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銅及銅合金試樣製備技術

2016-04-28 16:26:00

一、宏觀分析

1. 試樣的製備

試樣需磨平,熱蝕前試樣表麵的油汙需清洗幹淨。侵蝕劑為1:1硝酸水溶液,加熱溫度約50~70℃,時間約5分鍾。觀察麵上如有一層黑色的氧化膜,可用稀鹽酸溶液擦掉。

2.常見的缺陷

縮孔、疏鬆、氣孔、偏析、外來非金屬和金屬夾雜、鑄造粗晶、冷隔。

二、微觀分析

1. 試樣的製備

試樣在磨光前可用銼刀將樣品銼平並倒角。然後逐步經400﹟、600﹟、800﹟、1000﹟、03﹟、05﹟SiC水砂紙及金相砂紙磨平, 最理想是砂紙上塗抹汽油起潤滑作用,在換用下一道砂紙時應清潔試樣,可以避免將上道較粗的砂粒帶到細紗紙上,同時將原來磨製的方向改變90°。

銅和銅合金質地較軟,磨光時需均勻用力,著力不可太重,切忌順序使用兩種金相砂紙的粒度相差太大,含使前一加工所留下粗大磨痕為表層金屬流動和金屬粉末填充,造成表麵磨得很好的錯覺,在組織顯示過程中,這種缺陷會暴露出來。

大批試樣常規金相檢驗時,最簡便的方法將金相砂紙代替拋光絲絨置於轉速在500~600轉/分的金相磨拋機上逐道磨光。

2. 試樣的拋光

經最後一道砂紙磨過的試樣,經水衝洗後即置於拋光機上進行拋光。拋光絲絨最理想。

拋光粉常用的有以下幾種:

1) 氧化鋁 硬度高,切削力強,對質地教硬的兩相合金是一種理想的拋光磨料。

2) 氧化鉻 硬度低於氧化鋁其切削能力比氧化鋁差,但對純銅、單相銅合金,如鈹青銅、銅鈦等廣泛使用。

3)氧化鎂 硬於氧化鋁、氧化鉻,其顆粒具有尖銳磨削刀口,作銅及銅合金的精拋光用。

軟軟的銅合金,常采用浸蝕拋光的方法消除幹擾變形層和拋光條紋。

粗拋:氧化鉻或W3~W5金剛石研磨膏

精拋:氧化鎂或W0.5~W2.5金剛石研磨膏

化學拋光劑:

①50ml正磷酸+28ml冰醋酸+22ml硝酸

②3份硝酸+1份鹽酸+1份磷酸+5份冰醋酸

③10g三氯化鐵+8ml鹽酸+50ml酒精+50ml水

①號試劑浸蝕時間約5~9秒,若晶粒不清晰,可在③號試劑中浸蝕2~3秒,可獲得清晰組織。

電解拋光劑:

① 純銅:蒸餾水 175ml,磷酸 825ml

電壓:1~1.6V ,時間:10~40分,陰極:Cu

② α、α+β、Cu-Fe、Cu-Co:蒸餾水 600ml,磷酸 400ml

電壓:1~2V,時間:1~15分,陰極:純銅或不鏽鋼

③ 黃銅、青銅:蒸餾水 300ml,磷酸 700ml

電壓:1.5~18V,時間:5~18分,陰極:純銅

3. 試樣的組織顯示

純銅和單相銅含金的化學浸蝕,是由於晶界處原子排列缺陷多,自由能高,因而首先溶解而成凹溝,在顯微鏡下即可看出晶粒,有時為了增加晶粒的對比,和退火後的雙晶帶,可延長浸蝕時間。

兩相和多相銅含金的化學浸蝕其作用原理不同於紫銅和單相銅合金,它主要是一個電化學腐蝕過程。

由於合金中組成相的電極電位不同,因而當浸蝕劑浸入時,就形成了一個微小的電池,具有較高負電位的一相成為微電池的陽極,而優先溶解於試劑中而成凹窪,具有較高正電位的另一相則為陰極,不受浸蝕,因而使不同的相區分開來。

常用侵蝕劑

1.氫氧化銨 50ml+水50ml+雙氧水20ml

適用銅和富銅合金,可顯示晶界,使α相發暗,β相發亮

2.FeCl3+HCl+H2O溶液

適用紫銅、黃銅、青銅、鋁青銅,使黃銅中β相變色

3.50ml 10%的鉻酐水溶液,使用前加幾滴鹽酸

除顯露晶界處,顯示含氧的夾雜物,冷變形銅的雙晶黃銅中的α相呈橙黃色,β相呈檸檬黃色。錫青銅中α相不受浸蝕,δ相發暗

4.硝酸鐵1g+水100ml

顯示純銅的晶界

5. 過硫酸銨10g +水90ml

顯示紫銅、黃銅、鋁青銅的組織

6. 鉻酐1g+水100ml ,電壓6V,時間3~6s,陰極 純鋁

用於鋁青銅,鈹青銅

7. 85﹪磷酸400ml+水600ml ,電壓 1~2V,時間1~15分,陰極 純銅或不鏽鋼

用於單相或兩相黃銅、銅鐵、銅鈷合金

 

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