如何通過正置金相顯微鏡觀察金屬晶粒度與相組成？

來源：蘇州費馬科儀自動化技術有限公司 2025年07月17日 09:44

　　通過正置金相顯微鏡觀察金屬晶粒度與相組成，需結合樣品制備、顯微鏡參數調節及圖像分析技術，具體步驟如下：

　　一、樣品制備：確保表面質量與組織真實性

　　取樣與切割

　　使用線切割或砂輪切割機從金屬材料上截取代表性試樣（如橫截面或縱截面），避免因局部變形影響組織觀察。

　　鑲嵌與磨平

　　對小尺寸或不規則試樣進行熱鑲嵌（如酚醛樹脂）或冷鑲嵌（如環氧樹脂），固定后依次用240#、400#、600#、800#、1000#、1200#砂紙逐級打磨，每道工序后需用流水沖洗并轉向90°進行下一道打磨，消除前道劃痕。

　　拋光與腐蝕

　　機械拋光：使用0.5μm金剛石拋光膏在絲綢布上拋光至鏡面，無可見劃痕。

　　電解拋光（可選）：對硬脆材料（如高碳鋼）采用電解拋光，避免機械拋光引入偽組織。

　　化學腐蝕：根據金屬類型選擇腐蝕劑（如4%硝酸酒精溶液腐蝕碳鋼，王水腐蝕金），腐蝕時間需通過預實驗確定（通常5-30秒），以清晰顯示晶界或相界。

　　二、顯微鏡操作：優化成像條件

　　光源與對比度調節

　　開啟柯勒照明，調整光源亮度至適中，通過聚光鏡和孔徑光闌控制入射光角度，增強晶界或相界的對比度（如暗場照明可突出晶粒輪廓）。

　　物鏡選擇與放大倍數

　　根據晶粒尺寸選擇物鏡：粗晶材料（如鑄鐵）用10×或20×物鏡；細晶材料（如冷軋鋼）用50×或100×物鏡。總放大倍數建議為500×-1000×，兼顧視野范圍與細節分辨率。

　　調焦與圖像采集

　　先低倍粗調焦至圖像清晰，再切換高倍物鏡微調，避免壓碎樣品。使用CCD相機或手機適配器采集圖像，保存為TIFF或JPEG格式以便后續分析。

　　三、圖像分析：定量評估晶粒度與相組成

　　晶粒度測定

　　比較法：將采集圖像與ASTME112標準評級圖對比，確定晶粒度級別（如6-8級）。

　　截線法：在圖像上繪制等間距直線，統計直線與晶界的交點數，計算平均晶粒直徑（公式：d=NL?，其中L為直線長度，N為交點數）。

　　相組成分析

　　根據腐蝕后顏色差異區分不同相（如鐵素體為白色，珠光體為暗色），使用圖像分析軟件（如ImageJ）計算各相面積占比，評估材料熱處理狀態（如淬火+回火組織中馬氏體與殘余奧氏體的比例）。

　　四、注意事項

　　腐蝕后需立即用酒精沖洗并吹干，防止過度腐蝕導致組織模糊。

　　觀察時避免顯微鏡鏡頭接觸樣品，防止劃傷物鏡。

　　對非金屬夾雜物或第二相顆粒，可結合能譜儀（EDS）進行成分分析，確認相類型（如TiC、Al?O?等）。

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