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常见金相分析样品截取方式介绍及选择标准

发布时间:2019-01-07 19:08:55  所属类别:金相检验

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在确定金相样品的取样部位及选择面之后,我们需要选择合适的金相样品切割方式,这一过程也是相当重要的一环,是进一步制样的基础。而不管选择何种切割方式,都不能使试样内部发生组织变形,否则将对实验结果产生重大偏差。因此,选择切割过程需要注意几点:防止切割时金属材料发生范性形变,改变金相组织;防止金属材料因受热引起金相组织的变化。除了以上两点之外,切割方式的选择还需要考虑材料的硬度。

常见的切割方式有以下几种方式:

等离子弧切割:利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。其变形层深度约为1500mm。

激光束切割:将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发,以达到切割目的。其变形层深度约为500mm。

电火花线切割:利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。其变形层深度约为50mm。

湿式砂轮切割:采用高速旋转的砂轮片切割。包括湿式砂轮切割、精密湿式砂轮切割。湿式砂轮切割变形层深度约为15mm,而精密湿式砂轮切割可低至5mm。

锯:硬度不高的材料可采用锯的方式切割。其变形层深度约为200mm。

锤击:对于硬而脆的样品,可以用锤击的方式击碎,选取合适的碎片,再进行镶嵌。

一般来说,对于硬度较低的材料,可以用锯、车、刨等加工方法;对于硬度较高的材料,可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法。

其中湿式砂轮切割是金相试样的最佳切割方式。因为其切割过程中加入了高压冷却水,可防止由于表面过热而造成损伤。而电火花线切割,锯或者激光切割等方式都会导致材料切割质量的低劣。

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金相检验相关问答

问:什么叫金相分析中的高倍检验和低倍检验

答:金相分析中的高倍是指放大倍率高的(比如500倍1000倍)检验,而低倍是指放大倍率低的(比如100倍50倍20倍)检验

问:试述金相显微镜物镜的四个主要性能

答:金相显微镜物镜的四个主要性能为: 

1)数值孔径:表征物镜的聚光能力。数值孔径大,物镜的聚光能力强,鉴别能力高。 

2)鉴别率(分辨率):是指物镜对试样上的微细组织分辨清楚的能力。 

3)垂直鉴别率(景深):是物镜对高低不平的物体能够分辨清晰的能力。 

4)放大倍率:表示物镜独自放大实物若干倍的能力,物镜的放大倍率可由光学镜筒长/物镜的焦距求出。显微镜的总放大倍数为: 

      物镜的放大倍数×目镜的放大倍数 

 

问:普通碳素钢平衡状态下常见的显微组织有哪几种?

答:常见的显微组织有奥氏体(高温下)、铁素体、渗碳体、珠光体(铁素体与渗碳体的机械混合物)四类。 

 

 

问:调质钢的金相组织如何检验?

答:调质钢的金相检验:
1、原材料检验
调质工件在淬火前的理想组织应为细小均匀的铁素体加珠光体,这样才能保证在正常淬火工艺下获得良好的淬火组织—细小的马氏体。
2、脱碳层检验
钢材在热加工或热处理时,表面因与炉气作用而形成脱碳层。脱碳层的特征是表面铁索体量相对心部要多或表面全部为铁素体,从而使工件淬火后出现铁素体或托氏体组织,回火后硬度不足,耐磨性和疲劳强度下降。因此,调质工件淬火后不允许有超过加工余量的脱碳层。试样的磨面必须垂直脱碳面,边缘保持完整,不应有倒角。试样的侵蚀剂用硝酸酒精溶液[(99~95mL)工业酒精+(1~5mL)硝酸(HNO3)]即可。脱碳层的具体测量方法可按GB/T224-2008标准进行。
3、淬回火组织
调质钢正常淬火组织为板条状马氏体+少量针状马氏体。当含碳量较低时,如30CrMo,淬火形态特征趋向于低碳马氏体。当含碳量较高,如50CrV,淬火形态特征趋向于高碳马氏体。如果淬火加热温度过低或保温不足,奥氏体未均匀化或淬火前预先热处理不当,未使原始组织变得细匀一致,导致工件淬、回火后的组织为回火索氏体和未溶的铁素体。如果淬火加热温度正常,且保温时间足够,但冷却速度不够,以致不能淬透,结果沿工件截面各部位将得到不同的组织,即从表层至中心依次出现马氏体、马氏体和托氏体、托氏体和铁素体等组织。
当工件淬火温度正常,保温时间足够,且冷却速度也较大,过冷奥氏体在淬火过程中未发生分解,那么淬火后得到的组织应是板条状马氏体和针片状马氏体。在随后的高温回火过程中,马氏体中析出碳化物,最终得到的是均匀且弥散分布的回火索氏体。

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