金相显微样品的制备及金相显微镜的使用
金相显微样品的制备及金相显微镜的使用
实验一金相显微样品的制备及金相显微镜的使用 (2)
实验二金属材料的硬度实验 (5)
实验三铁碳合金平衡组织的显微分析 (8)
实验四浇铸条件对铸锭结构的影响 (10)
实验五金属的塑性变形与再结晶 (11)
实验六奥氏体晶粒度的测定 (12)
实验七钢的淬透性测定 (17)
实验八碳钢的热处理及组织性能分析 (18)
实验九合金钢的显微组织分析 (22)
实验十铸铁的显微组织分析 (24)
实验十一有色合金的显微组织分析 (26)
实验十二轴承钢原材料金相检验及分析 (27)
实验十三不锈钢晶间腐蚀试验与分析 (29)
实验十四金相显微摄影 (31)
实验十五金相照相机 (35)
实验十六底片冲洗 (36)
实验十七印相和放相 (38)
实验一金相显微样品的制备及金相显微镜的使用
一,实验目的
1. 掌握金相样品的制备过程和基本方法;
2. 了解金相显微镜的基本原理,构造,掌握显微镜的正确使用.
二,实验原理
利用金相显微镜观察金相试样的组织或缺陷的方法称为金相显微分析.它是研究金属材料微观结构最基本的一种实验技术,在金属材料研究领域中占有很重要的地位.
在现代金相显微分析中,使用的主要仪器有光学显微镜和电子显微镜.这里仅对常用的光学金相显微镜作一般介绍.
显微镜的基本原理,构造及使用
1. 显微镜的基本原理
最简单的显微镜可以仅由两个透镜组成.图1-1为相显微镜成像的光学原理示意图.图中AB为被观察的物体,对着被观察物体的透镜O1叫物镜;对着人眼的透镜O2叫目镜.物镜使物体AB 形成放大的倒立实像A''B'',目镜再将A''B''放大成仍然倒立的虚像A"B".其位置正好在人眼的明视距离约250mm处.在显微镜中所观察的就是这个虚像A"B".
1 显微镜的放大倍数
放大倍数由下式确定:
式中:M—显微镜总放大倍数;
M物—物镜的放大倍数;
M目—目镜的放大倍数;
f物—物镜的焦距;
f目—目镜的焦距;
L—显微镜的光学镜筒长度;
D—明视距离250mm.
由上式可知:f物,f目越短或L越长,则显微镜的放大倍数越大.
2 物镜的鉴别率
物镜的鉴别率是指物镜能清晰分辨试样两点间最小距离的能力.物镜鉴别率的数学公式为: 式中:d—物镜的鉴别率;
λ—入射光源的波长;
A—物镜的数值孔径,它表示物镜的聚光能力.
由公式可知,波长λ越短,数值孔径A越大,则鉴别能力就越高d越小,在显微镜中就能看到更细微的部分.数值孔径A可由下列公式求出:
式中:η—物镜与物体之间介质的折射率;
φ—物镜孔径角的一半,即通过物镜边缘的光线与物镜轴线所成的角度.
η越大或物镜孔径角越大,则数值孔径越大,由于φ总是小于90,所以在空气介质η=1中使用时,数值孔径A一定小于1,这类物镜称干系物镜.当物镜上面滴有松柏油介质η=1.52时,A值最高可达1.4,这就是显微镜在高倍观察时用的油浸系物镜,每个物镜都有一个设计额定的A 值,刻在物镜体上.
3 显微镜的有效放大倍数
由M=M目2M物知,显微镜的同一放大倍数可由不同倍数的物镜和目镜来组合.如45倍的物镜乘以10倍的目镜或者15倍的物镜乘以30倍的目镜都是450倍.对于同一放大倍数,如何
合理选用物镜和目镜呢应先选物镜,一般原则是使显微镜的放大倍数在该物镜数值孔径的500~1000倍,即
这个范围称为显微镜的有效放大倍数范围,若M1000A,则形成"虚伪放大",组织的细微部分将分辨不清.待物镜选定后,再根据所需的放大倍数选用目镜.
4 景深:即垂直鉴别率,反映了显微镜对于高低不同的物体能清晰成像的能力.
式中:M—放大倍数;
R—半孔径角;
λ—波长;
n—介质折射率.
由式可知n,R越大,景深越小;物距增加,景深增加.在进行断口分析时,为获得清晰的断口凹凸图像,景深不能太小.
5 透镜的几何缺陷
单色光通过透镜后,由于透镜表面呈球形,光线不能交于一点,则使放大后的象模糊不清,此现象称球面象差.
多色光通过透镜后,由于折射率不同,使光线不能交于一点也会造成模糊图像,此现象称色象差.
减小球面象差的办法:可通过制造物镜时采用不同透镜组合进行校正;调整孔径光栏,适当控制入射光束等办法降低球面象差.
减小色象差办法:可通过物镜进行校正或采用滤色片获得单色光的办法降低色象差.
2. 显微镜的构造
图1-2为不同型式的金相显微镜的基本构造及光学行程.
图1-2 金相显微镜的基本构造及光学行程
金相显微镜分为台式,立时及卧式三种类型,各种类型又有许多不同的型号.虽然显微镜的型号很多,但基本构造大致相同,现以XJB-1型金相显微镜为例介绍显微镜的构造.
金相显微镜通常由光学系统,照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附有摄影装置.
图1-3 XJB-1型金相显微镜的光学系统
1-灯泡;2-聚光透镜组;3-聚光镜;4-半反射镜;5-辅助透镜;
6-物镜组;7-试样;8-反光镜;9-孔径光阑;10-视场光阑;
11-辅助透镜;12,13-棱镜;14-物镜
XJB-1型显微镜的光学系统如图1-3所示.由灯泡1发出的光线经聚光透镜组2及反光镜8聚集到孔径光栏9,再经过聚光镜3聚集到物镜的后焦面,最后通过物镜平行照射到试样7的表面上,从试样反射回来的光线又经过物镜组6和辅助透镜5,由半反射镜4转向,经过辅助透镜以及棱镜造成一个被观察物体的倒立的放大实像,该像再经过目镜的放大,就成为在目镜视场中能看到的放大影像.
照明系统:由电源220V经变压器6~8V使灯泡6-8V,15w发光作为光源.还有聚光镜,孔径光栏,视场光栏等装置,组成显微镜的照明系统.
机械系统及其它各部件:
调焦装置:在显微镜体两侧有粗调和微调旋钮.随粗调旋钮的传动,支撑载物台的弯臂作上下移动.微调旋钮使其沿滑轨缓慢移动.
载物台试样台:用于放置金相试样.载物台和下面托盘之间有导轨,用手推动,可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动,以改变试样的观察部位.
孔径光栏:它是用于控制入射光束的粗细,以保证物像达到清晰的程度.
视场光栏:它的作用是控制视场范围,使目镜中视场明亮而无阴影.在刻有直纹的套圈上还有
两个调节螺钉,用来调整光栏中心.
3. 显微镜的使用规程及注意事项
金相显微镜是一贵重精密光学仪器,使用时要细心谨慎.使用前应先了解显微镜的基本原理,构造及各主要部件的位置和作用,然后再按照使用规程和应注意事项进行操作.
1 显微镜的使用规程:
先将显微镜的插头插在低压6~8V变压器上,通过变压器接通电源.
根据放大倍数选用所需物镜和目镜,分别安装在物镜座及目镜筒上.
将试样放在载物台中心,并使观察面朝向物镜.
用双手旋转粗调旋钮,将载物台降下,使样品靠近物镜,但不接触.然后边观察目镜边用双手旋转粗调旋钮,使载物台慢慢上升,待看到组织时,再旋转微调旋钮,直至图像清晰为止.
2 使用注意事项:
操作时要细心,动作要轻微.
光学系统等重要部件不得自行拆卸.
使用时如出现故障,应及时报告指导教师进行处理.
显微镜各种镜头严禁用手指触摸或用手帕等擦拭,擦拭镜头需用镜头纸.
显微镜的灯炮电压为6~8v,严禁直接插在220v的电源插座上.
在旋转聚焦旋钮时,动作要慢,碰到阻碍时立即停止操作,并报告指导教师进行处理.
使用完毕,关闭电源,将显微镜恢复到使用前状态,经指导老师检查无误后,方可离开实验室. 金相显微试样的制备
金相试样的制备包括取样,磨制,抛光和浸蚀等步骤.
1.取样
试样的选取应根据被检验材料或零件的特点,取其有代表性的部位.例如研究零件的失效原因时,应在失效部位取样,并在完好部位取样,以便对比分析.对于铸造合金,考虑到组织的不均匀性,应从表层到中心各个部位进行选取.对于轧材,研究表层缺陷和夹杂物的分布时应横向取样;研究夹杂物类型,形状,变形程度,带状组织时应纵向取样.对一般热处理后的零件,由于组织均匀,可任意取样
取样时应保证试样观察面不发生组织变化,软材料取样可用锯,刨,车等方法,硬材料取样可用砂轮切片机等方法,脆性材料可用锤击等方法.试样尺寸不宜过大或过小,一般以手拿方便即可,其形状以便于观察为宜.
2.磨制
1 粗磨:粗磨目的是为了获得一个平整的表面,软材料试样可用锉刀锉平;钢铁材料可用砂轮机磨平.磨削时应注意试样对砂轮的压力不宜过大,以免在试样表面上形成较深的磨痕而增加细磨的困难,磨削时应不断用水冷却试样,以免受热引起组织变化,试样边缘要进行倒角,以免在细磨和抛光时划破砂纸和抛光绒布或造成试样从抛光机上飞出伤人.
2 细磨:细磨分手工磨光和机械磨光两种.
手工磨光是用手拿住试样在金相砂纸上进行.金相砂纸按粗细分为01,02,03,04,05号等.细磨时依次从01磨到05号,钢铁材料一般磨到04号即可,软材料如铝,镁等合金可磨到05号砂纸.细磨时必须注意:
1 细磨时应将砂纸放在光滑平整物体如玻璃板上,手指拿住试样,并使磨面朝下,均匀用力由后向前推行磨削.在回程时,提起试样不与砂纸接触,以保证磨面平整而不产生弧度.
2 每换一号砂纸时,应将试样转90°再磨,使磨削方向与前道磨痕方向垂直,以便观察前道磨痕是否全部消除.
3 每更换一次砂纸之前,应把试样,玻璃和手洗净,以免把粗砂粒带到下一号细砂纸上去.
另外,磨削软材料时,可在砂纸上涂一层润滑剂,如机油,甘油,肥皂水等,以免砂粒嵌入试样磨
机械磨光是在预磨机上进行.预磨机是由电动机带动转盘,转盘分为蜡盘和砂纸盘两种.蜡盘就是把混有金刚砂的熔化石蜡浇在转盘上,待凝固车平后装在预磨机上就可使用.做成不同粗细的金刚砂蜡盘,在生产检验中被大量使用.砂纸盘是把水砂纸剪成圆形,用水玻璃粘在预磨机转盘上,水砂纸按粗细分为200,300,400,500,600,700,800,900号等,一般用200,400,600,800号水砂纸依次磨制即可,用蜡盘和水砂纸盘磨制时,要不断加水冷却.
3. 抛光
抛光由机械抛光,电解抛光,化学抛光等方法,使用最广的是机械抛光.
机械抛光是在抛光机上进行.抛光机由电动机带动抛光盘,抛光盘上铺有不同的抛光布.粗抛时用帆布或粗呢,细抛时用绒布,细呢或丝绸等.抛光过程中要不断向抛光布上倒入适量的水与Cr2O3或Al2O3,MgO等悬浮液.试样的磨面应平正地压在旋转的抛光盘上,压力不宜过大,并使试样从抛光盘边缘到中心不断地作径向往复移动.待试样表面磨痕全部被抛掉而呈现光亮镜面时,抛光即可停止,并将试样用水或酒精洗干净后转入浸蚀.
浸蚀
经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察,只能看到一片亮光,除非某些金属夹杂物如MnS 及石墨等外,不能辨别出各种组织及其形态.因此,必须用浸蚀剂对试样抛光面进行浸蚀,钢铁材料通常用3~5％硝酸酒精溶液.
浸蚀方法是将待观察面浸入浸蚀剂中,或用玻璃棒缠少许脱脂棉蘸取浸蚀剂擦拭的方法.浸蚀时间要适当,当试样抛光亮面呈灰色时就可停止,并立即用清水或酒精清除残酸,用吹风机吹干后,即可在显微镜下进行观察.若试样浸蚀过度,显微组织模糊不清时,须重新抛光和浸蚀,若浸蚀不足,组织不能完全显露时,可进行补充浸蚀.
三,实验设备及材料
1. 设备:金相显微镜,抛光机,砂轮机.
2. 各号金相砂纸,抛光布,抛光膏,脱脂棉,3~5％硝酸酒精溶液,试样,竹夹子等.
四,实验报告要求
1. 简述实验目的,实验内容.
2. 简述金相试样的制备过程.
实验二金属材料的硬度实验
一,实验目的
1. 了解硬度测定的基本原理及应用范围.
2. 了解布氏,洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法.
二,实验原理
硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力,是重要的机械性能之一.它是给初级金属材料软硬程度的数量概念,硬度值越高,表明金属抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难,硬度实验方法简单,操作方便,出结果快,又无损于零件,因此被广泛应用.测定金属硬度的方法很多,有布氏硬度,洛氏硬度和维氏硬度等.
1. 布氏硬度HB
1 布氏硬度试验的基本原理
布氏硬度试验是以一定直径D的钢球上施加一定负荷P,压入被测金属表面如图2-1所示保持一定时间,然后卸荷,根据金属表面的压痕面积F求应力值,以此作为硬度值的计量指标,以HB 表示,则
式中:P—负荷kgf
D—钢球直径mm
h—压痕深度mm
图2-1 布氏硬度实验原理图
由于测量压痕d要比测量压痕深度h容易,将h用d代换,这可由图2-1b中的△Oab关系求出: 2-2
将式2-2代入式2-1即得:
2-3
式2-3中,只有d是变数,所以只要测量出压痕直径d,就可根据已知的D和P值计算出HB值.在实际测量时,可根据HB,D,P,d的值所列成的表,若D,P已选定,则只需用读数测微尺将实际压痕直径d放大10倍的测微尺测量压痕直径d,就可直接查表求得HB值.
由于金属材料有硬有软,所测工件有厚有薄,若采用同一种负荷如3000kgf和钢球直径如10mm时,则对硬的金属适合,而对软的金属就不合适,会使整个钢球陷入金属中;若对厚的工件适合,而对薄的金属则可能压透,所以规定测量不同材料的布氏硬度值时,要有不同的负荷和钢球直径,为了保持统一的,可以相互进行比较的数值,必须使P和D之间保持某一比值关系,以保证所得到的压痕形状的几何相似关系,其必要条件就是使压入角保持不变.
由图2-1b可知:
2-4
将式2-4代入式2-3得:
2-5
式2-5说明,当φ值为常数时,为使HB值相同,P/D2也应保持为一定值,因此对同一材料而言,不论采用何种大小的负荷和钢球直径,只要满足P/D2=常数,所得的HB值都是一样的.对不同材料,所测得的HB值也可进行比较.P/D2比值有30,10,2 .5三种,其试验数据和应用范围可参考表2-1.
表2-1 各种负荷,压头及应用范围
材料种类
布氏硬度
范围
试样厚度
mm
负荷P与钢球直径D之间的关系
钢球直径Dmm
负荷Pkgf
负荷持续时间秒
钢铁
黑色金属
140-450
>6
6-3
<3
P=30D2
10
5
3000
750
187.5
10
同上
6
6-3
6
6-3
6
6-3
70
使用测量硬度质合金,表面淬火层,渗碳层
HRB
1〃/16钢球
100
25~100HB60~230
使用测量有色金属,退火及正火钢
HRC
120 金刚石圆锥
150
20~67HBC230~700
使用测量调质钢,淬火钢
图2-3 洛氏硬度实验原理图
洛氏硬度测定时,需先后两次施加负荷初负荷和主负荷,施加初负荷的目的是使压头与试样表面接触良好,以保证测量结果准确,图5-3中0-0为末加上主负荷的位置,1-1为加上10kgf初负荷后的位置,此时压入深度为h1,2-2位置为加上主负荷后的位置,此时使压入深度为h2,h2包括由加荷所引起的弹性变形和塑性变形.卸荷后,由于弹性变形恢复,压头提高到3-3位置,此时压头的实际压入深度为h3.洛氏硬度就是以主负荷所引起的残余压入深度h=h3-h1来表示的,但这样直接以压入深度的大小表示硬度,将会出现硬的金属硬度小,而软的金属硬度值大的现象,这与布氏强度所表示的硬度大小的概念相矛盾.为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致,故需用一常数K减去h3-h1的差值表示洛氏硬度值.为简便起见又规定每0.002mm 的压入深度作为一个硬度单位即表盘上一小格.洛氏硬度值的计算公式如下:
式中的常数K,当采用金刚石圆锥时,K=0.2用于HRA,HRC,采用钢球时,K=0.26用于HRB.
为此,上式可写为:
2 洛氏硬度试验机的技术要求
1 被测金属表面必须平整光洁.
2 试样厚度应不低于压入深度的10倍.
3两相邻压痕及压痕距试样边缘的距离均不应小于3mm.
4 加初负荷时,应谨防试样与金刚石压头突然碰撞,以免将金刚石压头碰坏.
3 洛氏硬度试验机的结构及操作
HB-150型洛氏硬度试验机的结构如图2-4所示.
图2-4 HB-150型洛氏硬度试验机结构图
它是由加卸负荷和测量两部分组成的.前者都是利用杠杆和砝码,后者是用百分表测量压痕深度的,即洛氏硬度值可直接由百分表盘上读出.
实验时,先将试样置于试样台上,并对准压头,顺时针转动手轮,使试样上升与压头接触,继续缓慢转动手轮使百分表刻度盘上的短时针顺时针转动直到对准红点,然后再转动表盘使表盘上的长针对准0点,此时,压头利用弹簧压缩的方法将10kgf的负荷加到了试样上,然后将负荷手柄缓慢向后推4~5秒钟,于是主负荷加到试样上,主负荷加上后,长针由转动到停止,待持续一秒后,再将负荷手柄向前拉,回到原始位置,待长针停止转动后,长针所指示的读数即为该材料的硬度值.
最后,逆时针回转手轮,使试样台下降,取下试样,放回原处.
三,实验设备及材料
1. 设备:洛氏硬度试验机,HB-3000布氏硬度试验机,读数显微镜;
2. 试样,标准硬度块.
四,实验报告要求
1. 简述布氏,洛氏硬度试验原理.
2. 如何测定金属材料的布氏,洛氏硬度值
3. 进行试验时,应注意哪些基本要求
实验三铁碳合金平衡组织的显微分析
一,实验目的
1. 认识和熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征;
2. 了解含碳量对鉄碳合金平衡组织的影响以及Fe-Fe3C状态图与平衡组织的关系;
3. 了解平衡组织的转变规律,并能应用杠杆定律和显微组织示意图分析碳钢的种类.
4. 熟悉金相显微镜的使用.
二,实验原理
所谓平衡状态指的是鉄碳合金在非常缓慢的冷却条件下完成转变的组织状态.在实验条件下,可以将退火状态下的碳钢组织作为平衡状态下的组织.
1. 观察碳钢显微组织所使用的常规仪器是金相显微镜,金相显微镜的成像原理可以参阅实验一,金相显微镜属于精密光学仪器,使用时要加以小心和爱护,避免将仪器损坏.
2. 为了观察金属的显微组织,需要按下列方法制备试样
1 取样:从所研究的部位处截取试样,试样尺寸最好是厚度及直径均为10至15毫米的圆柱,以便于制样和观察.对于薄板,细线材或需要研究边缘组织时,可将试样镶在塑料中或装入特制的夹具中进行磨样.
2 磨制:试样经砂轮打平,倒角后,用砂纸由粗到细依次将试样磨平,磨制试样时考虑一下怎样磨制试样效率更高,效果更好.
3 抛光:抛光的目的在于去除试样表面的细磨痕,得到平滑的镜面.抛光分机械抛光和化学抛光.
4 浸蚀:抛光的试样在金相显微镜下只能看到夹杂物,要看到金属组织还必须进行浸蚀.由于合金中不同相或不同部位的晶粒耐蚀性不同,试样经浸蚀,表面会出现凸凹不平的情况,由于它们对光线的反射程度不同,在光线下就会呈现不同的明暗区域或线条,这样就可看到金属的金相显微组织.
显示钢铁金相显微组织常用的浸蚀剂是3%到5%的硝酸酒精溶液.
制备试样很费时间,所以要爱护制好的试样表面,更要避免被硬物划伤,在实验过程中不要用手去动试样表面.
3. 铁碳合金的各种基本组织特征
1 铁素体:碳在α—Fe中的固溶体,呈白色块状.
2 渗碳体:铁和碳的间隙化合物.抗蚀能力很强,故是白亮的.一次渗碳体呈板状,分布在莱氏体之间,二次渗碳体是从奥氏体中析出的,呈网状分布在珠光体的边界上.三次渗碳体分布在铁素体的边界上,量少极分散,一般看不到.
铁素体和渗碳体经3%到5%的硝酸酒精溶液浸蚀后都呈白色.若用苦味酸钠热蚀,渗碳体呈黑褐色.由此可以区分铁素体和渗碳体.
3珠光体:它是碳钢含碳量为0.77%的铁素体和渗碳体的机械混和物.铁素体和渗碳体都是片层状,边界易腐蚀,故显微镜下看到的是较密的黑条,若放大倍率较低,条间分不清楚,珠光体是黑色的块状.
4 莱氏体:它是铸铁室温时含碳量为4.3%的铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体基本是白亮的;珠光体是黑色棒状或条纹状.
三,实验内容
1. 观察试样,根据铁碳合金状态图判断各组织组成物,区分金相显微镜下观察到的各种金相显微组织.观察的试样有各种含碳量的铁碳合金,通过观察金相组织,判断所观察的试样是属于哪一类铁碳合金.
2. 画出相应金相试样的组织示意图,标明各组织组成物名称,并注明材料名称,处理条件、浸蚀剂、放大倍数等不要将划痕、夹杂物、锈蚀坑等画到示意图上.
四,实验设备及材料
1. 设备:金相显微镜,金相图谱及放大的金相照片;
2. 材料:各种铁碳合金的显微样品.
五,实验报告要求
1. 写出实验目的;
2. 附上所画组织图,说明各合金自液态冷至室温时组织变化过程,计算室温下各组织组成的相对重量铸铁部分可以选作.
3. 讨论铁碳合金含碳量与组织的关系.
4. 总结实验分析结果,给出你所得到的结论.附表:各种铁碳合金在室温下的显微组织
合金分类
含碳量%
显微组织
工业纯铁
低于0.0218
铁素体F
碳钢
亚共析钢
0.0218~~0.77
F+珠光体P
共析钢
0.77
P
过共析钢
0.77~~2.11
P+二次渗碳体CⅡ
白口铸铁
亚共晶白口铸铁
2.11~~4.3
P+CⅡ+莱氏体Lˊe
共晶白口铸铁
4.3
Lˊe
过共晶白口铸铁
4.3~~6.69
Lˊe+一次渗碳体CⅠ
实验四浇铸条件对铸锭结构的影响
一,实验目的
1. 了解铸造条件对铸锭结构的影响.
2. 运用结晶理论分析铸锭结构
二,实验原理
铸造条件的不同,对铸锭结构有很大影响.铸锭的结晶过程及其组织与模子的种类,浇铸温度,金属的过热温度,变质处理等许多因素有关.这些影响铸锭结构的因素,在课本中已作较详细阐述,本实验是用纯铝熔点为660℃作为浇铸材料,考查模子冷却能力,浇铸温度及过热温度对铸锭结构的影响.
三,实验步骤
1. 考查铸模冷却能力对铸锭结构的影响
备好壁厚5,10,15mm的铁模各一个和制作砂模一个.
将纯铝块装入坩埚中,并放进炉子中加热到680℃.
待铝块熔化后,将坩埚取出,将铝液分别注入铁模和砂模中.
待铝液凝固后,取出铝锭.
2. 考查浇铸温度及过热温度对铸锭结构的影响.
备好壁厚10mm的两个铁模.
将铝块熔化并加热至850℃.
将铝液注入一个模子中,余下的铝液待冷至680℃时,再注入另一模子中.
待凝固后取出铝锭.
试样制备过程
将每一铝锭用钢锯锯成四块,然后用锉刀锉平.
用01,02号砂纸将锉平面磨光.
将磨面洗净后,浸入腐蚀剂中进行浸蚀.视试样表面有一层黑色沉淀可停止腐蚀.
将试样用水洗净,吹干,观察.
四,实验设备及材料
1. 设备:箱式电阻炉,铁模,砂模,钢锯,锉刀,铁钳子;
2. 材料:纯铝锭,腐蚀剂,烧坏.
五,注意事项
1. 用铁钳子从炉子里取出坩埚时,应特别小心,以免铝液烧伤人及损坏仪器.
2. 禁止将铝试样拿到砂轮上磨,以免使铝粘在砂轮上.
腐蚀剂按30mlHNO2+40mlHCl+30mlH2O+5gCu配制.
4. 表皿里同时可浸入2~3试样,但不宜过多,以免产生大量热量将表皿烧杯.
六,实验报告要求
1. 画出各铸锭组织示意图,注明浇铸条件.
2. 应用结晶理论分析所得结果.
分析各铸锭组织结构与缩孔的关系.
实验五金属的塑性变形与再结晶
一,实验目的
1. 分析塑性变形对金属组织的影响.
2. 了解金属经过冷塑性变形后显微组织及机械性能的变化.
3. 掌握变形度与加热温度对再结晶后晶粒大小的影响.
二,实验原理
金属经过冷变形后,产生大量晶体结构上的缺陷,这些缺陷阻碍了变形的进一步发展,在性能上产生加工硬化现象,在显微组织上,则产生晶粒形状上的改变和出现滑移带.
1. 冷变形后金属的显微组织与机械性能
冷加工变形后,晶粒的大小、形状及分布都会发生改变.晶粒沿外力方向被拉长或被缩短,当变形度很大时晶界已不明显,分辨不出晶粒形状,看到的只是纤维状组织.
在变形过程中,由于滑移带的转动及晶粒的破碎,晶格弯曲和冷变形使得位错密度增加,造成临界切应力提高,继续变形发生困难即产生所谓的加工硬化现象.
2. 冷加工变形后金属在加热时的变化
金属经过冷塑性变形以后其金相组织处于不稳定状态,因而在随后的加热升温过程中,会出现回复、再结晶及晶粒长大三个过程.再结晶退火后金属发生软化,即加工硬化被消除.再结晶后金属的机械性能取决于晶粒大小,而晶粒大小则受预先冷变形度和再结晶温度的控制.
变形度对再结晶后晶粒长大的影响特别显著.金属存在一个能进行再结晶的最小变形度,此时会得到过大的晶粒,该变形度被称为临界变形度铝大约3%,当超过临界变形度时,金属的变形度越大,再结晶后的晶粒越小,而超过80%变形度后晶粒又变大.
当变形度一定时,加热温度越高,再结晶进行得越快,再结晶后形成的新晶粒也越大.
三.实验内容
1. 实验材料
本实验使用材料为纯铝片,先将铝板切成条状试片,拉伸前的铝片有一定变形,为消除在剪切过程中铝片所受的冷加工效应,避免影响随后得到的变形度,必须预先将铝片进行退火500 C 保温60分钟,使试片处于软化状态.
2. 加工变形
首先在退火软化的铝片上划好标距如图5-1然后将试样安放到拉伸机上,调整好后进行拉伸,当标距被拉长到需要的长度时即停止拉伸,变形严重不均匀者报废.
100mm
图5-1 实验用的试样
拉伸变形度按下式进行计算:
δ=[L-Lo/Lo]×100%
式中: δ为变形度,以%表示;
Lo为拉伸前标距长度MM;
L为拉伸后标距长度MM;
本实验所用变形度及试样编号由学生自行确定,应注意不要使试样片受到任何冲击和不应有的变形,以保证试验结果的准确.
3. 再结晶退火
各组将拉伸后的铝片按各组制定的退火温度进行退火,加热时要等炉温升到规定的温度再放试样,保温60分钟,试样取出后空冷.
4. 酸侵蚀
将退火完的铝片用混合酸溶液进行侵蚀,待晶粒显出后即停止侵蚀,用水冲洗干净后吹干. 5. 晶粒度测定
铝的形变再结晶晶粒比较粗大,因此肉眼可以直接观测,为了计算晶粒大小,有直接测量晶粒面积或直径法和标准图比较法.其中直径测定法方法如下:
首先在侵蚀好的铝片上用铅笔划4～5条线,每条线的长度以能割10～20个晶粒为限,大晶粒的可以直接目测,细小的可以用放大镜测.数出各直线截着完整的晶粒数及不完整的晶粒数的一半两个不完整的晶粒数算一个,代入下式即可求出晶粒的平均直径Dm.
Dm=L·P·103/z·v μ
式中: L为直线长度;
P为平行直线数目;
Z为总晶粒数;
V为放大倍数{目测为V=1,放大镜测时V不等于1};
三,实验设备及材料
1. 设备:箱式电阻炉,切板机,万能拉伸机,铁钳子,瓷盘;
2. 材料:纯铝片,浓硝酸,浓盐酸,量杯,竹夹子.
四,实验报告要求
1. 绘出各种变形度在退火后的组织示意图;
2. 说明金属在同一退火温度及同一保温时间条件下,不同的预先变形度对再结晶
后组织与性能的影响.
3. 总结分析结果,得出分析结论.
实验六奥氏体晶粒度的测定
一,实验目的
1.进一步明确钢的晶粒度的概念.
2.了解显示出奥氏体晶粒的方法.
3.掌握测定钢中奥氏体晶粒度的方法.
二,实验原理
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着密切的关系.细晶粒
金属材料的机械性能,工艺性能均比较好,它的冲击韧性和强度都比较高,塑性好,易于加工,在淬火时不易变形和开裂.
金属材料的晶粒大小称为晶粒度,评定晶粒粗细的方法称为晶粒度的测定.为了便于统一比较和测定,国家制定了统一的标准晶粒度级别.按晶粒大小分为8级,1～3级为粗晶粒,4～6级为中等晶粒,7～8级为细晶粒.
钢的晶粒度测定,分为测定奥氏体本质晶粒和实际晶粒,本实验首先显示出钢的奥氏体晶粒,然后进行晶粒度测定.下面具体介绍奥氏体晶粒的显示和测定晶粒度的方法.
三,实验内容
1. 奥氏体晶粒的显示
由于奥氏体在冷却过程中发生相变,因而在室温下一般已不存在,要确定钢的奥氏体晶粒大小,必须设法在冷却以后仍能显示出奥氏体原来的形状和大小,常用的方法:
1 常化法
试样加热到所需的温度,保温后在空气中冷却.对中碳钢0.30～0.6%C当加热到Ac3以上温度以后,在空气中冷却时通过临界温度区域,会沿着奥氏体晶粒边界析出铁素体网.对于过共析碳钢试样加热到Acm以上后缓冷,可根据沿晶界析出的渗碳网来确定晶粒度.
2 氧化法
将抛光的试样置于弱氧化气氛的炉中加热一定时间后,放于水中淬火或空气中冷却,试样在炉中形成一层氧化膜,由于晶界较晶内化学活性大氧化深,所以能在100倍显微镜下直接观察到晶粒,如晶界不太清楚可轻度抛光,再用4%苦味酸酒精溶液浸蚀,便可以显露出原来的奥氏体晶粒,看到晶界呈黑色网络,可用于测定亚共析碳钢,共析碳钢及合金钢的奥氏体晶粒度.
3 渗碳法
将试样放于有40%BaCO3+60%木炭或30%Na2CO3+70%木炭的渗碳箱中,加热到920～940℃保温8小时,然后缓慢冷却.此法常用来测定低碳钢的奥氏体晶粒度.
除上述方法以外,还有油淬法,晶界边腐蚀法,金属扩散法等.
2. 测定晶粒度的方法
下面介绍两种测定晶粒度的方法.
1 比较法
测定晶粒度时,把已制备好的试样放在100倍显微镜下进行观察,然后与标准晶粒度级别图进行比较,最近似的晶粒度级别定为试样的晶粒度级别.如果显微镜的放大倍数不是100倍时,仍可按标准晶粒度级别图测定观察时的晶粒度,然后再查有关附表换算成100倍时的标准晶粒度级别,若试样晶粒不均时,则可记7～8级,7～5级等,前一级别的晶粒占多数.
2 弦长计算法
先将待测试样选择有代表性的部位,在显微镜下直接测定,或摄成金相照片,放大倍数一般为100倍,当晶粒过大或过小时,放大倍数可适当小或放大,使视场内不少于50个晶粒为限,用带有标尺或线段亦可为一个圆圈的目镜,数出相截的晶粒总数,如为照片,则在照片上画出几条线段,数出相截的晶粒总数.线段端部或尾部未被完全相截的晶粒,应以一个晶粒计之,然后按下式计算弦的平均长度,查表6-1确定晶粒度级别.
式中:d—弦的平均长度mm
n—线段条数,一般为3条
L—每条线段长度mm
τ—相截晶粒总数
M—放大倍数.
如用带有线段或圆圈的目镜测定时,因线段或圆周长度,已用该放大倍数的显微测微尺标定,所以用上式不再考虑放大倍数.
四,实验设备及材料
1. 设备:金相显微镜;
2. 材料:碳钢试样,各号金相砂纸,抛光布,抛光膏,脱脂棉,3~5％硝酸酒精溶液,试样,竹夹子等. 五,实验报告要求
1. 写出显示奥氏体晶粒的基本原理及常用方法.
2. 简述本实验所用测定奥氏体晶粒度的方法.
3. 讨论温度对奥氏体晶粒大小的影响.
表6-1
晶粒度号
放大100倍时,每64.5mm2面积内所含晶粒数目
实际mm2面积平均含有晶粒数
平均每一晶粒所占面积mm2
计算的晶粒平均直径mm
弦的平均长度mm
最多
最少
平均
-3※
0.09
0.05
0.06
1
1
1
0.886
-2※
0.19
0.09
0.12
2
0.5
0.707
0.627
-1※
0.37
0.17
0.25
4
0.25
0.500
0.444
0.75
0.37
0.5
8
0.125 0.363 0.313 1
1.5 0.75 1
16 0.0625 0.250 0.222 2
3
1.5
2
32 0.0312 0.177 0.157 3
6
3
4
64 0.0156 0.125 0.111 4
12
6
8
128 0.0078 0.088 0.0783 5
24
12
16 256 0.0039 0.062
6
48
24
32
512
0.0019 0.044 0.0391 7
96
48
64 1024 0.0098 0.031 0.0267 8
192
96
128 2048 0.00049 0.022 0.0196 9
384
192
256 4096 0.000244 0.0156 0.0138 10
768
384
512 8192 0.000122 0.0110 0.0098 11 1536 768
16384
0.000061
0.0078
0.0069
12
3072
1536
2048
32768
0.000030
0.0055
0.0049
※为了避免在晶粒度号前出现"一"号,近来有人把-3,-2,-1等晶粒度改写为0000,000及00号. 实验七钢的淬透性测定
一,实验目的
熟悉应用末端淬火法测定钢的淬透性的原理及操作;
绘制淬透性曲线,掌握它的应用.
二,实验原理
在实际生产中,零件一般通过淬火得到马氏体,以提高机械性能.钢的淬透性是指钢经奥氏体化后在一定冷却条件下淬火时获得马氏体组织的能力,它的大小可用规定条件下淬透层的深度表示.通常,将淬火件的表面至半马氏体区50%M体+其余的50%为珠光体类型组织间的距离称为淬透层深度.淬透层的深度大小将因钢的淬透性,淬火介质的冷却能力,工件的体积,工件的表面状态等所影响,所以测定钢的淬透性时,要将淬火介质,工件的尺寸等都规定下来,才能通过淬透层深度以确定钢的淬透性.
三,实验内容
末端淬火法GB225-63规定试样尺寸,长100mm,直径25mm,并带有"台阶",直径30mm,台高3mm.淬火在特定的试验装置上进行如图7-1,在试验之前应进行调整,使水柱的自由喷出高度为65mm,水的温度为10-20℃,试样放入试验装置时,冷却端与喷嘴距离为12.5 mm.
图7-1 末端淬透性实验示意图
试验时,要将待测的一定钢号的试样,加热到奥氏体化温度,保温后由炉中取出,迅速放入淬火的试验装置.这时,试样的一端被喷水冷却,冷却速度约为100℃/秒,而离开淬火端冷却速度逐渐降低,到另一端时约为3～4℃/秒.
试样冷却后,取出,在试样两侧各磨去0.2～0.5mm,得到互相平行的沿纵向的两个狭长的平行平面.在其中的一个平面上,从淬火端开始,每隔 1.5mm测一次硬度HRC,并做出淬透性曲线HRC-X关系曲线.
再由半马氏体硬度曲线,根据钢的含碳量确定半马氏体硬度,并据此在淬透性曲线上找出半马氏体区至水冷却端的距离d,即是末端淬火法确定的该钢淬透性,图7-2表示为J,如J即该钢半马氏体硬度为HRC44,半马氏体区距水冷端距离为10mm,此即该钢的淬透性.
图7-2 端淬曲线
四,实验设备及材料
1. 设备:箱式电阻炉,末端淬火设备,洛氏硬度试验机,砂轮机,铁钳子,游标卡尺;
2. 材料:45号钢试样.
五,注意事项
1. 按要求对淬火试验装置进行调整,必须严格,认真;
2. 要检查试样的表面质量,必须时,应进行处理;
试样两侧磨出的平面应平行,并在测硬度前,应划线定好测硬度的位置,力求准确;
4. 取试样放入淬火装置时,动作要迅速,但要注意安全.
六,实验报告要求
1. 说明本次实验目的;
2. 简述末端淬火法的试验原理和方法;
3. 绘制淬透性曲线;
4. 说明钢的淬透性的实际意义.
实验八碳钢的热处理及组织性能分析
一,实验目的
1. 掌握钢的退火,正火,淬火,回火工艺.
2. 分析含碳量,加热温度,冷却速度,回火温度对碳钢性能的影响.
了解碳钢热处理后的基本组织.
二,实验原理
热处理工艺通常由加热,保温,冷却三个阶段组成.
退火:将钢加热到一定温度,保温一段时间后缓慢冷却,如炉冷.
正火:将钢加热到某一临界温度以上,保温后在空气中冷却.
淬火:将钢加热到某一临界温度以上,保温后快速冷却,如淬入水或油里.
回火:将淬火后的钢再加热到A1线以下某一温度后冷却.
热处理温度的选择
亚共析钢:
淬火,正火,退火的加热温度在Ac3以上30~50℃.
共析钢,过共析钢:
淬火,退火的加热温度,在Ac1以上30~50℃;
正火加热温度在Acm以上30~50℃.
亚共析钢和过共析钢的淬火,退火温度范围不同见图8-1,这是由于如果亚共析钢的淬火温度过低,在Ac1以上30~50℃,这时钢的组织是铁素体和马氏体,使钢件上出现软点.而过共析钢在两相区加热后淬火得到的组织是马氏体和渗碳体.由于渗碳体本身硬度很高,不会影响钢的硬度;相反如果过共析钢加热到奥氏体单相区淬火,得到的组织是马氏体和大量的残余奥氏体,硬度反而要下降.
图8-1淬火加热温度范围
过共析钢在退火时若加热到奥氏体单相区,冷却时将在晶介析出网状渗碳体,使钢的塑性,冲击韧性降低.所以过共析钢退火加热温度不能过高.
过共析钢的正火主要是为了消除已经形成的网状渗碳体,只是加热到Acm线以上才能使网状渗碳体全部溶入奥氏体,由于正火的冷却速度较快,网状渗碳体来不及析出而被消除.
回火温度是根据零件所要求的机械性能确定的,通常将回火分为低温,中温,高温回火:
低温回火:150~250℃所得的组织为回火马氏体,硬度约为HRC60,目的是降低淬火后的应力,减少钢的脆性,但保持钢的高硬度,这种回火常用于切削刀具和量具.
中温回火;350~500℃所得组织为回火屈氏体,硬度约为HRC40,目的是获得高的弹性极限,同时有较好的韧性,主要用于中高碳钢弹簧的热处理.
高温回火:500~650℃所得组织为回火索氏体,硬度约为HRC30,目的是获得既有一定强度,硬度,又有良好冲击韧性的综合机械性能,主要用于中碳结构钢的热处理.
确定保温时间:
保温时间与加热介质,加热温度,钢的成分和工件的形状尺寸等因素有关.生产上一般根据经验公式确定.试验中碳钢所用的保温时间可按每毫米直径1分钟计算.
冷却方法:
热处理时的冷却方法适当,才能获得所要求的组织和性能,退火一般采用随炉冷却.正火多采用空气冷却,大件常进行吹风冷却.淬火的冷却方法非常重要.一方面冷却速度要大于临界冷却速度,以保证得到马氏体组织;另一方面冷却速度应尽量缓慢,以减少内应力,避免变形和开裂.为此,可根据C曲线图见图8-2,估计连续冷却速度的影响.
图8-2 淬火加热温度范围
碳钢的热处理后的显微镜组织
1 共析钢连续冷却时的显微组织:
V1炉冷,得100%的珠光体.
V2空冷,的较细的珠光体即索氏体
V3油冷,得屈氏体和马氏体和残余奥氏体
V4水冷,得马氏体和A残
2 亚共析和过共析钢连续冷却时的显微组织:
亚共析钢的C曲线与共析钢相比,在珠光体转变开始前多一条铁素体析出线.
V1炉冷,得铁素体和珠光体.
V2空冷,得铁素体和索氏体.
V3油冷,得网状分布屈氏体和马氏体可有少量贝氏体.
V4水冷,得马氏体.
过共析钢的转变与亚共析钢相似,不同之处是过共析钢先析出的是渗碳体,并且连续冷却得不到贝氏体.
6. 基本组织金相特征:
1 索氏体S
是铁素体与渗碳体的机械混合物.其片层比珠光体更细密,在显微镜的高倍700倍以上放大才能分辨,硬度约为HRC30.
2 屈氏体T
也是铁素体与渗碳体的机械混合物,片层比索氏体还细密,在一般光学显微镜下无法分辨.当其少时析出时,沿晶介分布,呈黑色网状,包围着马氏体,当析出量较多时,呈大块黑色团状,只有在电子显微镜下才能分辨其中的片层.硬度约HRC35~40.
3 马氏体M
马氏体有两种形态.高碳马氏体呈针叶状,针叶大小不一,互不平行,最先形成的马氏体较粗大,往往横穿整个奥氏体晶粒,将其分割,使以后形成的马氏体针的大小受到限制.并使针与针之间残留有奥氏体.片状马氏体的硬度HRC62~65,韧性较差,低碳马氏体呈板条状,许多平行的板条形成一束,束与束之间有较大的位向差,一个奥氏体晶粒内可有几个马氏体束或区,板条状马氏体的韧性较好.
4 残余奥氏体Ar
奥氏体淬火时,被保留到室温的未转变的部分,在显微镜下呈白亮色,分布在马氏体之间,无固定形态,未经回火时,Ar与M很难区分,都呈白亮色;只有马氏体回火变暗后残余奥氏体才能被辨认.
5 回火马氏体M回
马氏体经低温回火150~250℃所得到的组织为回火马氏体,它仍具有原马氏体形态的特征,针状马氏体由于有极细的碳化物析出,容易受浸蚀,在显微镜下为黑针状,M回具有高的强度和硬度,而韧性和塑性较淬火马氏体有明显改善.
6 回火屈氏体T回
马氏体经中温回火350~500℃所得到的组织为回火屈氏体,保留有模模糊糊的马氏体外形.它是铁素体与细粒状渗碳体组织的混合物,用光学显微镜极难分辨,只有在电镜下才可观察到.回火屈氏体有较好的强度,最佳的弹性,韧性也较好.
7 回火索氏体S回
马氏体经高温回火500~650℃所得到的组织为回火索氏体,它是再结晶了的铁素体基本上分布着粒状渗碳体,回火索氏体具有优良的综合机械性能.
回火屈氏体和回火索氏体是淬火马氏体的回火产物,它的渗碳体呈粒状,且均匀分布在铁素体基体上,而屈氏体和索氏体是奥氏体过冷时直接形成的,它的渗碳体呈片状,所以,回火组织同直接冷却组织相比,在相同的硬度下具有较好的塑性及韧性.
三,实验设备及材料
1. 设备:箱式电阻炉及控温仪表,洛氏硬度试验机,砂轮机,铁钳子;
2. 材料:钢试样,水,油.
四,实验内容
1. 按下表工艺进行热处理操作,并测定经热处理后的各块样品的硬度.
实验任务表
钢号
热处理工艺
硬度值HRC或HRB
换算为HB或HV
预计组织
加热温度
冷却方式
回火温度
1
2
3
平均
45
860
炉冷
空冷
油冷
水冷
水冷
200
水冷
实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察
实验一金相显微镜的使用与金相组织的观察 一、实验目的 1．了解金相显微镜的构造，各个主要部件的效用。 2．掌握正确使用显微镜的操作及维护方法。 3．观察几种式样的金相组织 二、实验概述 （一）金相显微镜的知识及正确使用 1．显微镜放大原理： 利用透镜将物体的像放大，单个透镜的放大倍数是有限的（一般在20倍以下），因此要考虑用另一透镜组将第一次放大的像再行放大，以得到更高更清晰放大倍数的像，显微镜就是根据这一需求设计的。显微镜中装有两组放大透镜，靠近物体的一组为物镜，靠近眼睛的一组透镜称为目镜，但实际上显微镜采用的物镜和目镜都是由复杂的透镜组组成。图1-1为显微镜成像原理图。 图1-1显微镜成像原理图 若将试样AB 置于物镜之前距其一倍焦距(F1)略远一些的位置，由物体反射的光线通过物镜折射后得到一个倒立的放大的实像A′B′，在目镜上观察时，经物镜放大的倒立实像A′B′落在目镜焦距F2内( 在设计时安排好使目镜的焦点位置在F2以内) ，目镜又将A′B′再次放大，人眼在（250mm）的明视距离处，看到一个经两次放大的倒立的虚像A″B″就是我们在显微镜下的物象。总的放大倍数 为物镜的放大倍数与目镜放大倍数的乘积，M总=M 物×M 目 普通光学金相显微镜主要由三大系统构成：既光学系统，照明系统和机械系统。下面简单分述其主要构件的功能与特性。 光学系统：主要包括物镜和目镜，物镜是显微镜最重要的部件，成像质量在很大程度上取决于物镜的质量，它的性能包括数值孔径和分辨率，有效放大倍数及像差校正程度。 A：数值孔径：物镜的数值孔径（N.A）表示物镜的收集光线的能力，增强物镜的聚光能力可使成像的质量提高，它的大小通常以进入物镜的光线锥所张开的角度，既孔径角的大小，公式表示为： N.A=n.sinθ 式中n—物镜与观察物之间介质的折射率 θ—为物镜的孔径半角 因此提高数值孔径有两个途径： a．增大透镜的直径或减小物镜的焦距。实际上sinθ的最大值只能0.9左右，
金相检验操作规程
金相检验操作规程 1.试样 金相试样面积小于400mm2,厚（高）度15-20mm为宜。若试样面积过小，应经镶嵌后再进行磨制。 低倍组织酸侵试样厚度（高）度为20mm左右，酸侵低倍试样检测面应经过车加工或磨加工，表面粗糙度应不大于1.6μm。试样检测面不得由油污及加工伤痕，必要时应预先清除。试样的标识应清晰。 2.高倍检验操作规程 2.1金相试样制备操作规程 2.1.1金相试样的切取 试样切取的方向、部位和数量，应根据有关技术条件的规定。 试样可用手锯、锯床或切割机等切取，必要时也可用气割法切取，但烧割边缘必须与正式试样保持相当距离，以去除热影响区。 取好的试样先在平面磨床或砂轮机上把检测面磨平，磨面上的磨痕应均匀一致。 磨样时应对试样进行冷却，以免金属组织受热发生变化。 2.1.2金相试样的磨制 试样需经粗磨和细磨，粗磨用水磨砂纸，细磨用金相砂纸，应根据需要选择合适的砂纸及磨制道次。磨样时须把前一道的磨痕磨去，方向与前一道的工序相垂直。 磨样时要防止试样磨面温度过高而使组织发生变化。 2.1.3金相试样的抛光 常用的时机械抛光的方法，即把经过细磨的试样在抛光机上进行抛光。抛光织物采取丝绒或绸布，抛光粉采用金刚砂。抛光面光洁度要达到镜面，不允许有夹杂物拖尾、麻点、过热等现象，抛光后将试样清洗干净。 2.1.4金相试样化学侵蚀操作规程 试样侵蚀前抛光面应保持干净，不得有油污或指痕，以免影响所显示组织的清晰度。 试样在盛有侵蚀剂的器皿中侵蚀，侵蚀时试样应轻微摆动，但不可擦伤抛光面。应根据不同的需要选择侵蚀剂，并注意侵蚀适度。侵蚀后试样应保持干燥（在酒精中浸泡、用电吹风吹干），以待观察。 配置侵蚀剂时遵照先加酒精或水、后加酸液的顺序。侵蚀操作时要注意安全，防止酸液或酸雾对人体造成伤害。 2.2金相显微镜操作规程 操作者在使用显微镜前，应仔细阅读显微镜的使用说明书，了解显微镜的功能及使 用方法。初学者操作显微镜应在专人指导下进行。 测试前应保持操作者的手及试样清洁干燥。 接通电源，调节亮度，试样抛光面朝下放置在载物台上。 调焦时遵照先粗调、后微调的顺序，调节时要防止试样碰撞物镜。焦距调整后，按 照操作者的瞳孔间距调节双筒目镜的距离，并对目镜进行微调，使两个眼睛观察到的视 场的清晰程度相同。
金相显微镜使用说明
平和精工汽车配件有限公司 一：目的 为了指导使用人员正确使用及维护此实验仪器，避免因操作失误而影响测量数据的准确性，特制定本操作手册 二：适用范围 本手册只适用于C2003A型金相显微镜使用 三：测量环境： 温度:18～40℃ / 湿度: 55%以下 四：金相显微镜介绍 ●对观察不透明物体的反射照明显微镜一般通称为金相显微镜. ●电脑型金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算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，还能在计算机显示屏幕上观察实时动态图像，电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印 ●金相显微镜的放大原理：显微镜是由两块透镜（物镜和目镜）组成，并借物镜、目镜两次放大、使 物体得到较高的倍数. ●金相显微镜各部件名称 1: 目镜 2：物镜 3：照明推杆4：照明推杆 5：起偏振片 6：视场光栏调节手柄 7：视场光栏调节螺钉 8：滤色片转盘 9：聚光镜调节手柄 10：孔径光栏调节手柄 11：灯箱固定螺钉 12：灯箱
13：三目头 14：粗动手轮 15：微动手轮 16：纵向手轮 17：横向手轮 18：载物台 19：检偏振片推杆 五：照射影像分析前准备 1：确认金相显微镜各配件是否完整无损. 2：确认仪器是否在合格有效期内. 3：试样准备 例如：测量钢材的渗碳层厚度 3-1 对试样进行切割（参照金相切割机操作手册） 3-2 对试样进行镶嵌（参照金相显微镜操作手册） 3-3 对试样进行抛光（参照金相显微镜操作手册） 3-4 对试样进行侵蚀 ( 在某些合金中，由于各相组织物的硬度差别较大，或由于各相本身色泽显著不同，抛光状态下能在显微镜中分辨出它的组织.但大部分的显微组织均需经过不同方向侵蚀，才能显示出各种组织来，常用的 金属组织侵蚀法有化学侵蚀及电解侵蚀法等.)
金相显微镜使用说明书
金相显微镜MM-4XC说明书 部件名称 1目镜 2.观察/摄影功能切换推杆 3.镜体锁紧螺钉 4.三目头 5.限位手轮6台面纵向移动手轮7亮度调节旋钮8.台面横向移动手轮9.电源开关10.视场光栏调中螺钉11.聚光灯调节手柄12.灯泡垂直方向调节旋钮13.灯泡横向调节旋钮14.灯箱 15.滤色片座16.孔径光栏调节手柄17.视场光栏调节手柄18.物镜19.载物台20. 压簧片21.双目头22.起偏振器23.灯箱锁紧螺钉24.调节松紧手轮25.粗动调节手轮26.微动调焦手轮27.带保险丝座的电源插座28.电源插头
技术规范 三目头：倾斜30°。 转换器：四孔滚珠内定位转换器 目镜：10×大视野目镜，焦距25mm，视场Φ18mm。 载物台：双层机械移动式载物台，大小：180mm×150mm，移动范围：15mm×15mm。 滤色镜：蓝滤色片、绿滤色片、黄滤色片和磨砂玻璃。 照明：6V/20w卤素灯，亮度可调，输入电压：220V/50Hz或110V/50Hz。 安装说明 1.把各部分的包装移出，如有需要请把包装保留，以便日后搬运仪器。 2.董凯镜体锁紧螺钉，旋转三目头或双目头面向仪器的正面，然后拧紧锁紧螺钉。 3.依次将物镜安装到转换镜上中。 4.把目镜筒的防尘罩取下然后目镜分别插入目镜筒中。 5.安装灯箱。把灯箱电源插头插入主体电源输出口。 6.把电源线接到相适配的电源插座上。 基本操作 1.照明装置的操作 1)照明器的电源开关和亮度调节旋钮在一起的右下方。整个电气系统都受保险丝管的保 护，保险丝座在电源插座内。 2)打开电源开关，是照明器处于工作状态，参照图2.如果灯不亮，请检查亮度调节旋钮是 否处于过低的位置。 注意：尽量不要使亮度长时间处在最亮位置，以免降低灯泡使用寿命。 2.调焦装置的操作 1）粗动控制由位于架身两侧的粗动手轮实现，微动调焦则由同轴的微动调焦手轮实现。这种同轴的设计提供方便和自流现象。
倒置式金相显微镜的操作规程
倒置式金相显微镜的操作规程 摘要:倒置式金相显微镜的实用操作规范, 可以保证金相显微观察的效果, 也利于设备保护。但是,更重要的是规程背后包含更加丰富的内容, 这才是金相显微镜操作过程中需要深入了解的。本文介绍了倒置式金相显微镜的操作规程, 规程细节的详细分析, 以及在实践教学中应用、维护。 关键词: 倒置式; 金相显微镜; 操作规范; 日常维护; 在有些专业显微镜的使用频率非常高的, 有必要全面提高学生的显微镜技术。生物显微镜的操作, 可参考的文献比较多, 但是文献中介绍金相显微镜操作的比较少, 特别是倒置式金相显微镜。由于对样品观察面与背面平行度没有要求, 制样困难小,倒置式金相显微镜的实际应用非常多; 但现在还看不到一个比较适用、完整的。我们根据实际操作经验, 在正确使用、维护显微镜方面介绍一些经验, 供大家参考。 1. 现有文献的不足 随着技术的提高显微镜在不断地更新换代, 显微镜使用方法也要不断地调整。生物显微镜如此, 金相显微镜也是如此。而所能见到的有关金相显微镜操作方面的国内文献在这方面动作比较慢,不适应现在的要求。 1. 1. 关于变压器 近十几年来, 金相显微镜的变压器都已经实现了内置, 操作者从一般的角度出发, 不用再关心是否要连接到一个变压器上, 是否处于安全电压伏数的问题。国外在80年代初, 国内在80年代末, 基本实现了这一设计。不过, 很多最新出版的有关这方面的专业书籍, 还是沿用陈旧的说明: 注意不要直接插到220伏的电源上, 这就太落伍了。当然, 对于早期的显微镜还是需要考虑的。不过只应在操作说明的特别关注部分注明即可, 基本操作规范还是应该跟上技术、设计的发展。 1. 2. 偏重于正置式金相显微镜 在较早的文献中, 关于金相显微镜的操作类似如下的说明是主流, 为保证在聚焦过程中使物镜触及试样, 操作的次序应该是先调节粗动螺丝, 使物镜接近试样的表面, 再通过目镜观察试样, 调整粗动旋钮, 使物镜朝着离开试样的方向移动。必须养成这种操作习惯。有关金属显微组织检验方法的国家标准中也是这样的叙述: 聚焦调节时, 物镜头部不能与试样接触, 应先转动粗调旋钮使物镜尽量接近试样(目测), 然后从目镜中观察的同时调节粗调旋钮, 使物镜渐渐离开样品直到看到显微组织映像时, 再使用微调旋钮调至映像清晰为止。这样的描述, 适用于正置式金相显微镜, 而不太适用于倒置式金相显微镜, 因为使用者根本无法实现这样的操作, 尤其是在采用高倍物镜时, 根本无法观察到物镜与样品表面的距离变化。 1. 3. 操作、维护混杂在一起 这是最常见的。维护工作对一般操作者来讲不必一定了解, 混杂在一起, 容易干扰重点关注的地方。应单独列出管理者、维护者关注的部分。 1. 4. 没考虑不同厂家的金相显微镜在机械构造上的差异
金相显微镜使用介绍
实验一利用金相显微镜观察金属的显微组织 一、实验目的 1、能正确地掌握基本的金相显微分析方法，正确地使用金相显微镜观察和分析金属显微组织。 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，从而加深理解成分、组织与性能之间 的相互关系。 3、了解铸铁和部份有色金属的显微组织。 二、实验内容： 1、根据铁碳合金相图分析各类成分合金的组织形成过程，并通过对铁碳合金平衡组织的观察和分析，熟悉钢和铸铁的金相组织和形态特征，以进一步建立成分与组织之间相互关系的概念。 2、在金相显微镜下对各种试样进行观察和分析，并确定其所属类型。 3、对碳钢（纯铁、20#钢、45#钢、T8钢、T10钢、T12钢）平衡状态下的组织进行观察，分析含碳量不同时的组织变化、并初步绘制出其显微组织图像。 4、观察铸铁（灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁）显微组织中石墨的典型形状。 5、观察了解有色金属（铝ZL102、黄铜H70）的显微组织。 三、实验设备的使用和注意事项： （一）金相显微镜的构造和使用 1、金相显微镜的构造 本实验使用的金相显微镜的型号为4X型。它由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。 金相显微镜的光学系统如图（一）所示。由灯泡1发出的光线经聚光透镜组2及反光镜8聚集到孔径光栏9，再经过聚光镜3聚集到物镜的后焦面，最后通过物镜平行照射到试样7的表面。从试样反射回来的光线复经物镜组6和辅助透镜5，由半反射镜4转向，经过辅助透镜以及棱镜造成一个被观察物体的倒立的放大实象，该象再经过目镜15的放大，就成为在目镜的视场中能看到的放大映象。
图（一）4X 型金相显微镜的光学系统图（二）4X型金相显微镜的外形结构图4X型金相显微镜的外形结构如图（二）所示。现分别介绍其各部件的功能及使用。 照明系统：在底座内装有一低压（6~8V，15W）灯泡作为光源，由变压器降压供电，靠调节次级电压（6~8V）来改变光的亮度。聚光镜、孔径光栏及反光镜等装置均安装在圆形底座上，视场光栏及另一聚光镜则安在支架上，它们组成显微镜的照明系统，使试样表面获得充分、均匀的照明。 显微镜调焦装置：在显微镜体的两侧有粗动的微动调焦手轮，两者在同一部位。随粗调手轮6的转动，支承载物台的弯臂作上下运动。在粗调手轮的一侧有制动装置，用以固定调焦正确后载物台的位置。微调手轮5使显微镜本体沿着滑轨缓慢移动。在右侧手轮上刻有分度格，每一格表示物镜座上下微动0.002毫米。与刻度盘同侧的齿轮箱上刻有二条白线，用以指示微动升降范围，当旋到极限位置时，微动手轮就自动被限制住，此时，不能再继续旋转而倒转回来使用。 载物台（样品台）：用于放置金相样品，载物台和下面托盘之间有导架。用手推动，可使载物台在水平面上作一定范围的十字定向移动，以改变试样的观察部位。 孔径光栏和视场光栏：孔径光栏装在照明反射镜座上面，调整孔径光栏能够控制入射光束的粗细，以保证物象达到清晰的程度。视场光栏设在物镜支架下面，其作用是控制视场范围，使目镜中视场明亮而无阴影。在刻有直纹的套圈上还有两个调节螺钉，用来调整光栏中心。 物镜转换器：转换器呈球面形，上有三个螺孔，可安装不同放大倍数的物镜，旋动转换器可使各物镜镜头进入光路，与不同的目镜搭配使用，可获得各种放大倍数。 目镜筒：目镜筒呈现45°倾斜安装在附有棱镜的半球形座上，还可将目镜转向90°呈水平状态以配合照相装置进行金相摄影。 2、金相显镜的使用方法及注意事项 金相显微镜是一种精密的光学仪器，使用时要求细心谨慎。在使用显微镜工作之前首先应熟悉其构造特点及各主要部件的相互位置和作用，然后按照显微镜的使用规则进行操作。 （1）金相显微镜的使用规程： 1）首先将显微镜的光源插头插在变压器上，通过低压（6~8V）变压器通电源。 2）根据放大倍数选用所需的物镜和目镜，分别安装在物镜座上及目镜筒内，并使转换器转至固定位置（由定位器定位）。 3）试样放在样品台中心，使观察面朝下并用弹簧片压住。 4）转动粗调手轮先使载物台下降，同时用眼观察，使物镜尽可能接近试样表面（但不 得与试样相碰），然后相反转动粗调手轮，使载物台渐渐上升以调节焦距，当视场亮度增强
金相显微镜使用注意事项
金相显微镜使用注意事项 金相显微镜使用注意事项： （1）操作时必须特别谨慎，不能有任何剧烈的动作。不允许自行拆卸光学系统。 （2）严禁用手指直接接触显微镜镜头的玻璃部分和试样磨面。若镜头上落有灰尘，会影响显微镜的清晰度与分辨率。此时，应先用洗耳球吹去灰尘和砂粒，再用镜头纸或毛刷轻轻擦拭，以免直接擦试时划花镜头玻璃，影响使用效果。 （3）切勿将显微镜的灯泡（6~8V）插头直接插在220V的电源插座上，应当插在变压器上，否则会立即烧坏灯泡。观察结束后应及时关闭电源。 （4）在旋转粗调（或微调）手轮时动作要慢，碰到某种阻碍时应立即停止操作，报告指导教师查找原因，不得用力强行转动，否则会损坏机件。 3.金相显微镜仪器维护 为了使仪器在正常使用条件下，保持它的有效性能，除了必须使用恰当外，还必须注意加强维护保养，现就维护保养问题提出下列几点要求（仅供参考）。 （1）仪器应贮放在空气流通和较干燥的地方，避免过冷过热和接触腐蚀性气体，不能与化学用品（干燥剂除外）同时贮放于同一地方。使用后宜用罩子遮盖并抹擦干净。不用时,要及时移走试样（玻片），用擦镜纸擦拭镜头，并将镜头转成八字式，同时下降镜筒固定，以免物镜镜头与集光器上的透镜相击而受损。再将显微镜装放入木箱内，放置在干燥、通风处。在可能条件下，最好每隔一定的时间，选择天气好的日子，将仪器和附件从木箱中取出，一起在室内宽敞、干燥、空气流通的地方，作两、三小时的室内晾曝。在高温天气作业完毕后，应注意贮放地点的温度，如温差悬殊，用毕后即收藏会在仪器上面产生湿气，容易使仪器发潮损坏。 （2）使用后应给目镜斜管盖上防尘盖子，如没有防尘盖子亦应套上目镜，以免灰尘落入斜管内，影响镜座光具的清洁。 （3）不宜随便拆卸和揩抹光学系统内部的半反射镜。除此之外，在透镜或玻璃表面不慎接触油污尘垢，可用细洁亚麻布或洁净脱脂棉花，沾少许二甲苯拭除（但不能用酒精，以免浸入透镜内层影响质量），由镜头中心向外旋转擦拭，并用擦镜纸或软绸布轻轻拭净,否则易于脱胶，或模糊而影响检测效果。如只是沾上灰尘，可用橡皮小吹风球把灰尘吹掉（不可用口吹），或用软毛笔或用细木棒卷上棉花，轻轻擦除之。镜头表面镀有一层兰透光膜，不要误作污物擦拭，禁止用金属工具来代替棉签进行擦拭。 （4）使用油浸系物镜后，必须立即采用上述方法把油垢除去，抹擦干净，抹时千万小心，特别注意不能按压镜面，否则容易使透镜脱离镜座。 （5）仪器长期使用后，粗动滑板部分及载物台滑动部分可能出现油脂不足或干涸现象，此时应及时添加润滑油脂。粗（微）动机构宜用流动性油脂，载物台滑动部分宜用有适当粘度的（但注意不能含有酸性）油脂。
金相试验操作方法和试验规1
金相试验操作方法和试验规程 1. 试样制备： 1.1 试样截取的方向，垂直于径向，长度不超过8mm。 1.2 试样可用手锯或切割机床等切取，不论用何种方法取样均应注意试样的温度条件，必要时用水冷却，以避免正式试样因过热而改变其组织。 2. 试样的研磨 2.1 准备好的试样，先在粗砂轮上磨平，候磨痕均匀一致后，即移至细砂轮上续磨，磨时须用水冷却试样，使金属的组织不因受热而发生变化。 2.2 经砂轮磨好、洗净、吹干后的试样，随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制，可采用在预磨机上进行磨制，从粗砂纸到细砂纸、再换一次砂纸，试样须转90°角与旧磨良成垂直方向。 2.3 经预磨后的试样，先在抛光机上进行粗抛光(?抛光织物为细绒布、抛光液为W2.5 金刚石抛光膏)，然后进行精抛光(抛光织物为锦丝绒，抛光液为W1.5 金刚石抛光膏)?抛光到试样上的磨痕完全除去而表面像镜面时为止，即粗糙度为Ra0.04以下。 3. 试样的浸蚀 3.1 精抛后的试样，便可浸入盛于玻璃皿之浸蚀剂中进行浸蚀。浸蚀时，试样可不时地轻微移动，但抛光面不得与皿底接触。 3.2 浸蚀剂一般采用4％硝酸酒精溶液。 3.3 浸蚀时间视金属的性质、检验目的及显微检验的放大倍数而定，以能在显微镜下清晰显出金属组织为宜。 3.4 试样浸蚀完毕后，须迅速用水洗净，表面两用，酒精洗净，然后用吹风机吹干。 4. 金相显微组织检验 4.1 金相显微镜操作按仪器说明书规定进行。 4.2 金相检验包括浸蚀前的检验和浸蚀后的检验，浸蚀前主要检验钢件的夹杂物和铸件的石墨形态、浸蚀后的检验为试样的显微组织。按有关金相标准进行检验。 5. 使用金相显微镜注意事项： 5.1 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。 5.2 物镜与试样表面接近时，调节时勿使物镜头与试样接触。 5.3 显微镜不使用时需用防尘罩盖起。
金相显微镜的使用与金相样品的制备实验报告
金相显微摄像 一、实验目的: (一)了解普通金相显微镜的构造与使用方法。 (二)了解金相试样的制备方法。 (三)学习使用金相显微镜观察金相组织。 二、实验设备及材料: 实验设备:金相显微镜、砂轮机、抛光机、吹风机、玻璃板、培养皿、镊子。材料:金相试样、砂纸一套(800,1000,1200 )、抛光液(Al2O3)、腐蚀剂(4% 硝酸酒精溶液)、药棉、酒精 三、实验内容及步骤: 实验内容:(1)用机械抛光和化学侵蚀的方法制备金相样品 (2)观察试样的显微组织,并绘制组织图。 试验步骤:(1)金相样品的截取及镶嵌 (2)金相样品磨光 (3)金相样品的抛光 (4)金相样品的化学侵蚀 (5)显微组织的观察与记录
四、简述金相显微镜的放大原理:显微镜的成象放大部分主要由两组透镜组成。靠近观察物体的透镜叫物镜,而靠近眼睛的透镜叫目镜。通过物镜和目镜的两次放大,就能将物体放大到较高的倍数 五、简述金相显微镜的基本构造 金相显微镜通常由光学系统,照明系统和机械系统三大部分组成,有的显微镜还附有摄影装置 (一)金相显微镜机械装置 显微镜的机械装置要由镜座、镜臂、载物台、镜简、物镜转换器及调焦装置等。它是支持放大、照明部分的支架、具固定与调解光学镜头,固定和移动标本作用。 二)金相显微镜放大部分 放大部分包括接物镜和接目镜。 (三)金相显微镜照明部分 照明部分包括反光镜、滤光镜、虹彩光圈和聚光镜等 六、金相制样的基本过程包括几个方面?这几个方面各是哪些? 制备显微试样包括取样、磨光、抛光及浸蚀四个步骤 1、取样 取样时应根据被分析材料或零件的特点。选择有代表性的部分。试样最适合的尺寸是直径为12mm,高为10mm的圆柱体或面积为12*12㎜2,高10mm的长方体。根据材料性质不同,可用手锯、用车床切削、用锤子击碎以及用砂轮切割等方法截
实验一金相显微镜的操作和使用
工程材料 实验指导书 上海交通大学机械与动力工程学院基础与实验教学中心
目录 实验一铁碳相图平衡组织分析 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 三、实验设备和材料 (3) 四、实验内容和实验报告 (3) 实验二碳钢热处理后显微组织观察 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验原理 (4) 三、实验设备和材料 (6) 四、实验内容和实验报告 (6)
实验一铁碳相图平衡组织分析 一、实验目的 1、观察和分析铁碳合金的平衡组织； 2、分析铁碳合金显微组织的形成过程。 二、实验原理 图1-1 铁碳平衡相图 铁碳合金是目前应用最广泛的工程材料，铁碳合金的平衡组织是研究铁碳合金的性能及相变机理的基础，其相图如1-1所示。通常将缓冷（退火）后的铁碳合金组织看作为平衡组织，具体分类见表1-1。 表1―1 铁碳合金的分类和组织
1、铁碳合金的平衡组织 铁碳合金在常温下只有两相，即铁素体和渗碳体，由于含碳量的不同，这两个基本相的相对量，形状和分布情况有很大的不同，因此呈现各种不同的组织形态。下面介绍一下各种显微组织的基本特征： （1）铁素体：是碳在α—Fe中的固溶体，碳的浓度是可变的，在727℃时达到最大溶解度，为0.0218%，在常温下，碳的浓度为0.0008%左右，铁素体的硬度很低，塑性好，经4%硝酸酒精浸蚀后呈白亮色。含碳量较低时，铁素体呈块状分布，随含碳量增加，铁素体量减少，在接近共析成分时，铁素体呈网状分布在珠光体周围。 （2）渗碳体：是碳与铁的一种化合物，化学式为Fe3C，含碳量很高，达6.69%，坚硬而脆，抗浸蚀能力很强，经4%硝酸酒精浸蚀后成白亮色。在过共晶白口铸铁中的一次渗碳体是从液态中直接结晶成的，故呈条状分布。在过共析钢和亚共晶白口铸铁中的二次渗碳体是从奥氏体中沿晶界析出的，所以呈网状分布在珠光体的周围。由于渗碳体硬度很高，所以在磨面上是突起的。 铁素体和渗碳体经4%硝酸酒精浸蚀后都呈白亮色，若用苦味酸纳溶液浸蚀，铁素体仍为白色，渗碳体则被染成黑褐色，由此可区别铁素体和渗碳体。 （3）珠光体：是铁素体和渗碳体的两相混合物。 片状珠光体是经一般退火后得到的铁素体和渗碳体的片层交叠组织，经4%硝酸酒精浸蚀后，这种组织在显微镜下由于放大倍数不同而有不同的特征，在600倍以上观察时，可见珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白亮色，而边界呈黑色；在400倍左右观察时，由于显微镜鉴别率降低，白亮的细条渗碳体被黑色的边界所“吞没”而呈黑色，这时看到的珠光体是宽条白亮色铁素体和细条渗碳体相间；在200倍以下观察时，宽条白亮色的铁素体也难以区分了，这时的珠光体特征是暗黑色，低碳钢中的珠光体量很少，片间距细小，即使在较高倍观察时也是暗黑色的。 2、各组织的机械性能 为了掌握铁碳合金的机械性能，必须控制各种组织的相对量，已知铁素体软而塑性好，渗碳体硬而脆，珠光体是这两相的机械混合物，莱氏体则是渗碳体和珠光体的混合物。铁素体、渗碳体、和珠光体的机械性能如表1-2。
Axiovert 200MAT金相显微镜操作规程-改
Axiovert 200MAT金相显微镜操作规程金相显微镜属于精密光学仪器，为了保证金相显微镜系统的正常发挥功能，特制定本规程。 金相显微镜由专人使用，专人负责日常维护、保养，任何人未经许可，不得调试该设备。 金相显微镜系统的操作步骤及日常维护、保养注意事项如下： 一、显微镜部分 1.试验前的准备 1.1去掉防尘罩，打开电源。 1.2 调节载物台上同轴旋钮，使从物镜射出的光线位于载物台中心。 2.操作程序 2.1试样制备。 2.2根据需要旋转显微镜物镜转盘选择所需放大倍数。 2.3将制备好的试样置于载物台垫片上，放置应稳固，必要时予以固定。 2.4接通电源。 2.5调整粗/微调旋钮进行调焦，直到从目镜中观察到的图像清晰为止。 2.6转动同轴旋钮切换不同视场观察试面。 二、计算机及图像采集系统 1.打开计算机，启动软件AxioVision Rel. 4.6，点击工具栏预览按钮即可观察 到来自金相显微镜的实时图像。 2.转动同轴旋钮选择合适的视场，在预览窗口中选择显微镜相同的倍率。 3.调节粗/微调旋钮使预览窗口中图像至最清晰，点击工具栏(或预览窗口)中 拍摄按钮采集图像。 4.保存采集成功的图像。 三、日常维护、保养及注意事项 为保证系统的使用寿命及可靠性，注意以下事项： 1，试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）；电源：220V±10%，50HZ；温度：0°C—40°C。 2，调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。 3，在载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。 4，亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也伤害视力。 5，所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 6，关机时要将亮度调到最小。 7，非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。
金相显微镜操作规程
金相显微镜操作规程 金相显微镜属于精密光学仪器，为了保证金相显微镜系统正常的发挥功能，特制定本规程。 金相显微镜由专人使用，专人负责日常维护、保养。任何人未经许可，不得调试该设备。 金相显微镜系统的操作步骤及日常维护、保养注意事项如下： 一、显微镜部分 1、去掉防尘罩，打开电源。 2、将试样置于载物台垫片，调整粗/微调旋钮进行调焦，直到观察到的图像 清晰为止。 3、调整载物台位置，找到关心的视场，进行金相分析。 二、计算机及图像分析系统 将金相显微镜上的观察/照相切换旋钮调至PHOT位置，金相显微镜里观察到的信息便转换到视频接口和摄像头，打开计算机，启动图象分析软件，即可观察到来自金相显微镜的实时的图像，找到关心的视场后将其采集、处理。 三、日常维护、保养及注意事项 为保证系统的使用寿命及可靠性，注意以下事项： 1，试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）；电源：220V±10%，50HZ；温度：0°C—40°C。 2，调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。 3，当载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。 4，亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也有损视力。 5，所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 6，关机时要将亮度调到最小。 7，非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。 8，更换卤素灯时要注意高温，以免灼伤；注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。 9，关机不使用时，将物镜通过调焦机构调整到最低状态。 10，关机不使用时，不要立即该盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 11，不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。 12，非专业人员不要尝试擦物镜及其它光学部件。目镜可以用脱脂棉签蘸1:1比例（无水酒精：乙醚）混合液体甩干后擦拭，不要用其他液体，以免损伤目镜。
金相检验安全操作规程
金相检验安全操作规程 （ISO45001-2018/ISO9001-2015） 1.0目的 为使金相检测的操作有所依循,保证实验的准确性和稳定性。 2.0范围 凡本公司需做金相检验的检测作业,均适用。 3.0作业内容 3.1检验标准 检验项目和标准根据客户要求定。 3.2操作程序 3.2.1金相试样的制备 取样－粗磨－细磨－抛光 3.2.1.1取样 取样要具有代表性，截取过程中应防止组织发生变化。 3.2.1.2粗磨 粗磨一般在专用的砂轮和砂布上进行，目的是将取样所形成的粗糙表面、不规则外形的试样修整成形，为以后的磨制和抛光作好准备。在砂轮上磨制后，为使试样的检验面进一步磨平，在0号或00号砂布上再进行磨制，磨至试样磨面看不到砂轮磨痕为止。粗磨后，将试样和双手清洗干净，以防粗沙粒带入砂纸。 3.2.1.3 细磨 细磨一般在金相砂纸上对粗磨好的试样进一步磨制，为抛光作好准备。细磨一般要由粗到细依次经过800＃1000＃1200＃金相砂纸。每更换一道砂纸转动90
○角，以观察上道砂纸划痕是否全部磨掉。细磨后，将试样和双手冲洗干净。 3.2.1.4抛光 抛光的目的是除去试样磨面上磨痕，使其呈光亮无痕的镜面。抛光在涂有金刚石研磨膏的专用抛光机上进行，并在抛光机上沿半径方向往复移动或转动，以防产生抛光道痕或拖尾。抛光好的试样冲洗干净，并迅速用吹风机吹干。 3.2.2金相组织的浸蚀 3.2.2.1溶液的配制 2—5%硝酸酒精溶液：2—5mL硝酸 95-98mL无水乙醇 3.2.2.2金相组织的显示 一般过程：冲洗抛光试样－酒精擦洗－吹干－浸蚀－冲洗－酒精擦洗－吹干。方法有揩擦法和浸入法两种。 a)揩擦法 揩擦法是用药棉球沾上浸蚀剂揩擦抛光面，直至抛光镜面变成灰暗色，冲洗吹干。 b)浸入法 浸入法是将试样浸入浸蚀剂中，再轻微移动试样，促使气泡逸出，镜面变成灰暗色，取出冲洗吹干。 3.2.3金相试样的观察判定 3.2.3.1铸铁的金相检验 a)灰铸铁(执行标准 GB/T7216-87) 用未浸蚀的试样检验石墨形状和石墨长度。如在同一试样中有不同形状石墨，应观察估计每种形状石墨的百分数，并在报告中依次说明。检验石墨长度，应
金相显微镜的构造及使用.
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库球墨铸铁铸件生产技术课程金相显微镜的构造 及使用 主讲：贺生明 榆林职业技术学院
金相显微镜的构造及使用 一、概述 众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器，它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它就可以将物体放大。但金相显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两组透镜组成。靠近所观察试样的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高倍数（1~1000倍）。图1所示为在显微镜中得到放大物象的光学原理图。 图1金相显微镜光学原理图 ×M目金相显微镜总的放大倍数应为物镜与目镜放大倍数的乘积，即：M 总=M物放大倍数用符号“X”表示，例如物镜放大倍数为25Х，目镜放大倍数为10Х，则显微镜的放大倍数为25×10=250Х。显微镜的主要放大倍数通过物镜来保证，物镜的最高放大倍数可达100Х，目镜的放大倍数可达25Х。放大倍数均分别标注在物镜与目镜上。 在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数。以细节部分观察得清晰为准。 显微镜的鉴别能力（鉴别率）：显微镜的鉴别能力是显微镜也是物镜最重要的特性，它是指显微镜对于试样上最细微部分所能获得清晰映象的能力。物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力，物镜的数值孔径越大，表明物镜的鉴别能力也就是显微镜的鉴别能力越高。物镜的数值孔径与放大倍数一起刻在镜头外壳上，例如镜头上刻有25/0.50，这个0.50即表示物镜的数值孔径。 显微镜质量的好坏，主要取决于：放大倍数、透镜的质量、显微镜的鉴别能力。
二、金相显微镜的构造 金相显微镜最常见的有台式、立式和卧式三大类。金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。现以4XI型台式金相显微镜为例加以说明。 光学系统：由光源、反光镜、物镜组、目镜及多组聚光镜组组成。图2是金相显微镜光路图。 图2金相显微镜光路图 照明系统：由安装在底座上的低压灯泡、聚光镜、反光镜、孔径光栏和安装在支架上的视场光栏和另一聚光镜组成。 机械系统：由载物台（试样台）、物镜转换器（安装多个物镜）、目镜筒（接目镜）、粗调和微调手轮、视场光栏（调节视域大小）和孔径光栏（调节进光 量）组成。图3为金相显微镜构造 图3金相显微镜构造
金相显微镜的使用方法
金相显微镜的使用方法 金相显微镜或是数码金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品。的使用方法，供参考！ 使用方法 1、根据观察试样所需的放大倍数要求，正确选配物镜和目镜，分别安装在物镜座上和目镜筒内。 2、调节载物台中心与物镜中心对齐，将制备好的试样放在载物台中心，试样的观察表面应朝下。 3、将显微镜的灯泡插在低压变压器上（6～8V），再将变压器插头插在220V的电源插座上，使灯泡发亮。 4、转动粗调焦手轮，降低载物台，使试样观察表面接近物镜；然后反向转动粗调焦旋钮，升起载物台，使在目镜中可以看到模糊形象；最后转动微调焦手轮，直至影象最清晰为止。 5、适当调节孔径光阑和视场光阑，选用合适的滤镜片，以获得理想的物像。 6、前后左右移动载物台，观察试样的不同部位，以便全面分析并找到最具代表性的显微组织。 7、观察完毕后应及时切断电源，以延长灯泡使用寿命。 8、实验结束后，应小心卸下物镜和目镜，并检查是否有灰尘等污染，如有污染，应及时用镜头纸轻轻擦试干净，然后放人干燥器内保存，以防止潮湿霉变。显微镜也应随时盖上防尘罩。
日常维护 为保证系统的使用寿命及可靠性，注意以下事项： 1.试验室应具备三防条件：防震（远离震源）、防潮（使用空调、干燥器）、防尘（地面铺上地板）；电源：220V+-10%,50HZ温度：0度-40度. 2.调焦时注意不要使物镜碰到试样，以免划伤物镜。 3.当载物台垫片圆孔中心的位置远离物镜中心位置时不要切换物镜，以免划伤物镜。 4.亮度调整切忌忽大忽小，也不要过亮，影响灯泡的使用寿命，同时也有损视力。 5.所有（功能）切换，动作要轻，要到位。 6.关机时要将亮度调到最小。 7.非专业人员不要调整照明系统（灯丝位置灯），以免影响成像质量。 8.更换卤素灯时要注意高温，以免灼伤；注意不要用手直接接触卤素灯的玻璃体。 9.关机不使用时，将物镜通过调焦机构调整到最低状态。 10.关机不使用时，不要立即该盖防尘罩，待冷却后再盖，注意防火。 11.不经常使用的光学部件放置于干燥皿内。
金相试验方法
金相试验方法
金相试验操作规程 一、目的 规范金相试验操作（包括试样制备、研磨、浸蚀、显微组织检验）。 二、适用 适用于本公司金相试验相关操作。 三、内容 3.1试样的制备 3.1.1试样截取的方向：淬火深度检测时应径向取样，其它应垂直于径向取样，长度、宽度不超过镶嵌机为宜。 3.1.2试样可用切割机床等切取，切割时需用冷却液冷却（试样的温度条件），避免试样因过热而改变其组织。 3.2试样的研磨 3.2.1准备好的试样，先在粗砂轮上磨平，待磨痕均匀后，再至细砂轮上研磨，磨时须用水冷却，防止金属组织发生变化。3.2.2经预磨的试样，在抛光机上进行抛光处理，先进行粗抛光（抛光织物为细布、抛光液为W2.5金刚石抛光膏），然后进行精抛光（抛光织物为棉丝绒，抛光液为W1.5金刚石抛光膏）抛光至试样上的磨痕完全除去且表面粗糙度达到Ra0.04以下。3.3试样的浸蚀 3.3.1精抛后的试样，便可浸入盛有4%硝酸酒精溶液的玻璃器皿中进行浸蚀。浸蚀时，试样可不时轻微移动，但抛光面不得与器
皿底部接触。 3.3.2浸蚀的时间根据金属的性质、检验的目的、放大的倍数而定，以能在显微镜下清晰显示出金相组织为宜。 3.3.3试样浸蚀后应迅速用清水清洗，表面用酒精洗净后，用风机吹干。 3.4试样镶嵌 3.4.1试样浸蚀完成后，将试样放入镶嵌机内（注意试样检测面向下），将镶嵌粉（适量）倒入镶嵌机模腔内，用冲头将镶嵌粉压实。 3.4.2打开电源，设定温度(电玉粉130，胶木粉135-150)与时间（加热时间8分钟时间，不设定则将时间开关调至ON）； 3.4.3当加热时间到后冷却10分钟，打开镶嵌机模腔，取出试样（注意烫伤）。 3.5金相显微组织检验 浸蚀前主要检验钢的夹杂物和铸钢的石墨形态；浸蚀后主要检验钢的显微组织，按金相显微组织标准进行检验判定。 浙江中益机械有限公司 2014-5-19
金相显微镜的构造及使用
金相显微镜的构造及使用 一、实验目的 1．了解普通金相显微镜的构造与使用方法。 2．学习利用金相显微镜进行显微组织分析。 二、金相显微镜的放大原理 众所周知，放大镜是最简单的一种光学仪器，它实际上是一块会聚透镜（凸透镜），利用它就可以将物体放大。但金相显微镜不象放大镜那样由单个透镜组成，而是由两组透镜组成。靠近所观察试样的透镜叫做物镜，而靠近眼睛的透镜叫做目镜。借助物镜与目镜的两次放大，就能将物体放大到很高倍数（~1000倍）。图1所示为在显微镜中得到放大物象的光学原理图。 图1 金相显微镜光学原理图 金相显微镜总的放大倍数应为物镜与目镜放大倍数的乘积，即：M 总=M 物 ХM 目 放大倍数用符号“Х”表示，例如物镜放大倍数为25Х，目镜放大倍数为10Х，则显微镜的放大倍数为25Х10=250Х。显微镜的主要放大倍数通过物镜来保证，物镜的最高放大倍数可达100Х，目镜的放大倍数可达25Х。放大倍数均分别标注在物镜与目镜上。 在使用显微镜观察试样时，应根据其组织的粗细情况，选择适当的放大倍数。以细节部分观察得清晰为准。 显微镜的鉴别能力（鉴别率）：显微镜的鉴别能力是显微镜也是物镜最重要的特性，它事指显微镜对于试样上最细微部分所能获得清晰映象的能力。物镜的数值孔径，表示物镜的聚光能力，物镜的数值孔径越大，表明物镜的鉴别能力也就是显微镜的鉴别能力越高。物镜的数值孔径与放大倍数一起刻在镜头外壳上，例如镜头上刻有
25/0.50，这个050即表示物镜的数值孔径。 显微镜质量的好坏，主要取决于：⑴放大倍数；⑵透镜的质量；⑶显微镜的鉴别能力。 三、金相显微镜的构造及使用 （一）金相显微镜的构造 金相显微镜最常见的有台式、立式和卧式三大类。金相显微镜通常由光学系统、照明系统和机械系统三大部分组成。现以4XI型台式金相显微镜为例加以说明。 光学系统：由光源、反光镜、物镜组、目镜及多组聚光镜组组成。 图2 金相显微镜光路图 照明系统：由安装在底座上的低压灯泡、聚光镜、反光镜、孔径光栏和安装在支架上的视场光栏和另一聚光镜组成。 机械系统：由载物台（试样台）、物镜转换器（安装多个物镜）、目镜筒（接目镜）、粗调和微调手轮、视场光栏（调节视域大小）和孔径光栏（调 节进光量）组成。
倒置金相显微镜安全操作规程
倒置金相显微镜安全操作规程 1内容 本操作规程规定了本公司用于观察金相组织的徕卡倒置式金相显微镜DMILM的相关使用及保养方法，使相关员工能正确使用和维护本公司显微镜。 2范围 本操作规程适用于本公司检验员的操作。 3细则 3.1准备工作 1)检查倒置金相显微镜是否良好。 2)把显微镜放在平整的桌子上。 3)倒置金相显微镜构造如图1所示。 图1倒置金相显微镜 3.2使用 1)被测试样应干燥洁净，其观察面应平整光洁，不得有杂物、凹坑及明显的加工痕迹。 2)取下显微镜防尘罩，打开照明系统电源后，显微镜后部光源灯亮。取下显微镜载物台上的物镜保护盖，将试样平稳放在载物台上。 3)用显微镜直接观察时，调整双目镜的宽度，使双眼能看到同一视场。转动显微镜右侧与载物台相连的手柄，将试样被观察部位移动到视场下，缓慢转动粗调旋钮，当视场内出现模糊的图像时，停止粗调旋钮，改为转动微调旋钮，直到整个视场内出现清晰的图像。 4)转动显微镜底座右侧的照明系统电压调节旋钮，调整光源到适宜亮度。 5)如果要用不同放大倍数进行观察，可转动换物镜旋座到所需要的放大倍数的物镜。 6)如需要对试样组织尺寸进行测量，可通过左侧目镜的目镜测微尺进行尺寸测量。可通过旋转目镜调整微尺方向。 7)如要对试样组织拍照，可通过显微镜与电脑相连的数字摄像头进行拍摄取像，所使用的软件为Profound Iron & Steel 金相图像分析系统软件。 8)使用完毕，盖上物镜保护盖，关闭电源。长时间不使用，则盖上防尘罩。
3.3 Profound Iron & Steel 金相图像分析系统 3.3.1定标 第一次使用，需进行定标。定标就是得到图像像素和常用度量单位间的对应关系，步骤如下： a)打开显微镜。 b)将物台测微尺放于载物台上，打开Profound Iron & Steel 金相图像分析软件，点击图像快速采集按钮，即可观察到显微镜下的图像，使用显微镜调焦系统对图像进行调节，调整好后，点击“抓拍F8”按钮可摄取带有标尺的清晰图像。 c)单击关闭按钮关闭图像摄取窗口，单击“标定标尺”，出现对话框。 d)标尺方式选定“x向线段”，在对话框中输入标尺名称和标尺长度（比如在50×放大倍数下摄取的标尺图像，输入标尺名称为50×，以便于记忆），单位为“公制”。然后在所摄取标尺图像起始处按下鼠标左键，向标尺另一边移动鼠标，直到结束。然后输入选定的测微尺的实际长度，点击“保存标尺”按钮。则50倍放大倍数下的标尺就定好了。 e)如果再定其他倍数下的标尺，重复上述操作。 3.3.2图像处理 a)反色：以图像相反的颜色显示图像，即是对每个像素的像素值都发生变化，灰白图像黑白反转，以突出显示物体。 b)彩色灰度化：将彩色转变为灰色，显示成256级灰度图像。 c)对比度增强：单击该按钮弹出对话框，拖动滑块可调整图像的亮度和对比度。 d)直方图均衡：增强当前图像的对比度和显示动态的边界。 e)二值化：进行阀值分割，将灰度图像转化为二值图像，变成只有两个灰度级的图像，即0和1，1代表物体，0代表背景。 f)二值图像处理：如果初始的阀值分割不能够令人满意，对二值图像的某些形式的出来通常能提高其质量，以便更准确的测量和观察。本软件包括腐蚀、碰撞、开运算、闭运算、收缩、细化、抽骨架、剪枝、粗化、No Touch、填内孔、去孤点、取碎屑、去毛刺等二值图像处理功能。 g)编辑图像：编辑当前图像，对图像像素值直接进行修改，主要作用是孔洞填充、断点连接、分割物体。 h)标注：使用该功能对图像作标注，标注图像的文本信息或迭加标尺等（常用尺寸标注结果已储存，可在对话框“文件”直接打开）。 i)景深扩展：试样不平坦时，景深范围内的图像是清晰的，景深外是模糊的，这是光学系统的物理特征，不能通过调整显微镜来解决。景深扩展功能通过将同一视场不同聚焦面的图像序列进行合成，最终可得到该视场完整清晰的图像。 j)图像拼接：显微镜视野较小，为了得到较大区域的全貌图像，图像拼接功能可以把试样上数幅有关系的图像，通过自动搜索重合区域，拼接成一幅高分辨率的全貌图像。 3.3.3图像变换 a)裁剪：单击“专用”菜单下的“视场设置”，弹出对话框，选择矩形、圆形、椭圆形工具的一种，在图像上单击左键，图像上出现视场，按住左键任意移动视场，选择完毕后，单击“裁剪”按钮。 b)任意角旋转：单击该菜单，弹出对话框，在对话框中输入角度，点击确定，图像可旋转任意角度。 c)水平翻转：将图像水平翻转。