金属材料质量评估的金相实验方案:
样品制备。
取样:从材料典型部位(如头部、中部、尾部)截取试样,确保代表性。尺寸建议:直径10-15mm、厚度5-10mm的圆柱体或10mm×10mm×15mm的块体。
切割:使用低速精密切割机(如CUTLAM micro 1.1 )避免过热导致组织改变。
镶嵌(可选):对细小或不规则样品,采用泰克诺维冷镶嵌树脂,保护边缘组织。
磨制与抛光:粗磨:依次用180#、400#、600#砂纸打磨,去除切割痕迹。细磨:用800#、1000#、1200#砂纸逐级细化表面。抛光:采用丝绒或呢绒抛光布,配合0.5μm金刚石抛光剂,获得镜面效果。
显微组织显影。
化学腐蚀:钢铁材料:4%硝酸酒精溶液(体积比)腐蚀5-15秒,显影晶界与相组成。铝合金:0.5%氢氟酸水溶液腐蚀10-20秒,显示晶粒形态。铜合金:氯化铁盐酸水溶液(5g FeCl₃ + 10ml HCl + 100ml H₂O)腐蚀3-5秒。
电解抛光(可选):对高硬度材料(如不锈钢),采用电解抛光减少表面应力层干扰。
金相显微观察。
设备:光学金相显微镜(带明场、暗场、偏光功能)或扫描电子显微镜(SEM)。
观察内容:晶粒度:依据ASTM E112标准,通过截距法或比较法评级。相组成:识别铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等,并估算体积分数。夹杂物:按ASTM E45标准评级,区分A类(硫化物)、B类(氧化铝)、C类(硅酸盐)、D类(球状氧化物)。缺陷分析:记录裂纹、孔洞、偏析、带状组织等缺陷的形态与分布。
图像采集与分析。
图像采集:使用高分辨率相机(如500万像素以上)拍摄典型区域金相照片。保存原始图像(如TIFF格式)避免压缩失真。
定量分析:采用图像分析软件(如ImageJ、Olympus Stream)测量晶粒尺寸、相比例、夹杂物面积分数。生成统计报告(如平均晶粒直径、标准差、最大夹杂物尺寸)。
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