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[制样课堂]金相腐蚀剂的选择

金相组织图片

在进行金相试样的观察、检测中,金相试样的制备是一个很关键的步骤,试样制作的质量直接关系到试样检测的成功与否。整个金相检测过程如下:

1.金相试样切割(取样) 

2.金相试样镶嵌(镶嵌) 

3.金相试样预磨(预磨)

4.金相试样抛光(抛光)

5.金相显微镜检测(观察) 

6.金相图谱分析(分析)

金相腐蚀剂

除某些非金属夹杂物、铸铁中的石墨相、粉末冶金材料中的孔隙等特殊组织外,经抛光后的试样磨面,必须用浸蚀剂进行“浸蚀”,以获得(或加强)图象衬度后才能在显微镜下进行观察。获得衬度的方法很多,据获得衬度过程是否改变试样表面,可分为不改变表面方法,如光学法,和改变试样表面方法,如电化学浸蚀法、物理浸蚀法两大类。

最常用的浸蚀方法是化学浸蚀法。纯金属或单相金属的浸蚀是一个化学溶解过程。晶界处由于原子排列混乱,能量较高,所以易受浸蚀而呈现凹沟。各个晶粒由于原子排列位向不同,受浸蚀程度也不同。因此,在垂直光线照射下,各部位反射进入物镜的光线不同,从而显示出晶界及明暗不同的晶粒。两相或两相以上合金的浸蚀则是一个电化学腐蚀过程。由于各相的组织成分不同,其电极电位亦不同,当表面覆盖一层具有电解质作用的浸蚀剂时,两相之间就形成许多“微电池”。具有负电位的阳极相被迅速溶解而凹下;具有正电位的阴极相则保持原来的光滑平面。试样表面的这种微观凹凸不平对光线的反射程度不同,在显微镜下就能观察到各种不同的组织及组成相。

浸蚀时可将试样磨面浸入浸蚀剂中,也可用棉花粘取浸蚀剂擦拭试样表面。根据组织特点和观察时的放大倍数,确定浸蚀的深浅,一般浸蚀到试样磨面稍发暗时即可。浸蚀后立即用清水冲洗,必要时再用酒精清洗。最后用吸水纸吸干,或用吹风机吹干。

某些贵金属及其合金,化学稳定性很高,难以用化学浸蚀法显示出组织,可采用电解浸蚀法。如纯铂,纯银,金及其合金,不锈钢,耐热钢,高温合金,钛合金等。此外还有其他的显示法如阴极真空浸蚀法、恒电位显示法、薄膜干涉显示法等。对不同的材料,需选用不同的浸蚀剂。

常用浸蚀剂可参考下表

成    

硝酸 1~5mL ,酒精 100mL

几秒--1min

碳钢、合金钢、铸铁

苦味酸 4g ,酒精 100mL

几秒--几分钟

显示细微组织

盐酸 5mL ,苦味酸 1g ,酒精 100mL

几秒--1min , 15min

奥氏体晶粒,回火马氏体

盐酸 15mL ,酒精 100mL

几分钟

氧化法晶粒度

硫酸铜 4g ,盐酸 20mL ,水 20mL

浸入法

不锈钢,氮化层

苦味酸 2g ,氢氧化钠 25g ,水 100mL

煮沸 15min

渗碳体染色,铁素体不染色

盐酸 3 份,硝酸 1 份

静置 24h 浸入法

奥氏体及铬镍合金

盐酸 10mL ,硝酸 3mL ,酒精 100mL

2--10min

高速钢

苦味酸 3~ 5g ,酒精 100mL

浸入法 10--20min

铝合金

盐酸 10mL ,硝酸 10mL

< 70 ℃

铜合金

盐酸 2~5mL ,酒精 100mL

几秒--几分钟

巴氏合金

氯化铁 5g ,盐酸 50mL ,水 100mL

几秒--几分钟

纯铜、黄铜、青铜

盐酸 2mL ,水 100mL

室温

镁合金

硝酸 10mL ,盐酸 25mL ,水 200mL

> 1min

铅及铅锡合金

(来源: http://www.sipmv.com/support/faq/2591/)