2023年金相实验报告

金相实验报告

一、实验名称

金相试样的制备与观测

二、实验项目简介

通过制备试样，并在显微镜下观测XXX的金相组织，使学生掌握

金相试样制备的方法,结识XXX的金相组织和形态特性，建立成分与

组织之间互相关系的概念。

三、实验目的

1.掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法；

2.掌握金相显微镜的使用方法；结识铝合金的金相组织；

4.结合理论，理解铝合金成分与组织之间的互相关系

四、实验规定

1对实验原理与方法的规定：

规定学生掌握相关教材的基本知识，通过查阅手册和文献了解相关

材料常规的金相组织,对有关名词、概念有清楚地结识，了解观测显微

组织的原理、方法和作用。

2对操作技能与仪器设备的规定：

规定学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机

和显微镜的使用，会判断试样制备的好坏。仪器设备：砂轮机、砂纸、

抛光机、金相显微镜等。

3对实验报告的规定：b.记录实验过程；以根据金相照片分析成

分和金相组织的关系；

3.规定用正规实验报告纸，书写清楚。

五、实验所用仪器设备及材料

1.设备：金相显微镜、抛光机、砂轮机。

2.各号金相砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5%硝酸酒精溶液、试样

（成分：XXXXX）O

六、实验环节

⑴金相显微试样的制备

金相试样的制备涉及取样、磨制、抛光和浸蚀等环节。

金相试样的制备过程重要环节

取样产磨制一抛光—浸蚀

I镶嵌I

本实验金相试样制备过程的环节如下:

1.取样

试样的选取应根据被检查材料或零件的特点，取其有代表性的部

位。例如研究零件的失效因素时，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、变形限度、带状组织时

应纵向取样。对一般热解决后的零件，由于组织均匀，可任意取样

取样时应保证试样观测面不发生组织变化，试样尺寸不宜过大或

过小，一般以手拿方便即可，其形状以便于观测为宜。

金相试样(标准样)

2.磨制

(1)粗磨：粗磨目的是为了获得一个平整的表面，使用砂轮机将试样

的棱角磨平。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长细磨的困难，磨削时应不断用水冷却试

样，以免受热引起组织变化，试样边沿要进行倒角，以免在细磨和抛

光时划破砂纸和抛光绒布或导致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。我们这次采用的是手工

磨光。

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

为三个种类等。细磨时依次按照砂纸从粗到细的顺序磨，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）每换一种砂纸时，应将试样转90。再磨,使磨削方向与前道磨

痕方向垂直，以便观测前道磨痕是否所有消除。

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。

此外，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面。

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52。3（或

AI2。3、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沿到中心不断地作径向往复移动。

待试样表面磨痕所有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。

4.浸蚀

经抛光后的试样若直接放在显微镜下观测，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。

浸蚀方法是将待观测面浸入浸蚀剂中，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

微镜下进行观测。若试样浸蚀过度,显微组织模糊不清时，须重新抛光

和浸蚀，若浸蚀局限性，组织不能完全显露时，可进行补充浸蚀。

（二）金相观测

在金相显微镜下观测所制备试样的显微组织特性，并用摄像机拍照

存盘。

金相显微镜下的金相组织（相关编号标准样）

七、金相分析

金相局部放大图（相关编号标准样）

相关编号标准样分析（图中可以看到明显的划痕,应当是金相试样制备时,在打磨抛光

过程中没有做到严格的操作规定所导致的痕迹。整个图像中没有观测到明显的晶界,也许腐蚀的限度、时间

不够，打磨后的试样表面形成的氧化层没有完全去除。本次实验采用的原料为Al、FeSi和CaSi,且采用砂

型铸造，未进行变质解决。图中还可以观测到很多的灰暗部分、，也许就是各种晶粒,但无法看出晶粒的形

状。局部放大图可以更好的分辨出这些暗色部分，分布不是很紧密，间隙中的稍喑部分应当是a-Al固溶体。

图中无法观测到条带状共晶硅和块状初晶硅等。此外还能看到存在一些显微疏松组织，也许是由于铸造过

程中的收缩或气体含量过高导致的。由于试样制备过程的中的缺陷等因素，这次的金相组织并没可以很好

地进行分析。）

八、实验心得体会