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金属材料金相分析
汇报人：刘子武
金相分析概述
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。
实验概述：
金相显微镜 子排列絮乱自由能较高电极电位较低，所以在侵蚀过程中首先被溶解逐渐呈凹陷。
化学浸蚀原理
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a b)
a)晶界处光线的散射 b）直射光反映为亮色晶粒
化学浸蚀法显示原理
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a 高倍
在两相交界处,更容易被腐蚀成凹陷
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b 中倍
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c 低倍
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在高倍下观察,铁素体和渗碳体都是白色，而相界是黑的可显现出来。
在中倍下观察时，由于分辨能力小于渗碳体片的厚度。所以两个相界溶合为一，观察到的黑色片实际是渗碳体。
如果再低的放大倍数的话。分辨能力小于铁素体的片间距，那么，珠光体就呈现出黑色的块状。
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侵蚀剂主要是由电解质,溶剂，络合剂及添加剂组成，它 们都会影响侵蚀能力和侵蚀效果。侵蚀能力主要决定溶液中的氧化性离子的本性，而不是浓度。所以调整侵蚀剂的侵蚀能力的主要手段就是改变氧化性离子的种类和配比。所以要想清晰地显示合金组织，得到衬度满意的金相照片。必须根据试样中，待显组织的稳定性的高低，适当的选择侵蚀剂。
化学浸蚀剂
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如果被显组织的稳定性高,就应选择侵蚀能力强的侵蚀剂，﹙即电极电位高的相，应选择侵蚀能力强的锓蚀剂﹚。但也有一些情况不一样，不能所有的都选择侵蚀能力强的侵蚀剂。否则一些差异小的细微组织，显示不出来。 例如：正火45钢，珠光体很细密，如果用HNO3-H2O侵蚀，那么相界就由于过度侵蚀不能区分。如果用较弱的盐酸或苦味酸溶液侵蚀，就能区分细片状索氏体组织。
化学浸蚀剂
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溶剂也很重要,它关系到电解质的溶解度，离解能力，溶剂化大小及溶液电阻等，对侵蚀能力和效果也有影响。
侵蚀剂种类很多，有酸类，碱类，盐类等。
不管怎样选择。主要目的就是能清晰地显示出组织。还应考虑到无毒，挥发性好，容易保存和价廉等。
化学浸蚀剂
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化学侵蚀室应该和显微镜室分隔开，工作台应该是耐酸,耐碱的瓷砖。工作台上应该有排抽风系统，工作台的旁边应该有水池和电源开关。
一般侵蚀过程包括：试样清洗→酒精擦光→侵蚀→冲洗→酒精擦洗（有条件可用超声清洗）→烘干等。
侵蚀时应该注意观察试样表面情况，一般当镜面失去光泽变成灰暗色即可。时间是从几秒钟到几分钟。高倍观察应浅侵蚀。低倍观察可深一些。以在显微镜下能清晰显示组织为准。
侵蚀后如果确认出现假像，一般是金属表面扰乱层。应该对试样重新地交替抛光侵蚀几次。
对侵蚀过度的，也应重新抛光，严重的应该从细磨开始，重新制样，侵蚀吹干后应立即观察照像。要保存的应该放在干燥器中。
侵蚀的操作步骤及注意事项
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常用的化学侵蚀剂
显示钢的显微组织的,铝及铝合金的，镁及镁合金的，铅及铅合金的等等，可通过手册查找，适当选取。
如：硝酸—酒精
苦味酸—酒精
盐酸—酒精
盐酸，苦味酸—酒精
硫酸铜盐酸水溶液等等。
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表1 金属材料常用的浸蚀剂
浸蚀剂名称
成 份
浸蚀条件
使用范围
一、 钢铁材料常用的浸蚀剂
硝酸酒精溶液
硝酸 1 ～ 5ml酒精 100ml
硝酸含量增加时浸蚀速度加快，浸蚀时间自数秒至 60秒
适用于显示碳钢及合金结构钢经不同热处理的组织。显示铁素体晶界特别清晰
苦味酸酒精溶液
苦味酸 4g95%酒精100ml
有时可用较淡溶液浸蚀数秒至数分钟
能显示碳钢、低合金钢各种热处理组织，特别是显示细珠光体和碳化物。显示铁素体晶界效果不如硝酸酒精溶液
苦味酸碱性溶液
苦味酸 2 ～ 5g苛性钠 20 ～ 25g蒸馏水 100ml
加热至60℃使用，浸蚀时间为 5 ～ 30 分钟
渗碳体呈暗黑色，铁素体不着色，屈氏体为亮灰色，回火马氏体比淬火马氏体更暗。可显示铸铁枝晶组织
混合酸酒精溶液
盐酸 5ml苦味酸 1g酒精 100ml
浸蚀时间，回火时间需 15分钟，显示晶粒大小自数秒至1分钟
显示淬火及回火后的奥氏体晶粒，显示回火马氏体组织（ 200 ～ 450 ℃ ）
混合酸酒精溶液
盐酸 10ml硝酸 3ml木酒精 10ml
浸蚀 2 ～ 10 分钟
显示高速钢淬火及淬火回火后晶粒大小
王水溶液
盐酸 ()3份硝酸份 ()1份
浸入试剂内数次，每次 2 ～ 3 秒，并抛光，用水和酒精冲洗
显示各类高合金钢组织，用于 Cr-Ni不锈钢的组织显示，