Page 30 - 理化检验-物理分册2021年第十二期

韩北方, 等: 金相样品制备影响因素及金相制样实例

中, 可控制在拿起样品时, 样品表面水分在 2~3s 砂纸道数用得多些, 即相邻砂纸的号数接近; 还要磨
自然完全蒸发。这样既保证了样品在抛光过程中的 得更细些, 一般磨到1000号以上; 磨头压力也尽量
润滑, 又确保不会由于水分过量而产生点蚀坑。 小些, 从粗到细压力逐渐减小, 每道磨削时间可以更
( 5 )抛光盘转速 少。抛光盘可以选择聚氨酯材料的, 精抛时的抛光

在精抛过程中, 要求抛光盘有一定的转速, 转速 剂最好选择氧化物抛光液, 如氧化硅或氧化铝。采
过慢, 切削效果略差, 就要增加相应的抛光时间; 转 用乙醇作为润滑剂, 可以得到光亮的表面。铜合金
速过快, 容易造成样品飞出, 存在制样的安全风险。 和铝合金因化学成分不同, 硬度差异也很大。铬青
铜、 铝硅合金的金相制样不困难, 但纯铜、 纯铝样品
2 金相制样技术的自动化发展及实例
因为太软且易氧化, 金相制样相对较难。铜合金和
目前, 金相样品的制备已经从传统的操作人员 铝合金的磨抛工艺参数见表3~表4 , 显微组织形貌
手动制样发展为半自动及自动化制样, 且自动化水 如图4和图5所示。
平发展非常快速。金相样品制备技术的自动化发 表2 合金结构钢和马氏体不锈钢的自动抛光工艺参数

展, 推进了金相样品的标准化及程序化。近年来, 国 Tab 2 Automatic p olishin gp rocess p arametersofallo y structural

外的金相样品自动化技术发展起来后, 为金相样品 steelandmartensiticstainlesssteel
抛光 粗抛 细抛
的批量高效制备带来了方便, 但是进口设备昂贵的
抛光织物 丝绒 丝绒
价格与试验室购买力相矛盾。与此同时国产自动制
抛光剂 5 μ m 金刚石 1 μ m 金刚石
样设备也在飞速发展, 在保证金相样品制备效果的
-1
抛盘转速 /( r · min ) 250 250
同时, 性价比也较高。
磨头转速 /( r · min ) - 转向 50- 逆向 50- 逆向
-1
笔者利用国产全自动制样设备, 对常用的一些
磨头压力 / N 160 120
金属材料进行了自动制样实践, 取得了较好的效果,
时间 / min 3~5 2
获得了相应的制样参数。以下对合金钢、 马氏体不
锈钢、 铜合金、 铝合金、 钛合金、 硬质合金涂层、 渗硼
层、 氧化铝涂层、 奥氏体高温合金等材料的金相自动
制样参数和实际效果进行说明。
2.1 合金结构钢和马氏体不锈钢的自动磨抛参数
和效果
合金结构钢和马氏体不锈钢材料不同, 但硬度接
近, 硬度范围在250~300HB , 可使用同一个自动制

样程序, 经试验其磨抛工艺参数见表1~表2 , 合金结
构钢和马氏体不锈钢的显微组织形貌如图3所示。
表1 合金结构钢和马氏体不锈钢的自动磨削工艺参数

Tab 1 Automatic g rindin gp rocess p arametersofallo y

structural steelandmartensiticstainlesssteel
磨平 粗磨 细磨
砂纸类型 碳化硅或刚玉砂纸碳化硅或刚玉砂纸
砂纸粒度 / 目 400 、 600 800

-1
磨盘转速 /( r · min ) 500 300
磨头转速 /( r · min ) - 转向 50- 同向 50- 同向 图3 合金结构钢和马氏体不锈钢的显微组织形貌
-1

Fi g 3 Microstructuremor p holo gy ofa allo y structuralsteel
磨头压力 / N 160 160

andb martensiticstainlesssteel
2 / 道次
时间 / min 2
2.3 TC4钛合金
2.2 铜合金与铝合金的自动磨抛参数和效果 钛合金和奥氏体高温合金钢也是不容易制样的
铜合金和铝合金这两种合金相对铁基材料硬度 一种材料, 组织易在制样过程中由于应变产生滑移
都比较软, 金相制样都有些难度。因此磨制时尽量 和孪晶, 影响组织分析, 特点是制样过程中容易形成
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