括单选按钮和复选按钮）。如前所述，本例中需处理的图像质量较佳，这里采用自动测量方法。在Intensity Range Selection区域选中Automatic Bright Objects，表示自动计算图5-8中的白色区域。图5-8中每个独立的白色区域代表着一个晶粒，通过统计白色区域的个数，即可统计晶粒的个数。 点击Count/Size对话框中Options按钮，出现Count/Size Option对话框，如图5-10所示。 图5-10 Count/Size Option对话框 对照图5-10设置Count/Size Option。在Outline Style下拉框中选中Outline（轮廓线），表示将用轮廓线的方式来描绘所测量到的每个白色区域。点击Choose Color按钮会弹出颜色选择对话框，在这里可以选择绘制轮廓线的线条颜色，图5-10中选择了红色来绘制轮廓线。在Label Style下拉框中选中Object #，表示用对象编号来标记各个白色区域。对象编号由系统自动生成，从1开始编号。在图5-10中还可以改变对象编号的颜色，这里选择了绿色。点击OK按钮返回到Count/Size对话框，在Count/Size对话框中选择Count 按钮，开始进行测量。完成测量后的Count/Size对话框及Untitled001副本如图5-11和图5-12所示。 图5-11 完成测量后的Count/Size对话框
金相报告
金相实验报告 目录 一、实验步骤及原理 1 （一）磨样1方式 1 工序 1 磨制方法 2 （二）抛光2机械抛光2 1. 原理 2 2．分类 3 3.操作 3 （三）腐蚀 4 1.概述 4 2.目的 4 3.化学侵蚀法的原理 4 4.进一步腐蚀的方法 5 5.操作步骤 5 （四）拍照5 二、金相显微镜的原理、构造及使用 5 1、原理 5 2、构造 6 3、使用 6 （五）硬度测试 7 1.硬度 7 2.洛氏硬度 7 3.布氏硬度 8 4.显微硬度 8 三．实验结果 9 （一）金相照片 9 （二）硬度值 9 四.参考资料来源 10 一、实验步骤及原理 磨样---抛光---腐蚀---拍照---分 析 观察宏观硬度HB,HRC 观察显微硬度 （一）磨样
●方式： 手工磨和机械磨 ●工序： 粗磨和细磨 粗磨—获得一个平整的表面 细磨—消除磨痕 A:粗磨 粗磨的目的是为了整平试样，并磨成合适的外形。粗磨一般在砂轮机上进图1. 试样磨痕示意图（1） 行。对很软的材料，可用锉刀锉平。使用砂轮机粗磨时，必须注意接触压力不可过大，若压力过大，可能使砂轮碎裂造成人身和设备事故，同时极易使磨面温度升高引起组织变化，并且使磨痕加深，金属扰乱层增厚，给细磨抛光带来困难。粗磨时需冷却试样，防止受热而引起组织变化。粗磨后需将试样和双手清洗干净，以防将粗砂粒带到细磨用的砂纸上，造成难以消除的深磨痕。 B:常规细磨方法 细磨的目的是消除粗磨时留下的较深的磨痕，为下一个工序——抛光做准备。常规的细磨有手工磨光和机械磨光两种方法。手工磨光是用手握持试样，在金相砂纸上单方向推移磨制，拉回时提起试样，使之脱离砂纸。细磨时可以用水作为润滑剂。我国金相砂纸按粗细分为01号、02号、03号、04号、05号等几种(表2-2)。细磨时，依次从粗到细研磨，即从01号磨至05号；每次换下一道砂纸之前，必须先用水洗去样品和手上的砂粒，以免把粗砂粒带到下一级的细砂纸上去。同时要将试样的磨制方向调转90°，即本道磨制方向与上一道磨痕方向垂直，以便观察上一道磨痕是否全部消除。 图2. 磨样操作图（1）为加快磨制速度，减轻劳动强度，可在转盘上贴有水砂纸的预磨机上进行机械磨光。水砂纸按粗细有200号、300号、400号—900号等。磨制时由200号开始，逐次磨到900号砂纸，磨制时要不断加水冷却。每换一道砂纸，必须用水将试样冲洗干净，并将磨制方向调 换90°。 ●磨制方法 ●砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使试样磨面朝下并与砂纸
金相取样要求
金相取样及试样制作要点 第二章钢管和棒材金相（高低倍）试样截取和制备 一、试样选择和截取： 试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法，检验的目的进行。检验面的选取根据检验目的内容确定检验面。横向截面主要用以检验表面缺陷、检验组织从表面到中心的金相组织变化情况、脱碳、晶粒度显微组织等，而纵向截面主要用以检验非金属夹杂物数量、α－相等。试样尺寸以磨面面积大约为2002mm，高度15～20 mm为宜。详细取样部位和试样检验面详见有关标准规定。 二、非金属夹杂物取样 根据GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量测定，用于检测夹杂物的试样面积约为200mm(20mm×10mm) 平行于钢材纵轴，位于钢材外表面到中心的中间位置。当产品的厚度或壁厚较保证检验面面积为200mm，当取样数量达到10个长10mm的试样作为一支试样时，检验面仍不足200mm2是允许的。 直径或边长大于40mm的钢棒或钢坯，检验面为钢材外表面到中心的中间位置的部分径向截面 直径或边长大于25mm、小于或等于40mm的钢棒或钢坯；检验面为通过直径的截面的一半
直径或边长小于25mm的钢棒；检验面为通过直径的整个截面，其长度应保证得到约200mm2的检验面积。 三、钢的脱碳层深度测定取样示意图
据国家标准GB/T224－2008钢的脱碳层深度测定的规定，选取试样的检验面应垂直于产品的纵轴。保留钢材的表皮。试样总的检测周长应不小于35mm。对于外径小于或等于25mm的钢管或边长不大于20mm的方钢要检验整个周边。对于直径大于25mm的圆钢或边长大于20mm的方钢，为保证取样的代表性，可截取试样同一截面的几个部分，以保证总检测周长不小于35mm。 三、α－相面积取样示意图 根据GB／T13305-2008不锈钢中α相面积金相测定法；试样的检验面为平行于钢 材，截取纵截面,试样应在冷状态下用机械方法切取，如果采用气割或热切时， 必须将金属的熔化区，塑性变形区和热影响区完全去除。 四、钢管和棒材低倍组织检验取样示意图
金相实验报告
金相实验报告 篇一：金相实验报告 广州大学机械与电气工程学院 课程报告 报告题目: 金相实验报告 专业班级:机械111 姓名:邓永明 学号: 1107XX14 组别：第六组 指导老师:胡一丹 完成日期: XX.10.18 一. 热处理工艺分析 1. 正火 （1）工艺内容：正火(英文名称：normalizing)，又称常化，是将工件加热至Ac3(A 是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是 从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全 奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处
理工艺。 其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。根本目的是去 除材料的内应力、降低材料的硬度为接下来的加工做准备。 （2）工艺特点：正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速 度稍大，组织较细。有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷 却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质， 而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制 作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的 效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火 那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产效率高，所以在 生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的 低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加
工，一 般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中 碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作 的轻载荷零件，正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴 承钢正火是为了消除组织中的网状碳 化物，为球化退火作组织 准备。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍 快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所 提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生 产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件， 在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于 消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。 正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+
福建省特种设备检验研究院金相分析系统采购计划表
福建省特种设备检验研究院金相分析系统采购计划表
21.图文并茂报告系统：支持个性化分析报告模板设计，自动生成图文并茂的定性分析报告和定量评级检验报告。 22.智能辅助工具：魔杖工具可以自动识别颗粒、颜色吸管自动识别颜色；高级组织相分割、高级形态学处理。 23.图像数据显现与高级影像测量： A.灰度强度曲线工具：输出灰度强度曲线图表，输出灰度强度数据到Excel。 B.位图分析工具：以表格方式显示图像各颜色分量强度数据。 C.支持实时动态测量；支持OneToOne/AllInOne模式多图像测量。 D.支持多种高级影像测量工具。自动计算已测量参数的标准统计数据：支持测量数据单独输出到Excel；支持图文并茂Excel通用报告输出，同时输出报告抬头信息、测量结果和综合信息合并照片。 E.采用智能化选择性数据输出技术，可由用户自由设定输出位置，实现“待测工件→测量参数→专用报告→品管统计”数据流自动化，实现丰富多样的报告样式。 24.正版授权软件，终身服务，每年定期巡检服务。 三、定性定量分析功能要求 1、含七类金相定量方法：层深长度测量、相含量测量、晶粒度评级、铸铁分析、夹杂物评级、有色金属、颗粒形态分析。包含如下专用测量评级分析软件包： 层深长度测量软件包 面积含量软件包 晶粒度评级软件包 铸铁类评级软件包 夹杂物评级软件包 颗粒形态分析统计软件包 有色金属评级软件包 评级图谱比照分析软件包 图谱光学尺软件包 轴承钢评级分析软件包 2、满足如下标准分析功能 钢的脱碳层深度测定法GB/T 224-2008 金属平均晶粒度测定方法GB/T 6394-2017 钢材断口检验法GB/T 1814-1979 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10561-2005 碳素轴承钢GB/T
金相分析计算
计算题（初级） 计量技术知识 1.计算1.1× 2.233×0.3344的结果？（3分） 1.1× 2.233×0.3344 = 1.1×2.23×0.334 = 0.819 ≈ 0.82 2.计算104.29 6.15315.041 4.10 5.2???的结果？ 104.29 6.15315.0414.105.2???=104.06.1515.0 4.10 5.2???= 640 154=0.240≈0.24 3.计算3.142＋0.0059＋25.18＋13.2579的结果。（5分） 解：3.142＋0.0059＋25.18＋13.2579 ＝3.142＋0.006＋25.18＋13.258 ＝41.586 ≈41.59 金属学基础 1.体心立方晶胞和面心立方晶胞中原子数各是多少？（5分） 解：体心立方晶胞：N ＝1+8×81 ＝2 面心立方晶胞：N ＝6×21 ＋8×81 ＝4 答：体心立方晶胞原子数为2个，面心立方晶胞原子数为4个。 2.金相分析在生产、材料科学发展与材料研制中的作用有哪些？7分 答：（1）常规检测。常规的金相检测主要是控制材料和产品质量，包括原材料检验、生产过程中中间产品的抽查或在线检测以及最终产品的检测，以保证产品符合质量标准。 （2）失效分析。通过综合理化分析、找出失效原因，掌握失效机理，达到有效控制和解决非正常失效。 （3）组织与性能关系研究。金相检测对材料科学及新材料研制的重要作用，就是揭示材料内部组织和宏观性能之间的定性联系，揭示一些规律性，克服材料研制中的盲目性。 3.含碳量质量分数为0.40%的亚共析钢，试利用铁碳相图及杠杆原理计算先共析铁素体及珠光体含量。
金相分析软件介绍
金相分析软件介绍 检验类别模块名称功能说明 1、金属平均晶粒度【001】金属平均晶粒度测定… GB 6394-2002 自动评级【010】铸造铝铜合金晶粒度测定…GB 10852-89 【019】珠光体平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【062】金属的平均晶粒度评级…ASTM E112 【074】黑白相面积及晶粒度评级…BW 2003-01 【149】彩色试样图像平均晶粒度测定…GB 6394-2002 辅助评级【304】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法（面积法）自动评级【305】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法（切割线法）自动评级【322】铜及铜合金_平均晶粒度测定方法…YS/T 347-2004 自动评级【328】彩色试样图像平均晶粒度测定方法２ 2、非金属夹杂物显微评定【002】非金属夹杂物显微评定…GB 10561-89 自动评级【252】钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法…GB/T 10561-2005/ISO 4967:1998 3、贵金属氧化亚铜金相检验【003】贵金属氧化亚铜金相检验…GB 3490-83 自动评级 4、脱碳层深度测定【004】脱碳层深度测定…GB 224-87 辅助评级 5、铁素体晶粒延伸度测定【005】铁素体晶粒延伸度测定…GB 4335-84 自动评级 6、工具钢大块碳化物评级【006】工具钢大块碳化物评级…GB 4462-84 自动评级 7、不锈钢相面积含量测定【007】不锈钢相面积含量测定…GB 6401-86 自动评级 ８、灰铸铁金相【008】铸铁共晶团数量测定…GB 7216-87 自动评级【056】贝氏体含量测定…GB 7216-87 【058】石墨分布形状…GB 7216-87 比较评级 【059】石墨长度…GB 7216-87 辅助评级【065】珠光体片间距…GB 7216_87 【066】珠光体数量…GB 7216_87 自动评级【067】灰铸铁过冷石墨含量…SS 2002-01 【185】碳化物分布形状…GB 7216-87 比较评级 【186】碳化物数量…GB 7216-87 自动评级 【187】磷共晶类型…GB 7216-87 比较评级【188】磷共晶分布形状…GB 7216-87 【189】磷共晶数量…GB 7216-87 自动评级
金相试样制备试验报告.
金相试样的制备 一、实验目的 （1）了解金相显微试样制备原理，熟悉金相显微试样的制备过程。 （2）初步掌握金相显微试样的制备方法。 二、实验原理 金相试样制备 金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个步骤。 1.取样 从需要检测的金属材料和零件上截取试样称为"取样"。取样的部位和磨面的选择必须根据分析要求而定。截取方法有多种，对于软材料可以用锯、车、刨等方法；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割的方法，对于硬而脆的材料可以用锤击的方法。无论用哪种方法都应注意，尽量避免和减轻因塑性变形或受热引起的组织失真现象。试样的尺寸并无统一规定，从便于握持和磨制角度考虑，一般直径或边长为15~20mm，高为12~18mm比较适宜。对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘的试样，可以采取镶嵌或机械夹持的办法。 金相试样的镶嵌，是利用热塑性塑料(如聚氯乙烯)，热凝性塑料(如胶木粉)以及冷凝性塑料(如环氧树脂+固化剂)作为填料进行的。前两种属于热镶填料，热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行。第三种属于冷镶填料，冷镶方法不需要专用设备，只将适宜尺寸(约φl5~20mm)
的钢管、塑料管或纸壳管放在平滑的塑料(或玻璃)板上，试样置于管内待磨面朝下倒入填料，放置一段时间凝固硬化即可。 2.粗磨 粗磨的目的主要有以下三点： 1)修整有些试样，例如用锤击法敲下来的试样，形状很不规则，必须经过粗磨，修整为规则形状的试样； 2)磨平无论用什么方法取样，切口往往不十分平滑，为了将观察面磨平，同时去掉切割时产生的变形层，必须进行粗磨； 3)倒角在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。 黑色金属材料的粗磨在砂轮机上进行，具体操作方法是将试样牢牢地捏住，用砂轮的侧面磨制。在试样与砂轮接触的一瞬间，尽量使磨面与砂轮面平行，用力不可过大。由于磨削力的作用往往出现试样磨面的上半部分磨削量偏大，故需人为地进行调整，尽量加大试样下半部分的压力，以求整个磨面均匀受力。另外在磨制过程中，试样必须沿砂轮的径向往复缓慢移动，防止砂轮表面形成凹沟。必须指出的是，磨削过程会使试样表面温度骤然升高，只有不断地将试样浸水冷却，才能防止组织发生变化。 砂轮机转速比较快，一般2850r/min，工作者不应站在砂轮的正前方，以防被飞出物击伤。操作时严禁戴手套，以免手被卷入砂轮机。 3.细磨 粗磨后的试样，磨面上仍有较粗较深的磨痕，为了消除这些磨痕必须进行细磨。细磨，可分为手工磨和机械磨两种。 （1）手工磨 手工磨是将砂纸铺在玻璃板上，左手按住砂纸，右手握住试样在砂纸上作单向推磨。金相砂纸由粗到细分许多种，其规格可参考表2-1。 表2-1 常用金相砂纸的规格
金相分析介绍
有色合金彩色金相技术的研究与应用 朱锦艳王凤花 (太原重型机械集团公司，太原030024) 摘要：本文应用化学沉积着色法对铜、铝合金及双金属焊接接头的显微组织进行了上千次的着色试验。结果表明：彩色金相能够清晰地显示一般金相方法看不到的组织细节和特殊的相，其色彩鲜艳、分辩率高，给人们提供了很有意义的信息。同时还系统地介绍了化学沉积试剂的应用方法和试验操作技巧。 关键词：金相技术；着色；衬度；组织鉴别 O 引言 光学金相技术对揭示合金内部组织的奥秘起了十分重要的作用。随着科学技术的高速发展，普遍的金相方法限于其反着能力，已满足不了人类对金属材料微观世界的进一步探讨。由于电子金相技术的蓬勃兴起，使材料的研究进入一个新领域．作为基础的光学金相技术依然是解决生产实际问题所不可缺少的重要手段。人们为了提高光学金相的测试水平，必须从提高组织中各相间衬度入手，由此发展了一种崭新的显示方法——彩色金相。基于人眼对彩色差异的特殊敏感，利用彩色衬度来区分合金组织更为准确可靠，彩色金相已成为光学金相发展的方向。本文应用彩色金相的原理和方法对铝、铜合金等有色金属的显微组织进行了大量的试验和探讨工作，积累了较丰富的实践操作经验和技术，并研制出一册《有色合金彩色金相图谱》。 1 彩色金相原理及方法 彩色金相主要是通过物理或化学的方法，使试样表面形成一层干涉膜，利用光的薄膜干涉效应，使合金的显微组织产生鲜明的彩色衬度，以此来提高光学金相的鉴别能力。彩色金相显示合金组织的方法主要从两方面着手：一是改变样品表面状况的彩色侵蚀着色法、化学沉积着色法、热染法和真空蒸镀法等；二是不改变样品表面状况的纯光学方法，有偏光干涉法和分色法等，这些方法各有特点和局限性。本试验基于有色合金的特点及实验条件，主要选用化学沉积干涉膜着色法。 化学沉积着色的机理是，根据电化学原理，金属试样浸入到化学沉积试剂中时，必然会发生一系列的电化学过程，试样表面上的各区域按它们各自的稳定电位与试样综合稳定电位之差值，分为不同的阴极区域和阳极区域。如果选用了合适的试剂，则该试剂有能力，使不同区域上沉积不同厚度的干涉膜。不同的合金相其化学常数不同或膜的厚度不同，利用多重反射与薄膜干涉效应，使各相之间或位向与成份不同的晶体之间产生不同的干涉色，从而产生彩色图象，以达到辩认组织的目的。
金相实验报告(成分组织观察分析)
金相综合实验报告 实验名称: 碳钢成分-工艺-组织-性能综合分析实验专业: 材料科学与工程 班级: 材料11（1） 指导老师：席生岐高圆 小组组长: 仇程希 小组成员：齐慧媛李敏朱婧王艳姿闫士琪陈长龙黄忠鹤郭晓波丁江蒋经国庞小通林乐 二〇一四年四月三日
一、实验目的 1.了解碳钢热处理工艺操作； 2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值； 3.利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后钢的金相组织分析方法； 4.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响； 5.巩固课堂教学所学相关专业知识，体会材料的成分—工艺—组织—性能之间关系。 二、实验内容 1.进行45和T12钢试样退火、正火、淬火、回火热处理，工艺规范参考相关资料； 2.用洛氏硬度计测定试样热处理试样前后的硬度； 3.制备所给表中样品的金相试样，观察并获取其显微组织图像； 4.对照金相图谱，分析探讨本次实验可能得到的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。三、实验原理 热处理是一种很重要的金属加工工艺方法。热处理的主要目的是改变钢的性能，热处理工艺的特点是将钢加热到一定温度，经一定时间保温，然后以某种速度冷却下来，从而达到改变钢的性能的目的。研究非平衡热处理组织，主要是根据过冷奥氏体等温转变曲线来确定。 热处理之所以能使钢的性能发生显著变化，主要是由于钢的内部组织结构发生了的一系列的变化。采用不同的热处理工艺，将会使钢得到不同的组织结构，从而获得所需要的性能。 钢的热处理基本工艺方法可分为退火、正火、淬火和回火等。 (一)碳钢热处理工艺 1.加热温度 亚共析钢加热温度一般为Ac3+30-50℃，过共析钢加热温度一般为Ac 1＋30-50℃（淬火）或Acm+50-100℃（正火）。 淬火后回火温度有三种，即：低温回火（150-250℃）、中温回火（350-500℃）、
金相显微镜图象分析系统
《金相图象分析系统》是为从事金相检验的单位或个人专项开发的一套计算机软件系统。应用金相分析检验系统,用户可以迅速,准确地完成金相图像采集 ,图像处理，图像数据获取，评定级别以及资料的保存，打印等工作，不但大大提高工作效率，还能够完成许多过去用人工方法几乎无法完成的检验工作，是冶金行业生产，教学，科研人员的得力助手和必备工具。 主要功能： 图像采集：将显微镜的视场图像通过ＣＣＤ传感器+视频采集卡或数码相机输入计算机，保存为金相图片。同时提供用户按照指定的放大倍数打印图象的功能，这两项功能配合使用，可省去复杂烦琐的金相摄影、洗相等暗室工作，大大提高了工作效率。 图像处理：提供以下方法处理显微镜采集的视场图像，使其更加符合图像分析的需要 1、区域处理：从视频图像中选择任意一个分析区域，软件系统只对所选区域进行分析处理并评定级别，区域外的图像均被忽略。 2、亮度调整：加亮或变暗整个图像。 3、调整对比度：调整图像中明暗之间的差别。 4、颜色调整：单独调整图像中红，绿，蓝三种颜色的深浅。 5、转换为灰度图像：把彩色图像变换为有256种深度的灰色图像。 6、锐化：放大图像中色彩之间的差别，使图像中原来模糊的部分变得更清晰。 7、柔化：缩小图像中色彩之间的差别，使图像中原来清晰的部分变得更模糊。 8、过缘增强；加亮图像中色彩变化较大的分界线，同时把其他颜色变暗。 9、边缘检测：加亮图像中色彩变化较大的分界线。 10、中值滤波去噪：图像色彩变化较大时，增大其中色彩较暗的像素，缩小图像中色彩较亮的像素，使其保持中间值。 11、二值化处理：根据临界值把图像转换为只有黑色和白色两种颜色的图像。 12、去除杂点：把图像中独立的黑色点变成白色。 13、断线处理：把断开的线连接起来，或延长断线。
金相分析仪器
关于金相分析 金属的性能取决于它的成分和微观组织，其中微观组织对金属性能的影响最为直接，因此我们可以通过对金属微观组织的观察和分析（即金相分析技术）来预测和判断金属的性能，并分析其失效破坏的原因。金相分析技术是根据有关的标准和规定来评定金属材料内在质量的一种常规检验方法，并可用来判断零件生产工艺是否完善，有助于寻求零件产生缺陷的原因，因此它是涉及金属材料生产、使用和科研中一种必不可少的手段。进行金相分析，首先应根据各种检验标准和规定制备试样（即金相试样），若金相试样制备不当，则可能出现假象，从而得出错误的结论，因此金相试样的制备十分重要。通常，金相试样的制备步骤主要有：取样、镶嵌、标识、磨光、抛光、浸蚀，但并非每个金相试样的制备都必须经历上述步骤，如果试样形状、大小合适，便于握持和磨制，则不必进行镶嵌；如果仅仅检验金属材料中的非金属夹杂物或铸铁中的石墨，就不必进行浸蚀。总之，应根据检验的目的来确定制样步骤。 5000系列金相分析仪主要用于鉴别和分析金属内部结构组织，铸件质量的鉴定，原材料的检验或材料处理后的金相组织分析；对表面喷涂、裂纹等表面状况进行观察分析，并对采集的图片进行编辑、保存和打印。产品广泛应用于企业的理化实验室、高等院校重点实验室及科研院所等部门。 5000系列金相分析仪是将传统的光学显微镜与计算机(数码相机)通过光电转换有机的结合在一起，不仅可以在目镜上作显微观察，还能在计算机(数码相机)显示屏幕上观察实时动态图像，并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。 无锡市金义博仪器科技有限公司是拥有自主知识产权以高端分析仪器研制、开发、制造、市场营销为一体的现代化高科技公司。公司荟萃了众多高科技人才和行业精英致力于材料检测的发展和应用。产品广泛应用于钢铁、冶金、铸造、机械、建筑、大专院校、石油化工、质量监督及进出口商检等领域。 公司奉行“仪器精密、满意用户”的经营理念，在发展材料检测仪器产品的同时，建立了产品研发中心、材料检测中心、理化培训中心、产品展示中心及贸易结算中心五大中心基地。公司力求发展成为全面的检测仪器制造商和国际检测仪器供应商。
金相实验报告
实验五 铁碳合金平衡组织的显微观察 一．实验目的 1. 观察铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。 2. 掌握铁碳合金成分，组织性能之间的变化规律。 二、 实验器材 1、金相显微镜 2、金相标准试样 四．实验原理 铁碳合金室温下基本相和组织组成物的基本特征 1.铁素体（F ） 是碳溶入α-Fe 中的间隙固溶体，晶体结构为体心立方晶格，具有良好的塑韧性，但强度硬度低，经4%硝酸酒精浸蚀呈白色多边形晶粒，在不同成分的碳钢中其形态为块状和断续网状。 2.渗碳体（Fe 3C ） 是铁与碳形成的化合物，含碳量为6.69%。 晶格为复杂的八面体结构，硬度高，脆性大，用4%的硝酸酒精浸蚀后呈白色，用碱性苦味酸钠热蚀后呈黑色，用此法可以区分铁碳合金中的渗碳体和铁素体。由铁碳相图知，随着碳的质量分数的不同，渗碳体有不同的形态，一次渗碳体是由液态直接析出的渗碳体，呈白色长条状；二次渗碳体是从奥氏体中析出的渗碳体，呈网状分布，三次渗碳体是从铁素体中析出的渗碳体，沿晶界呈小片状，共晶渗碳体在莱氏体中为连续基体，共析渗碳体是同铁素体交替形成呈交替片状。 3.珠光体（P ） 是铁素体与渗碳体的机械混合物，在平衡状态下，铁素体和渗碳体是片层相间的层状组织。在高倍下观察时铁素体和渗碳体都呈白色，渗碳体周围有圈黑线包围着，在低倍下当物镜的鉴别能力小于渗碳体厚度的时候，渗碳体就成为一条黑线。见图3-1。 五。实验内容及步骤 a （15000×） b （400×） 图2-1 不同放大倍数下珠光体的显微组织
观察以下铁碳合金组织 在铁碳状态图上，根据碳的质量分数的不同，铁碳合金分为工业纯铁，碳钢及白口铸铁。 1.工业纯铁 碳的质量分数小于 0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。室温下的组织为单相的铁素体晶粒。用4%的硝酸酒精浸蚀后，铁素体呈白色。当碳的质量分数偏高时，在少数铁素体晶界上析出微量的三次渗碳体小薄片，见图 3-2。 2.碳钢 碳的质量分数在0.0218～2.11%范围内的铁碳合金称为碳钢，根据钢中含碳量的不同，其组织也不同，钢又分为亚共析钢，共析钢，过共析钢三种。 1）亚共析钢 碳的质量分数在0.0218～0.77%范围内，室温下的组织为铁素体和珠光体，随着碳的质量分数的增加，先共析铁素体逐渐减少，珠光体数量增加。见图 3-3 。白色有晶界的为铁素体，黑色层片状的组织为珠光体。 在显微镜下，可根据珠光体所占面积的百分数估计出亚共析钢的碳的质量分数： Wc ≈Wp%×0.77% Wc –碳的质量分数 Wp –珠光体所占面积的百分数 2) 过共析钢 碳的质量分数在0.77～2.11%范围的碳钢为过共析钢。室温下的组织 为层片状珠光体和二次渗碳体，见图 3-4。 用4%硝酸酒精浸蚀，二次渗碳体呈白色网状分布在珠光体周围。用碱性苦味酸钠溶液热蚀后，渗碳体呈黑色。 图 3-2 工业纯铁显微组织 a 用4%硝酸酒精浸蚀 b 用碱性苦味酸钠热蚀 图 3-4 T12钢显微组织 20钢 45钢 70钢 图 3-3 亚共析钢的显微组织
金相实验报告 实验报告范本
实验一 金属材料显微分析的基本方法 一、实验目的： 了解金相显微镜的构造、原理及使用规则； 掌握金相显微试样制备的基本操作方法。 通过观察，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 了解并掌握铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征； 分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。 二、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。 1.金相显微镜的构造、原理及使用； 2.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： 本实验金相试样制备过程的步骤如下: 3.观察碳钢和白口铸铁的平衡组织 分析各种相组分和组织组成物的特征 碳钢：亚共析钢、共析钢、过共析钢 白口铸铁：亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁 相或组织：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体 区分：铁素体与渗碳体、各种渗碳体
磨制方法 ●砂纸平铺在玻璃板上，一手按住砂纸，另一手握住试样，使 试样磨面朝下并与砂纸接触，在轻微压力作用下向前推行磨制。 方式重复进行。
显微组织。 右图为单相组织和 双 相组织的显微组织图 实验概述： 三、实验设备及材料 ?金相分析实验使用的主要仪器设备有： 光学金相显微镜、抛光机、电吹风机等。 ?实验材料有： 低碳钢试样，工业纯铁、20钢、T8钢、亚共晶白口铸铁等显微组织样品，金相砂纸，抛光粉，硝酸酒精溶液（含4%HNO3），酒精，脱脂棉等。 实验一金属的显微分析法 实验内容及步骤 ?实验前必须仔细阅读实验讲义的有关内容； ?听取实验指导教师讲解金相显微镜的构造、使用方法等内容，熟悉金相显微镜的构造及其操作规程； ?由实验指导教师讲解金相试样制备的基本操作过程，学生每人一块试样，进行试样制备全过程的操作，直至制成合格的金相试样； ?在金相显微镜下观察所制备试样的显微组织特征，并用摄像机拍照存盘。
实验三-偏光、暗场在金相分析中的应用
实验三偏光、暗场在金相分析中的应用(验证性) 一、实验目的及要求 1．了解偏振光和暗场的基本原理。 2．学会偏振光和暗场的操作方法和分析方法。 3．了解偏振光和暗场在钢中非金属夹杂物分析及多相合金的组织鉴别方面的应用。 二、实验原理 暗场和偏振光是金相分析方面应掌握的一种基本的分析手段，它们主要应用在一些组织、晶粒的鉴别，晶粒取向，形变织构的研究，特别是在非金属夹杂物的研究分析方面使用较广。 1、暗场 1）暗场与明场的区别 明场：入射光束通过物镜垂直照射到试样表面，反射光进入物镜成像。 暗场：入射光束绕过物镜，以极大的角度斜射到试样表面，散射光（漫射光）进入物镜成像。这样的光束是靠暗场折光反射镜和环形反射镜获得。 2）暗场的操作 使用暗场照明时的步骤： （a）孔径光栏、视场光栏都要开大； （b）将暗场遮光反射镜插入光路。入射光中插入暗场遮光反射镜后，使入射光变成环形光环。 （c）将暗场聚光镜套在物镜外面。入射光环不通过物镜，而经暗场聚光镜反射之后，以极大的倾斜角照射到试样表面，实现倾斜光照明。 （d）要将光路中明场用的平面半反射镜拉出来，它已不起作用。这样，使入射光不能
进入物镜，提高了成像质量。暗场环形反射镜已固定在光路里，将暗场遮光反射镜造成的环形光束反射到置于外面的“暗场聚光镜”表面上，然后以极大的倾斜角反射到试样表面上。 倾斜光照射到试样表面平坦部位反射光会以相同的角度反射回去，这部分反射光不能到达物镜，视场内是暗黑的。而使光线产生漫反射的凹凸处、透明夹杂物处等，因漫反射使部分光线可到达物镜，在视场内观察到是明亮的，因此形成在暗黑的基体上有部分明亮的映像。因此称这种照明方式为暗场照明。 3）暗场照明的特点及应用 （1）暗场照明提高了显微镜的实际分辨能力和衬度 暗场采用倾斜光照明，充分利用了物镜的孔径角，而且暗色基体衬度好，实际的分辨能力提高了。 例如取一含有珠光体的试样，在明场观察时，有许多珠光体领域由于细密使物镜分辨不清的片层。而转换成暗场照明，同一部位的片层状清晰可见，这说明暗场下，物镜的实际分辨能力提高了。 另外，钢中有许多超显微的粒子，明场时无法辨认，有的可见隐约小点。但若用暗场照明，由于消除了跌加在这些微粒散射光成像的亮背景，从而加强了这些粒子衍射象的衬度可看到在暗黑的基体上分布着很多小亮点，有的还呈现出各种色彩，使小质点清晰可辨。就像晚上可看到星星一样，我们虽不能分辨这些粒子的细节，却可察觉到这些微粒子的存在。 （2）鉴别钢中的夹杂物和固有色彩 明场观察时，金属基体反射光很强，夹杂物处的反射光或漫射光或汇合，其固有色彩被掩盖。暗场照明，透明、半透明夹杂物由于内反射的结果，在暗场下是明亮的，同时还可以观察到它的固有色彩。一般情况下，暗场下越明亮，其透明度越好。例Al2O3等氧化物。明场下为暗黑色。暗场为白亮色，说明其透明度很好，色彩也呈现出来了。不透明的夹杂物，
金相观察实验报告版
金相观察 一、实验目的 1.观察铁碳合金在平衡状态下的显微组织特征。 2.掌握铁碳合金成分，组织性能之间的变化规律。 二、实验器材 1、金相显微镜 2、金相标准试样 三、实验原理 铁碳合金室温下基本相和组织组成物的基本特征 1.铁素体（F）是碳溶入α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构为体心立方晶格，具有良好的塑韧性，但强度硬度低，经4%硝酸酒精浸蚀呈白色多边形晶粒，在不同成分的碳钢中其形态为块状和断续网状。 C）是铁与碳形成的化合物，含碳量为6.69%。 2.渗碳体（Fe 3 晶格为复杂的八面体结构，硬度高，脆性大，用4%的硝酸酒精浸蚀后呈白色，用碱性苦味酸钠热蚀后呈黑色，用此法可以区分铁碳合金中的渗碳体和铁素体。由铁碳相图知，随着碳的质量分数的不同，渗碳体有不同的形态，一次渗碳体是由液态直接析出的渗碳体，呈白色长条状；二次渗碳体是从奥氏体中析出的渗碳
体，呈网状分布，三次渗碳体是从铁素体中析出的渗碳体，沿晶界呈小片状，共晶渗碳体在莱氏体中为连续基体，共析渗碳体是同铁素体交替形成呈交替片状。 3.珠光体（P）是铁素体与渗碳体的机械混合物，在平衡状态下，铁素体和渗碳体是片层相间的层状组织。在高倍下观察时铁素体和渗碳体都呈白色，渗碳体周围有圈黑线包围着，在低倍下当物镜的鉴别能力小于渗碳体厚度的时候，渗碳体就成为一条黑线。见图3-1 四、实验内容及步骤 观察以下铁碳合金组织 在铁碳状态图上，根据碳的质量分数的不同，铁碳合金分为工业纯铁，碳钢及白口铸铁。 1.工业纯铁碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。室温下的组织为单相的铁素体晶粒。用4%的硝酸酒精浸蚀后，铁素体呈白色。当碳的质量分数偏高时，在少数铁素体晶界上析出微量的三次渗碳体小薄片，见图 3-2。 2.碳钢碳的质量分数在0.0218～2.11%范围内的铁碳合金称为碳钢，根据钢
金相检测国家标准总结
金相检测国家标准总结
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检验类别 1、金属平均晶粒度【001】金属平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【010】铸造铝铜合金晶粒度测定…GB 10852-89 【019】珠光体平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【062】金属的平均晶粒度评级…ASTM E112 【074】黑白相面积及晶粒度评级…BW 2003-01 【149】彩色试样图像平均晶粒度测定…GB 6394-2002 【304】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法（面积法） 【305】钨、钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法（切割线法） 【322】铜及铜合金_平均晶粒度测定方法…YS/T 347-2004 【328】彩色试样图像平均晶粒度测定方法２ 2、非金属夹杂物显微评定【002】非金属夹杂物显微评定…GB 10561-89 【252】钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法…GB/T 10561-2005/ISO 4967:1998 3、贵金属氧化亚铜金相检验【003】贵金属氧化亚铜金相检验…GB 3490-83 4、脱碳层深度测定【004】钢的脱碳层深度测定法…GB/T 224-2008 【130】脱、渗碳层深度测定…GB 224-87 5、铁素体晶粒延伸度测定【005】铁素体晶粒延伸度测定…GB 4335-84 6、工具钢大块碳化物评级【006】工具钢大块碳化物评级…GB 4462-84 7、不锈钢相面积含量测定【007】不锈钢相面积含量测定…GB 6401-86 ８、灰铸铁金相【008】铸铁共晶团数量测定…GB 7216-87 【056】贝氏体含量测定…GB 7216-87 【058】石墨分布形状…GB 7216-87 【059】石墨长度…GB 7216-87 【065】珠光体片间距…GB 7216_87 【066】珠光体数量…GB 7216_87 【067】灰铸铁过冷石墨含量…SS 2002-01 【185】碳化物分布形状…GB 7216-87 【186】碳化物数量…GB 7216-87 【187】磷共晶类型…GB 7216-87 【188】磷共晶分布形状…GB 7216-87 【189】磷共晶数量…GB 7216-87 【190】基本组织特征…GB 7216-87 【235】石墨长度（自动分析）…GB 7216-87 【251】灰铸铁多图多模块评级：石墨分布＆石墨长度＆基体组织＆共晶团 【255】灰铸铁金相＿基本组织特征（灰度法） 【256】石墨分布＆石墨长度＆基体组织＆共晶团（灰度法）…GB 7216-87 【316】灰铁金相等级图_石墨类型…SS 2007-6 【317】灰铁金相等级图_石墨尺寸…SS 2007-7 【318】灰铁金相等级图_铁素体的大约百分含量…SS 2007-8 【319】灰铁金相等级图_珠光体的大概间隔…SS 2007-9 【320】灰铁金相等级图_碳化物及磷化物共晶体大致含量…SS 2007-10 9、定量金相测定方法【009】定量金相测定方法…GB/T 15749-95 10、钢的显微组织评定方法