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1、实验一金相显微镜的构造及使用实验目的：1、了解金相显微镜的光学原理和构造；2、初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显微镜进行显微组织分析。金相显微镜的基本原理：由灯泡发出一束光线，经过聚光镜组（一）及反光镜，被会聚在孔径光栏上，然后 经过聚光镜组（二），再度将光线聚集在物镜的后焦面上。最后光线通过物镜，用平行光 照明标本，使其表面得到充分均匀的照明。从物体表面散射的成象光线，复经物镜、辅 助物镜片（一）、半透反光镜、辅助物镜片（一）、棱镜与半五角棱镜，造成一个物体的放大 实象。该象被目镜再次放大。照明部分的光学系统是按照库勒照明原理进行设计的，其优点在于视场照明均 匀。利用孔径光栏和视场光栏，可
2、改变照明孔径及视场大小，减少有害漫射光，对提高象 的衬度有很大好处。金相显微镜的主要结构：1.底座组，2。粗微动调焦机构，3.物镜转换器4.载物台，5.目镜管组，6.物镜与目镜金相显微镜的使用方法：1. 一手握住灯座，一手转动压有直纹的偏心圈，即可抽出灯座，将灯泡插入灯座 后，再将灯座插入底座孔内。2. 将底盘电源接好、并开亮灯泡。3. XJP-3A型双目金相显锤微镜为双筒目镜组，需调整两目镜的中心距，使之与 观察者两眼瞳孔距相适应，同时应转动目镜调节圈，使其示值与瞳孔距示值一致，否则会影 响成象质量及齐焦性能。4. 把一个磨得很光亮，大约在100X下进行观察的试样，放在载物台上。此时应 考虑
3、采用适宜孔径的载物片。5. 将10X物镜安装在工作位置上。6. 装上10X目镜，通过显微镜观察，转动粗调焦手轮，在见到所观察试样的象 时，再转动微调焦手轮，直到象清晰为止。7. 旋转视场光栏圈，使光栏缩小，直至视场中出现比目镜视场光栏略小的可变 光栏象。8. 利用两个调节螺钉，使视场中的可变光栏象的中心与目镜视场光栏中心大致重 合。9. 打开视场光栏，使其象恰好消失于目镜视场光栏之外为止。有时为了得到良好 的衬度的象或者消除视场边缘模糊部分，有必要把视场光栏象适当小。10. 调节孔径光栏直径至10毫米（可按照光栏上刻度数定位），在其盖玻片面上放 置磨砂玻璃，其磨砂面应向光栏一面。调节灯泡位置（
4、灯座前后、上下、左右移动），使孔径 光栏获得最明亮而均匀的照明后，再转动偏心圈，将灯座固定在灯座孔中。11. 根据所观察试样的要求，调节孔径光栏的大小。一般使用情况下，可使孔径光 栏在物镜出射瞳孔上的象约占物镜出射瞳孔直径的2/3。要进行这一调节工作，可把目镜 移出镜管，并从镜管中观察物镜后面的情况。12. 仪器需进行显微摄影时（XJP-3A型双目金相显微镜需把其双筒目镜组换成单简 目镜管组），只要把海鸥牌ZA4A型金相显微摄影仪联在仪器底座上，便单筒目镜管左转至 水平位置，套上遮光罩，即可通过摄影仪的监测目镜进行调焦，使其成象清晰，并使其视场 四周亮度及清晰度均匀一致，此时即可进行显微摄影。
5、注意事项：1 .显檄镜不论在使用或存放时，应避免灰尘、潮湿、过冷、过热与含有酸碱性的 蒸气。2. 不W将有腐蚀性的化学品放在显微镜附近，同样不可在显微镜橱内放有腐蚀性 化学品（干燥剂除外）。3. 透镜表面若有污渍时，可用清洁的亚麻布或脱脂纱布沾少许二甲苯或酒精与乙 醚的混合液轻轻揩拭，但不得过多使用酒精，否则透镜胶将会被溶解而出现脱胶现象。4. 显微镜镜筒内之灰尘，可用羊毛织品摩擦过的火漆棒吸去。5. 仪器长期使用后，粗微动座与滑板之间的导轨面、机械移动载物台导轨面及手 动载物台与托盘之间的滑合面可能发生油脂不足或干涸现象。此时应注意及时添加润滑 油脂。所用油脂宜粘度适当，避免酸性。若载物台部
6、位需更换新的油脂，应把它推向一侧，再向上推，使载物台台面与托盘接合 面脱离，就可以取下载物台面及四方导架（应注意导架安放位置，以免重新安装时错位）。用汽油把载物台与托盘之间的上、下滑动面及导向槽、四方导架清洗干净、凉干，然后 用毛刷在滑动面上涂敷一层极薄的润滑油脂，在导向槽中也涂上一层油脂，然后按原来 安装位置装好，前后左右方向推动载物台台面，使其滑动面油脂分布均匀。6. 使用100X油物镜时，香柏油用量应适宜。香柏油过多会流入镜座内，影响物镜 光学性能。100X油浸物镜用后必须将香柏油拭去，再用亚麻布或脱脂纱布沾少许二甲 苯或酒精与乙醚的混合液，将光学零件及机械零件表面擦拭干净。7. 显微镜
7、不用时，整台仪器应用防尘罩罩住。不用的物镜、目镜、10x划目镜、o. 01mm 测微尺，应放入附件盒内。同时应注意；如果物镜和目镜从仪器上卸下后，则必须在物镜螺孔内旋上物镜螺孔荒，而在目镜管上套上目镜筒罩盖，以防止灰尘侵入 自制图片：实验二金相显微试样的制备实验目的：1、学习金相试样的制备过程2、了解金相显微组织的显示方法金相组织分析原理：金相显微分析是研究金属和合金组织的主要方法之一，在生产实际中，为了探索金 属材料的性能，经常需要进行金相组织的检查和分析。金相显微分析就是利用显微镜的 光学理论借助试样表面对光线的反射特点来进行的。为了对金相显微组织进行鉴别和研 究，需要将所分析之金属材料制
8、备成一定尺寸的试样，并经磨制抛光与腐蚀等工序，最 后通过金相显微镜来观察和分析金属的显微组织状态及分布情况。金相样品制备的质量好坏，直接影响到组织观察的结果。如果样品制备不符合特定 的要求，就有可能由于出现假象而产生错误的判断，致使整个分析得不到正确的结论。 因此，为了得到合乎理想的金相显微试样，需要经过一系列的制备过程。金相显微试样的制备过程：1、取样取样是进行金相显微分析中很重要的一个步骤，显微试样的选取应根据研究的 目的，取其具有代表性的部位，例如：在检验和分析失效零件的损坏原因时（废品分析） 除了在损坏部位取样外，还需要在距破坏处较远的部位截取试样，以便比较；在研究铸 件组织时，由于偏
9、析现象的存在，必须从表面层到中心，同时取样进行观察；对于轧制 和锻造材料则应同时截取横向（垂直于轧制方向）及纵向（平行于轧制方向）的金相试样，以 便于分析比较表层缺陷及非金属夹杂物的分布情况；对于一般经热处理后的零件，由于 金相组织比较均匀，试样截取可在任一截面进行。确定好部位后就可把试样截下，试样的尺寸通常采用直径为215mm、度（或 边长）为1215mm的圆柱体或方形试。试样的截取方法视材料的性质不同而异；软的金属可用手锯或锯床切割；对硬而脆的 材料（如白口铸铁测可用锤击打下；对极硬的材料（如淬火钢）则可采用砂轮切片机或 电脉冲加工等切割。但是不论采用哪种方法，在切取过程中均不宜使试样的温
10、度过于升 高，以免引起金属组织的变化，影响分析结果。2、锒嵌3、磨制试样的磨制一般分为粗磨与细磨（1）粗磨 粗磨的目的是为了获得一个平整的表面，同时为了去掉截取时有组织变 化的部分（如氧一乙炔割取的试样的热影响区部分）。钢铁材料试样的粗磨通常在砂轮机 上进行。但在磨制时应注意：试样对砂轮的压力不宜过大，否则会在试样表面形成很深 的磨痕，从而增加了细磨和抛光的困难；要随时用水冷却试样，以免受热的影响而起组 织的变化；试样边缘的棱如没有保存的必要，可先行磨厕倒角），以免在细磨及抛光时 撕破砂纸或抛光布，甚至造成试样从抛光机上飞出伤人。当试样表面平整后，粗磨就告 完成，然后将试样用水冲洗擦干。（2）
11、细磨 经粗磨的试样表面虽较平整但仍还存在有较深的磨痕，如图23所示。 因此，细磨的目的就是消除这些磨痕，以获得一个更为平整而光滑的磨面，并为下一步 抛光作准备。细磨是在一套粗细程度不同的金相砂纸上由粗到细依次序进行的。砂纸号数：180、280、320、0、01、02、03、04、05粒度粗细：粗一细究竟选那几号砂纸，磨到那号为止视钢料和要求的情况而定。对于一般碳钢样品选 用从280至02号砂纸。将砂纸平铺在玻璃板上，一手将试样磨面轻压在砂纸上，并向前推移进行磨削，直 直到磨面上仅留有一个方向的均匀的磨痕为止。在磨面上加的压力应力求均匀，磨面与 砂纸必须完全接触，这样才能使整个磨而平均地进行磨削
12、。为了保证磨面平整而不产生 曲面，磨削应单方向进行，向前推动时进行磨削，然后将磨片提起拉回，在回程中不与 砂纸接触。在更换细一级砂纸时，须将试样的磨削方向调转90*即与上一道磨痕方向垂 直，直到把上一道砂纸所产生的磨痕全部消除为上。此外，在更换砂纸时还应将试样， 玻璃板清理干净，以防粗砂粒带到下一道细砂纸上产生粗的深痕。为了加快磨制速度可采用在转盘上贴有不同型号砂纸的预磨机实现机械磨光。4、抛光细磨后的试样还需进行最后一道磨制工序一抛光，其目的是去除细磨时遗留下来的细微 磨痕，以获得光亮无疵的镜面。机械抛光试样的机械抛光是在专用抛光机上进行的。抛光机的主要结构是由电动 机和水平抛光盘组成，转速
13、300500转/分钟。抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸等 抛光织物。抛光时在抛光盘上抹抛光膏。机械抛光就是靠极细的抛光膏与磨面间产生的相对磨削和滚压作用来消除磨痕。操 作时将试样磨而均匀地压在旋转的抛光盘上（可先轻后重）：并沿盘边缘边到中心不断 作径向往复移动，抛光完后试样表面应看不出任何磨痕而呈光亮的镜面。需要指出的是 抛光时间不宜过长，压力也不可过大，否则将会产生紊乱层而导致组织分析得出错误的 结论。抛光结束后用水冲洗试样并用棉花擦干或吹风机吹干，若只需要观察金属中的各种 夹杂物或铸铁中的石墨形状时，则可将试样直接置于全相显微镜下进行观察。5、浸蚀经抛光后的试样磨面，如果直接放在显微镜下观察
14、时，所能看到的只是一片光亮， 除某些夹杂物或石墨外，无法辨别出各种组织的组成物及其形态特征。因此，必须使用 浸蚀剂对试样表面进行“浸蚀”，才能清楚地显示出显微组织。最常用的金相组织显示方法是化学浸蚀法。化学浸蚀法的主要原理就是利用浸蚀剂 对试样表面所引起的化学溶解作用或电化学作用（即微电池原理）来显示金属的组织。 它们的浸蚀方式则取决于组织中组成相的性质和数量。对于纯金属或单相合金来说浸蚀仍是一个纯化学溶解过程，由于金属及合金的晶界 上原子排列混乱，并具有较高的能量，因此晶界处较为容易被浸蚀而呈观凹沟，；同时 由于每个晶粒中原子排列的位向不同，所以各自的溶解速度各不一样，致使被浸蚀的深 浅程度
15、也有区别，在垂直光线的照射下将显示出明暗不同的晶粒。被浸蚀之晶界因浸蚀而倾斜之面实验中存在的问题：在磨试件时，一定得用力均匀，不然，磨出的平面会出现总有一块磨不平的的情况。 还有就是在换砂纸时，磨的方向一定得换个角度，不然，磨出来的平面磨痕太重 在机械抛光的时候，一定得注意手上的力量的大小，并掌握平衡侵蚀的时候，要把药品抹均匀，要不然显微镜下的图像基本看不清实验三铁碳合金平衡组织观察一、实验目的1、识别和研究铁碳合金（碳钢和白口铸铁）在平衡状态下的显微组织；2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关 系。以下组织的侵蚀剂都是34%硝酸酒精溶液工业纯铁（C=0.
16、01%）100倍图20钢400倍图100倍图400倍图45钢100倍图400倍图65钢10倍图40倍图T8钢10倍图40倍图40倍图T12钢10倍图亚共晶白口铁10倍图40倍图共晶白口铁 10倍图40倍图过共晶白口铁10倍图40倍图亚共析钢的含碳量由于面积不能确定，所以只能以前面的数据得出，C=0.45%含碳量对铁碳合金的组织和性能的影响：含碳量对钢的力学性能的影响：铁碳合金在室温平衡组织均由铁素体和渗碳体组成。铁素体 是软刃相，而渗碳体是脆硬相。珠光体有铁素体和渗碳体组成，珠光体的强度比铁素体高， 比渗碳体低，韧性则相反。感想通过这次实验，对FeFe3C相图中的各个组织有了直观的影响，再联系课本，觉得收获不 小。通过对金相显微镜的学习，懂得了出现小问题，往往都是由粗心造成的，特别是这种对 细节要求很高的实验。
