金相常用浸蚀剂
金相常用浸蚀剂
金相试样抛光完成后，需要进行腐蚀，腐蚀后，才能在金相显微镜上观察不同的金相组织。
金属材料常用的浸蚀剂
浸蚀剂名称 | 成 份 | 浸蚀条件 | 使用范围 |
一、 钢铁材料常用的浸蚀剂 | |||
硝酸酒精溶液 | 硝酸 1 ～ 5ml | 硝酸含量增加时浸蚀速度加快，浸蚀时间自数秒至 60秒 | 适用于显示碳钢及合金结构钢经不同热处理的组织。显示铁素体晶界特别清晰 |
苦味酸酒精溶液 | 苦味酸 4g | 有时可用较淡溶液浸蚀数秒至数分钟 | 能显示碳钢、低合金钢各种热处理组织，特别是显示细珠光体和碳化物。显示铁素体晶界效果不如硝酸酒精溶液 |
苦味酸碱性溶液 | 苦味酸 2 ～ 5g | 加热至60℃使用，浸蚀时间为 5 ～ 30 分钟 | 渗碳体呈暗黑色，铁素体不着色，屈氏体为亮灰色，回火马氏体比淬火马氏体更暗。可显示铸铁枝晶组织 |
混合酸酒精溶液 | 盐酸 5ml | 浸蚀时间，回火时间需 15分钟，显示晶粒大小自数秒至1分钟 | 显示淬火及回火后的奥氏体晶粒，显示回火马氏体组织（ 200 ～ 450 ℃ ） |
混合酸酒精溶液 | 盐酸 10ml | 浸蚀 2 ～ 10 分钟 | 显示高速钢淬火及淬火回火后晶粒大小 |
王水溶液 | 盐酸 (比重1.19)3份 | 浸入试剂内数次，每次 2 ～ 3 秒，并抛光，用水和酒精冲洗 | 显示各类高合金钢组织，用于 Cr-Ni不锈钢的组织显示，晶界、碳化物析出物特别清晰 |
水杨酸 | 水杨酸 10g | 用棉球浸蚀数分钟 | 显示钢及铸铁的一般组织，受浸蚀的珠光体较清晰 |
二、 有色金属材料常用的浸蚀剂 | |||
氧化铁、盐酸溶液 | 配方 (a) (b) (c) | 先擦拭，再浸人试剂中 1 ～ 2 分钟 | 显示黄铜、青铜的晶界，使两相黄铜中的相发暗，铸造青铜枝晶组织图象清晰 |
氢氧化氮、双氧水溶液 | NH4OH (比重0。88)5份 | 用棉花沾上浸蚀剂擦拭。为获得较佳效果应使用新配的H2O2 | 适用于纯铜及单相、多相铜合金组织的显示 |
氢氟酸水溶液 | HF（浓） 0.5ml | 用棉花沾上试剂擦拭10 ～ 20 秒 | 是显示铝及铝合金的一般显微组织 |
浓混合酸溶液 | HF（浓） 10ml | 此液作粗视浸蚀用；若作显微组织，则浸蚀可用水按 9:1冲淡 | 是显示轴承合金粗视组织和显微组织的最佳浸蚀剂 |
合金钢、铸铁及有色金属样品
编号 | 材料 | 状态 | 侵蚀剂 | 组织 |
1 | 40钢 | 调质 | 4%硝酸酒精 | S回 |
2 | 40Cr | 调质 | 4%硝酸酒精 | S回 |
3 | W18CrV | 铸态 | 4%硝酸酒精 | L′d+K+M |
4 | W18Cr4V | 淬火+高温回火 | 4%硝酸酒精 | M回+K粒+A′r |
5 | GCr15 | 淬火+低回 | 4%硝酸酒精 | M回+K |
6 | 灰口铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | P+R |
7 | 可锻铸铁 | 可锻化退火 | 4%硝酸酒精 | F+G |
8 | 球墨铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | P+F+R |
9 | 硅铝明（ZL102） | 铸态 | 0.5HF水溶液 | Si+（α+Si） |
10 | 硅铝明（ZL102） | 铸造变质 | 0.5HF水溶液 | α+（Si+α） |
11 | 单相黄铜（H68） | 退火 | 3%FeCl3+10%Hcl水溶液 | α |
12 | 双相黄铜（H62） | 退火 | 3%FeCl3+10%Hcl水溶液 | α+β |
13 | 锡基巴氏合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | α+β+Cu3Sn |
14 | 铅基巴氏合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | α+β+SnSb+Cu2Sb |
试样材料 | 浸 蚀 剂 | 室温下的显微组织 |
工业纯铁 20钢 45钢 60钢 T8钢 T12钢 T12钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁 | 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 碱性苦味酸钠水溶液（苛性钠苦味酸水溶液） 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 | 铁素体 铁素体 +珠光体 铁素体 +珠光体 铁素体 +珠光体 珠光体 珠光体 +二次渗碳体（亮白色） 珠光体 +二次渗碳体（暗黑色） 珠光体 +二次渗碳体+低温莱氏体 低温莱氏体 一次渗碳体 +低温莱氏体 |
45钢和T12钢经不同热处理后的显微组织
编号 | 热处理工艺 | 显微组织特征 | 放大倍数 |
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | 45钢： 退火： 860炉冷 正火： 860空冷 淬火： 760水冷 860水冷 860油冷 1000水冷 860水淬和200回火 860水淬和400回火 860水淬和600回火 T12钢： 退火： 760球化 淬火： 780水冷 1000水冷 | 珠光体 +铁素体（呈亮白色块状） 细珠光体 +铁素体（块状） 针状马氏体 +部分铁素体（白色块状） 细针马氏体 +残余奥氏体（亮白色） 细针马氏体 +屈氏体（暗黑色块状） 粗针状马氏体 +残余奥氏体（亮白色） 细针状回火马氏体（针呈暗黑色） 针状铁素体 +不规则粒状渗碳体 等轴状铁素体 +粒状渗碳体 铁素体 +球状渗碳体（细粒状） 细针马氏体 +粒状渗碳体（亮白色） 粗片马氏体 +残余奥氏体（亮白色） |
500× 500× 500× 500× 500× 500× 500× 500×
500× 500× |
注：上述所用试样均采用 4%硝酸酒精溶液作浸蚀剂。
序号 | 材 料 | 处 理 工 艺 | 浸 蚀 剂 |
1 | 40Cr或40MnB | 调质 | 4%硝酸酒精 |
2 | GCr15 | 840 ℃ 油冷 200 ℃ 回火 | 同上 |
3 | W18Cr4V | 1280 ℃ 油冷 560 ℃ 回火三次 | 同上 |
4 | 1Cr18Ni9 | 固溶处理 | 王水溶液 |
5 | 灰口铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 |
6 | 可锻铸铁 | 可锻化退火 | 同上 |
7 | 球墨铸铁 | 铸态 | 同上 |
8 | Al-Si合金 | 铸态 | 未浸蚀 |
9 | Al-Si合金 | 变质处理 | 0 . 5%HF水溶液 |
10 | α黄铜 | 退火 | 3% FeCl3+HCl10% 的水溶液 |
11 | α+β 黄铜 | 退火 | 同上 |
12 | 轴承合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 |
金相试样的制备方法
金相分析是研究金属及合金内部组织及缺陷的主要方法之一，它的金属材料研究领域中很要的地位。
为了在显微镜下确切额地，清处地观察到金属内部的显微组织，金属试样必须进行精心的制备，试样制备过程包括 取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀 等工序，间要叙述如下；
一、取样
取样部分及观查面的选择，必需根据被分析材料或零件的失效特点，加工工艺的性能以及研究目的等等因素来确定。
例如，研究铸造合金时，由于它的组织不均匀，应从铸件表面、中心等典型区域分别切取试样，全面进行金相观察。
研究零件的失效原因时，应在失效的部位取样，并在完整的部位取样，以便于作比较的分析。
对于材料，如研究材料基层的缺陷的非金属夹杂物的分析时，应在垂直扎制方向上切取横向试样，研究夹杂物的类型、形状、材料的变形粒度，晶粒被拉长的程度，带状组织等，应在平行于扎向切取纵向试样。
在研究热处理后的零件时，因为组织均匀可自由选取断面试样。对于表面热处理后的零件，要注意观察表面情况，如氧化层、脱碳层、渗碳层等。
取样时，要注意取样方法，应保证不使试样被观察面的金相组织发生变化，对于软材料可用锯，车等方法，硬材料可用金相试样切割机切取或电火花线切割、硬而脆的材料（如白口铁）可用锤击；大件可用氧气切割等。
试样尺寸不要太大，一般以高度 10－25MM ，观察面的边长或直径为 15－25MM 的方形或圆柱形比较为合适。
二、镶样
一般试样不须要镶样，尺寸过于细小，如细丝、薄片、细管或形状不规则。以及有特殊要求（例如要求观察表层组织）的试样，制备时比较困难，需要使用试样佳利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料（如胶木粉、聚乙稀及聚喝树脂等）中。
三、研磨
• 粗磨
软材料（有色金属）可用锉刀锉平。一般钢铁材料通常在砂轮机上磨平。磨样时应利用砂轮侧面，以保证试样磨平，打磨过程中，试样要不断用水冷却，以防温度升高引起试样组织变化，另外，试样边缘的棱角如没有保存的必要，可最后磨圆（倒角），以免在细磨及抛光时划破砂纸或抛光织物。
• 细磨
细磨有手工磨和机械磨两种，手工磨是用手拿试样，在金橡相砂纸上磨平，我国金相砂纸按粗细分为 01 号、 02 号、 03 号、 04 号、 05 号几种。细磨时，依次从 01 号至 05 号必需要注意。每更换一道砂纸时，应将试样的磨制方向调转 90 °方向。
四、抛光
细磨后的试样还需进行抛光，目的是去除细磨时遗留下的磨痕。以获得光亮而无磨痕的镜面。试样的抛光有机械抛光、电解抛光和化学抛光等方法。这里主要介绍机械抛光：
抛光在专有抛光机上进行，抛光机主要由一个电动机和被带动的一个或两个抛光盘组成。抛光盘上有不同材料的抛光织物。粗抛光常用帆布或粗呢，精抛光时常用绒布、细呢或丝绸。抛光时在抛光盘上滴注抛光液（如金刚石抛光喷雾剂），或在抛光盘上涂以膏状抛光剂（如氧化铝、绿碳化硅），抛光时应将试样磨面均匀地平面的压在旋转的抛盘上，压力不宜过大，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。抛光时间不宜过长，试样表面磨痕全部消除且呈光亮的镜面后，抛光既可停止。试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。或直接在硬度计上做硬度测试，或直接在显微镜下观察。
五、浸蚀
除观察试样中某些非金属夹杂物或铸铁中石墨等情况外，金相试样磨面经抛光后，还须进行浸蚀。
常用浸蚀剂表
材料名称 浸 蚀 剂 成 分
钢铁 2% — 4% 硝酸酒精溶液
2% — 4% 苦味酸酒精溶液
铝合金 0 ． 5%HF （浓度）水溶液
1%N 4 OH 水溶液
1%HF+2.5%HNO 3 +1.5%HCI+95%H 2 O
铜合金 8%CaCi 溶液
3%FECI+10%HCI 溶液
轴承合金 2% — 4% 硝酸酒精液
3 份 CH 3 COOH+1 份 NHO 3 混合溶液
常用化浸蚀来显示金属的显微组织 , 对不同的材料 , 显示不同的组织 , 可选不同的浸蚀剂。
浸蚀时可将试样磨样浸如浸蚀剂中 , 也可用面花沾浸蚀剂擦拭表面 , 浸蚀的深浅根据组织
特点和观察时的放大倍数来确定 , 高倍观察时浸蚀要浅一些 , 低倍略深一些 , 单相组织浸蚀重一些 , 双重组织浸蚀轻一些 , 一般浸蚀到试样磨面稍发暗时即可 , 浸蚀后用水冲洗 , 必要是要用酒精清洗 , 最后用吸水纸 ( 或毛巾 ) 吸干 , 或用吹风吹干。
如试样浸蚀过度，显微组织模糊不清时，试样可以重新抛光和浸恃。
mal style="MARGIN: 0cm 0cm 0">
编号 | 材料 | 状态 | 侵蚀剂 | 组织 |
1 | 40钢 | 调质 | 4%硝酸酒精 | S回 |
2 | 40Cr | 调质 | 4%硝酸酒精 | S回 |
3 | W18CrV | 铸态 | 4%硝酸酒精 | L′d+K+M |
4 | W18Cr4V | 淬火+高温回火 | 4%硝酸酒精 | M回+K粒+A′r |
5 | GCr15 | 淬火+低回 | 4%硝酸酒精 | M回+K |
6 | 灰口铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | P+R |
7 | 可锻铸铁 | 可锻化退火 | 4%硝酸酒精 | F+G |
8 | 球墨铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | P+F+R |
9 | 硅铝明（ZL102） | 铸态 | 0.5HF水溶液 | Si+（α+Si） |
10 | 硅铝明（ZL102） | 铸造变质 | 0.5HF水溶液 | α+（Si+α） |
11 | 单相黄铜（H68） | 退火 | 3%FeCl3+10%Hcl水溶液 | α |
12 | 双相黄铜（H62） | 退火 | 3%FeCl3+10%Hcl水溶液 | α+β |
13 | 锡基巴氏合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | α+β+Cu3Sn |
14 | 铅基巴氏合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | α+β+SnSb+Cu2Sb |
试样材料 | 浸 蚀 剂 | 室温下的显微组织 |
工业纯铁 20钢 45钢 60钢 T8钢 T12钢 T12钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁 | 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 碱性苦味酸钠水溶液（苛性钠苦味酸水溶液） 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 | 铁素体 铁素体 +珠光体 铁素体 +珠光体 铁素体 +珠光体 珠光体 珠光体 +二次渗碳体（亮白色） 珠光体 +二次渗碳体（暗黑色） 珠光体 +二次渗碳体+低温莱氏体 低温莱氏体 一次渗碳体 +低温莱氏体 |
45钢和T12钢经不同热处理后的显微组织
编号 | 热处理工艺 | 显微组织特征 | 放大倍数 |
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | 45钢： 退火： 860炉冷 正火： 860空冷 淬火： 760水冷 860水冷 860油冷 1000水冷 860水淬和200回火 860水淬和400回火 860水淬和600回火 T12钢： 退火： 760球化 淬火： 780水冷 1000水冷 | 珠光体 +铁素体（呈亮白色块状） 细珠光体 +铁素体（块状） 针状马氏体 +部分铁素体（白色块状） 细针马氏体 +残余奥氏体（亮白色） 细针马氏体 +屈氏体（暗黑色块状） 粗针状马氏体 +残余奥氏体（亮白色） 细针状回火马氏体（针呈暗黑色） 针状铁素体 +不规则粒状渗碳体 等轴状铁素体 +粒状渗碳体 铁素体 +球状渗碳体（细粒状） 细针马氏体 +粒状渗碳体（亮白色） 粗片马氏体 +残余奥氏体（亮白色） |
500× 500× 500× 500× 500× 500× 500× 500×
500× 500× |
注：上述所用试样均采用 4%硝酸酒精溶液作浸蚀剂。
序号 | 材 料 | 处 理 工 艺 | 浸 蚀 剂 |
1 | 40Cr或40MnB | 调质 | 4%硝酸酒精 |
2 | GCr15 | 840 ℃ 油冷 200 ℃ 回火 | 同上 |
3 | W18Cr4V | 1280 ℃ 油冷 560 ℃ 回火三次 | 同上 |
4 | 1Cr18Ni9 | 固溶处理 | 王水溶液 |
5 | 灰口铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 |
6 | 可锻铸铁 | 可锻化退火 | 同上 |
7 | 球墨铸铁 | 铸态 | 同上 |
8 | Al-Si合金 | 铸态 | 未浸蚀 |
9 | Al-Si合金 | 变质处理 | 0 . 5%HF水溶液 |
10 | α黄铜 | 退火 | 3% FeCl3+HCl10% 的水溶液 |
11 | α+β 黄铜 | 退火 | 同上 |
12 | 轴承合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 |
金相试样的制备方法
金相分析是研究金属及合金内部组织及缺陷的主要方法之一，它的金属材料研究领域中很要的地位。
为了在显微镜下确切额地，清处地观察到金属内部的显微组织，金属试样必须进行精心的制备，试样制备过程包括 取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀 等工序，间要叙述如下；
一、取样
取样部分及观查面的选择，必需根据被分析材料或零件的失效特点，加工工艺的性能以及研究目的等等因素来确定。
例如，研究铸造合金时，由于它的组织不均匀，应从铸件表面、中心等典型区域分别切取试样，全面进行金相观察。
研究零件的失效原因时，应在失效的部位取样，并在完整的部位取样，以便于作比较的分析。
对于材料，如研究材料基层的缺陷的非金属夹杂物的分析时，应在垂直扎制方向上切取横向试样，研究夹杂物的类型、形状、材料的变形粒度，晶粒被拉长的程度，带状组织等，应在平行于扎向切取纵向试样。
在研究热处理后的零件时，因为组织均匀可自由选取断面试样。对于表面热处理后的零件，要注意观察表面情况，如氧化层、脱碳层、渗碳层等。
取样时，要注意取样方法，应保证不使试样被观察面的金相组织发生变化，对于软材料可用锯，车等方法，硬材料可用金相试样切割机切取或电火花线切割、硬而脆的材料（如白口铁）可用锤击；大件可用氧气切割等。
试样尺寸不要太大，一般以高度 10－25MM ，观察面的边长或直径为 15－25MM 的方形或圆柱形比较为合适。
二、镶样
一般试样不须要镶样，尺寸过于细小，如细丝、薄片、细管或形状不规则。以及有特殊要求（例如要求观察表层组织）的试样，制备时比较困难，需要使用试样佳利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料（如胶木粉、聚乙稀及聚喝树脂等）中。
三、研磨
• 粗磨
软材料（有色金属）可用锉刀锉平。一般钢铁材料通常在砂轮机上磨平。磨样时应利用砂轮侧面，以保证试样磨平，打磨过程中，试样要不断用水冷却，以防温度升高引起试样组织变化，另外，试样边缘的棱角如没有保存的必要，可最后磨圆（倒角），以免在细磨及抛光时划破砂纸或抛光织物。
• 细磨
细磨有手工磨和机械磨两种，手工磨是用手拿试样，在金橡相砂纸上磨平，我国金相砂纸按粗细分为 01 号、 02 号、 03 号、 04 号、 05 号几种。细磨时，依次从 01 号至 05 号必需要注意。每更换一道砂纸时，应将试样的磨制方向调转 90 °方向。
四、抛光
细磨后的试样还需进行抛光，目的是去除细磨时遗留下的磨痕。以获得光亮而无磨痕的镜面。试样的抛光有机械抛光、电解抛光和化学抛光等方法。这里主要介绍机械抛光：
抛光在专有抛光机上进行，抛光机主要由一个电动机和被带动的一个或两个抛光盘组成。抛光盘上有不同材料的抛光织物。粗抛光常用帆布或粗呢，精抛光时常用绒布、细呢或丝绸。抛光时在抛光盘上滴注抛光液（如金刚石抛光喷雾剂），或在抛光盘上涂以膏状抛光剂（如氧化铝、绿碳化硅），抛光时应将试样磨面均匀地平面的压在旋转的抛盘上，压力不宜过大，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。抛光时间不宜过长，试样表面磨痕全部消除且呈光亮的镜面后，抛光既可停止。试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。或直接在硬度计上做硬度测试，或直接在显微镜下观察。
五、浸蚀
除观察试样中某些非金属夹杂物或铸铁中石墨等情况外，金相试样磨面经抛光后，还须进行浸蚀。
常用浸蚀剂表
材料名称 浸 蚀 剂 成 分
钢铁 2% — 4% 硝酸酒精溶液
2% — 4% 苦味酸酒精溶液
铝合金 0 ． 5%HF （浓度）水溶液
1%N 4 OH 水溶液
1%HF+2.5%HNO 3 +1.5%HCI+95%H 2 O
铜合金 8%CaCi 溶液
3%FECI+10%HCI 溶液
轴承合金 2% — 4% 硝酸酒精液
3 份 CH 3 COOH+1 份 NHO 3 混合溶液
常用化浸蚀来显示金属的显微组织 , 对不同的材料 , 显示不同的组织 , 可选不同的浸蚀剂。
浸蚀时可将试样磨样浸如浸蚀剂中 , 也可用面花沾浸蚀剂擦拭表面 , 浸蚀的深浅根据组织
特点和观察时的放大倍数来确定 , 高倍观察时浸蚀要浅一些 , 低倍略深一些 , 单相组织浸蚀重一些 , 双重组织浸蚀轻一些 , 一般浸蚀到试样磨面稍发暗时即可 , 浸蚀后用水冲洗 , 必要是要用酒精清洗 , 最后用吸水纸 ( 或毛巾 ) 吸干 , 或用吹风吹干。
如试样浸蚀过度，显微组织模糊不清时，试样可以重新抛光和浸恃。
mal style="MARGIN: 0cm 0cm 0">
编号 | 材料 | 状态 | 侵蚀剂 | 组织 |
1 | 40钢 | 调质 | 4%硝酸酒精 | S回 |
2 | 40Cr | 调质 | 4%硝酸酒精 | S回 |
3 | W18CrV | 铸态 | 4%硝酸酒精 | L′d+K+M |
4 | W18Cr4V | 淬火+高温回火 | 4%硝酸酒精 | M回+K粒+A′r |
5 | GCr15 | 淬火+低回 | 4%硝酸酒精 | M回+K |
6 | 灰口铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | P+R |
7 | 可锻铸铁 | 可锻化退火 | 4%硝酸酒精 | F+G |
8 | 球墨铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | P+F+R |
9 | 硅铝明（ZL102） | 铸态 | 0.5HF水溶液 | Si+（α+Si） |
10 | 硅铝明（ZL102） | 铸造变质 | 0.5HF水溶液 | α+（Si+α） |
11 | 单相黄铜（H68） | 退火 | 3%FeCl3+10%Hcl水溶液 | α |
12 | 双相黄铜（H62） | 退火 | 3%FeCl3+10%Hcl水溶液 | α+β |
13 | 锡基巴氏合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | α+β+Cu3Sn |
14 | 铅基巴氏合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 | α+β+SnSb+Cu2Sb |
试样材料 | 浸 蚀 剂 | 室温下的显微组织 |
工业纯铁 20钢 45钢 60钢 T8钢 T12钢 T12钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁 | 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 碱性苦味酸钠水溶液（苛性钠苦味酸水溶液） 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 4%硝酸酒精溶液 | 铁素体 铁素体 +珠光体 铁素体 +珠光体 铁素体 +珠光体 珠光体 珠光体 +二次渗碳体（亮白色） 珠光体 +二次渗碳体（暗黑色） 珠光体 +二次渗碳体+低温莱氏体 低温莱氏体 一次渗碳体 +低温莱氏体 |
45钢和T12钢经不同热处理后的显微组织
编号 | 热处理工艺 | 显微组织特征 | 放大倍数 |
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | 45钢： 退火： 860炉冷 正火： 860空冷 淬火： 760水冷 860水冷 860油冷 1000水冷 860水淬和200回火 860水淬和400回火 860水淬和600回火 T12钢： 退火： 760球化 淬火： 780水冷 1000水冷 | 珠光体 +铁素体（呈亮白色块状） 细珠光体 +铁素体（块状） 针状马氏体 +部分铁素体（白色块状） 细针马氏体 +残余奥氏体（亮白色） 细针马氏体 +屈氏体（暗黑色块状） 粗针状马氏体 +残余奥氏体（亮白色） 细针状回火马氏体（针呈暗黑色） 针状铁素体 +不规则粒状渗碳体 等轴状铁素体 +粒状渗碳体 铁素体 +球状渗碳体（细粒状） 细针马氏体 +粒状渗碳体（亮白色） 粗片马氏体 +残余奥氏体（亮白色） |
500× 500× 500× 500× 500× 500× 500× 500×
500× 500× |
注：上述所用试样均采用 4%硝酸酒精溶液作浸蚀剂。
序号 | 材 料 | 处 理 工 艺 | 浸 蚀 剂 |
1 | 40Cr或40MnB | 调质 | 4%硝酸酒精 |
2 | GCr15 | 840 ℃ 油冷 200 ℃ 回火 | 同上 |
3 | W18Cr4V | 1280 ℃ 油冷 560 ℃ 回火三次 | 同上 |
4 | 1Cr18Ni9 | 固溶处理 | 王水溶液 |
5 | 灰口铸铁 | 铸态 | 4%硝酸酒精 |
6 | 可锻铸铁 | 可锻化退火 | 同上 |
7 | 球墨铸铁 | 铸态 | 同上 |
8 | Al-Si合金 | 铸态 | 未浸蚀 |
9 | Al-Si合金 | 变质处理 | 0 . 5%HF水溶液 |
10 | α黄铜 | 退火 | 3% FeCl3+HCl10% 的水溶液 |
11 | α+β 黄铜 | 退火 | 同上 |
12 | 轴承合金 | 铸态 | 4%硝酸酒精 |
金相试样的制备方法
金相分析是研究金属及合金内部组织及缺陷的主要方法之一，它的金属材料研究领域中很要的地位。
为了在显微镜下确切额地，清处地观察到金属内部的显微组织，金属试样必须进行精心的制备，试样制备过程包括 取样、镶嵌、磨制、抛光、浸蚀 等工序，间要叙述如下；
一、取样
取样部分及观查面的选择，必需根据被分析材料或零件的失效特点，加工工艺的性能以及研究目的等等因素来确定。
例如，研究铸造合金时，由于它的组织不均匀，应从铸件表面、中心等典型区域分别切取试样，全面进行金相观察。
研究零件的失效原因时，应在失效的部位取样，并在完整的部位取样，以便于作比较的分析。
对于材料，如研究材料基层的缺陷的非金属夹杂物的分析时，应在垂直扎制方向上切取横向试样，研究夹杂物的类型、形状、材料的变形粒度，晶粒被拉长的程度，带状组织等，应在平行于扎向切取纵向试样。
在研究热处理后的零件时，因为组织均匀可自由选取断面试样。对于表面热处理后的零件，要注意观察表面情况，如氧化层、脱碳层、渗碳层等。
取样时，要注意取样方法，应保证不使试样被观察面的金相组织发生变化，对于软材料可用锯，车等方法，硬材料可用金相试样切割机切取或电火花线切割、硬而脆的材料（如白口铁）可用锤击；大件可用氧气切割等。
试样尺寸不要太大，一般以高度 10－25MM ，观察面的边长或直径为 15－25MM 的方形或圆柱形比较为合适。
二、镶样
一般试样不须要镶样，尺寸过于细小，如细丝、薄片、细管或形状不规则。以及有特殊要求（例如要求观察表层组织）的试样，制备时比较困难，需要使用试样佳利用样品镶嵌机，把试样镶嵌在低熔点合金或塑料（如胶木粉、聚乙稀及聚喝树脂等）中。
三、研磨
• 粗磨
软材料（有色金属）可用锉刀锉平。一般钢铁材料通常在砂轮机上磨平。磨样时应利用砂轮侧面，以保证试样磨平，打磨过程中，试样要不断用水冷却，以防温度升高引起试样组织变化，另外，试样边缘的棱角如没有保存的必要，可最后磨圆（倒角），以免在细磨及抛光时划破砂纸或抛光织物。
• 细磨
细磨有手工磨和机械磨两种，手工磨是用手拿试样，在金橡相砂纸上磨平，我国金相砂纸按粗细分为 01 号、 02 号、 03 号、 04 号、 05 号几种。细磨时，依次从 01 号至 05 号必需要注意。每更换一道砂纸时，应将试样的磨制方向调转 90 °方向。
四、抛光
细磨后的试样还需进行抛光，目的是去除细磨时遗留下的磨痕。以获得光亮而无磨痕的镜面。试样的抛光有机械抛光、电解抛光和化学抛光等方法。这里主要介绍机械抛光：
抛光在专有抛光机上进行，抛光机主要由一个电动机和被带动的一个或两个抛光盘组成。抛光盘上有不同材料的抛光织物。粗抛光常用帆布或粗呢，精抛光时常用绒布、细呢或丝绸。抛光时在抛光盘上滴注抛光液（如金刚石抛光喷雾剂），或在抛光盘上涂以膏状抛光剂（如氧化铝、绿碳化硅），抛光时应将试样磨面均匀地平面的压在旋转的抛盘上，压力不宜过大，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。抛光时间不宜过长，试样表面磨痕全部消除且呈光亮的镜面后，抛光既可停止。试样用水冲洗干净，然后进行浸蚀。或直接在硬度计上做硬度测试，或直接在显微镜下观察。
五、浸蚀
除观察试样中某些非金属夹杂物或铸铁中石墨等情况外，金相试样磨面经抛光后，还须进行浸蚀。
常用浸蚀剂表
材料名称 浸 蚀 剂 成 分
钢铁 2% — 4% 硝酸酒精溶液
2% — 4% 苦味酸酒精溶液
铝合金 0 ． 5%HF （浓度）水溶液
1%N 4 OH 水溶液
1%HF+2.5%HNO 3 +1.5%HCI+95%H 2 O
铜合金 8%CaCi 溶液
3%FECI+10%HCI 溶液
轴承合金 2% — 4% 硝酸酒精液
3 份 CH 3 COOH+1 份 NHO 3 混合溶液
常用化浸蚀来显示金属的显微组织 , 对不同的材料 , 显示不同的组织 , 可选不同的浸蚀剂。
浸蚀时可将试样磨样浸如浸蚀剂中 , 也可用面花沾浸蚀剂擦拭表面 , 浸蚀的深浅根据组织
特点和观察时的放大倍数来确定 , 高倍观察时浸蚀要浅一些 , 低倍略深一些 , 单相组织浸蚀重一些 , 双重组织浸蚀轻一些 , 一般浸蚀到试样磨面稍发暗时即可 , 浸蚀后用水冲洗 , 必要是要用酒精清洗 , 最后用吸水纸 ( 或毛巾 ) 吸干 , 或用吹风吹干。
如试样浸蚀过度，显微组织模糊不清时，试样可以重新抛光和浸恃。