金相

金屬或合金內部結構

指金屬或合金的化學成分以及各種成分在合金內部的物理狀態和化學狀態。 金相組織是反映金屬金相的具體形態，如馬氏體，奧氏體，鐵素體，珠光體等等。廣義的金相組織是指兩種或兩種以上的物質在微觀狀態下的混合狀態以及相互作用狀況。

金屬材料的內部結構，只有在顯微鏡下才能觀察到。在顯微鏡下看到的內部組織結構稱為顯微組織或金相組織。鋼材常見的金相組織有：鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體等。

1、備好砂紙、拋光布、拋光劑等等，首先，切取金相塊體試樣，尺寸大約為20mm×20mm×20mm，可以採用線切割，可以使用鋸牀；對於小塊樣上去金相樣，也可以手工鋸切。

2、選擇一個面，確定為磨樣面。備好砂紙。

3、把試樣磨平有兩種方法，如果有自動磨樣機拿到自動磨樣機上磨，就是磨樣機轉速大一點好；如果沒有磨樣機放在平板上磨即可，磨樣過程得加水。先使用600目的砂紙進行倒角。再按一個方向磨（假設為X方向），再轉180°，使得劃痕朝着一個方向（X方向）。

4、再換800目的砂紙磨，和上一步交叉90°（也就是Y方向），你看到劃痕全部都是Y方向就可以。

5、再換1000目的砂紙磨，與800磨樣方向交叉90°（也就是X方向），你看到劃痕全部都是X方向就差不多了。

6、再換1200目的砂紙磨，與上面一步磨樣方向交叉90°（也就是Y方向），你看到劃痕全部都是Y方向就可以。

7、接下來就是拋光，準備好拋光布、拋光劑。鋼鐵建議使用2.5～3.5μm的拋光劑。把拋光布裝在拋光機上面，把拋光劑搖勻後噴到拋光布上面，然後啓動拋光機。試樣放在上面拋光記得手放着就可，不要亂動。得加適量水，防止發熱！注意劃痕方向與旋轉方向垂直進行切削。

8、拋光至無劃痕就可以了，拋光好後進行水沖洗。記得吹乾，要不然會生鏽。 ^[1] 

金相顯微鏡是將光學顯微鏡技術、光電轉換技術、計算機圖像處理技術結合在一起而開發研製成的高科技產品，可以在計算機上很方便地觀察金相圖像，從而對金相圖譜進行分析，評級等以及對圖片進行輸出、打印。 眾所周知，合金的成分、熱處理工藝、冷熱加工工藝直接影響金屬材料的內部組織、結構的變化，從而使機件的機械性能發生變化。因此用金相顯微鏡來觀察檢驗分析金屬內部的組織結構是工業生產中的一種重要手段。

金相顯微鏡主要由光學系統、照明系統、機械系統、附件裝置(包括攝影或其它如顯微硬度等裝置)組成。根據金屬樣品表面上不同組織組成物的光反射特徵，用顯微鏡在可見光範圍內對這些組織組成物進行光學研究並定性和定量描述。它可顯示500～0.2m尺度內的金屬組織特徵。早在1841年，俄國人(п．п．Ансов) 就在放大鏡下研究了大馬士革鋼劍上的花紋。至1863年,英國人(H.C.Sorby)把巖相學的方法，包括試樣的製備、拋光和腐刻等技術移植到鋼鐵研究，發展了金相技術，後來還拍出一批低放大倍數的和其他組織的金相照片。索比和他的同代人德國人(A.Martens)及法國人(F. Osmond)的科學實踐，為現代光學金相顯微術奠定了基礎。至20世紀初，光學金相顯微術日臻完善，並普遍推廣使用於金屬和合金的微觀分析，迄今仍然是金屬學領域中的一項基本技術。 ^[2] 

金相顯微鏡是用可見光作為照明源的一種顯微鏡可分為正立式和倒置式兩種。兩者的區別為：

正立式顯微鏡光路短，光路設計簡單，光損少，制樣要求高，樣品高度有要求，方便多視場連續觀察，鏡頭不易落灰易維護。

倒置式顯微鏡，光路長，光損較大，光路設計較複雜，制樣要求較低，對樣品高低無要求，檢測方便快速，不適合多視場分析，同等配置下倒置顯微鏡的價格要高於正立式顯微鏡。

正立式顯微鏡Axio Scope A1

倒置式 Axio Vert.A1

●鑑別各種冷、熱加工處理後的組織

●鑑別和評定鋼中非金屬夾雜物

●各類組織的級別鑑定

●脱碳（滲碳）層測量

●晶粒度評級

●組織結構測量

●斷口分析

1、 通過金相檢驗來判斷鋁合金製品的質量，探討各種缺陷的形成原因，從而改進工藝，提高製品的質量。

2、通過金相顯微鏡檢查裂紋的大小，來判斷氧銅中氧含量；晶粒度評定等。

3、鎂合金加工製品的顯微組織及晶粒度評定

4、兩相鈦合金高低倍組織的檢驗

5、鐵基、銅基製品金相檢驗

6、鋼結硬質合金金相檢驗

7、硬質合金金相檢驗

8、材料表面處理後組織鑑別及評定 ^[3] 

金相顯微鏡在選購中的注意事項：

金相顯微鏡是高價值、高精密的光學儀器，其核心部份是光學成像系統，產品品質的好壞關係到成像的效果和分析判斷的準確性。選購金相顯微鏡時要注意以下兩點：

一、在成像質量方面要同時滿足四個基本條件。金相顯微鏡是利用光學成像原理獲得金屬顯微組織圖像（即金相圖譜），而後對金相圖譜進行定性定量分析，成像質量的高低是衡量金相顯微鏡品質好壞的首要指標。要獲得清晰的圖像必須滿足高反差、高亮度、色還原好和高分辨率這四個基本條件。而前三個條件正是用户選型時最容易忽略的，用户選購時切忌盲目追求分辨率而忽略其它三個方面，只有這樣才能做到物有所值，物盡其用。

二、在使用上要考慮金相顯微鏡機械性能的持續穩定性。除了成像質量外，還應考慮到儀器在正常使用下長期穩定保持最佳工作狀態，我們稱之為機械性能持續穩定性。金相顯微鏡是高價值高精密的光學儀器，其使用壽命可達30年以上，用户在選購時還要考察生產商在製造上所選用的材質、製造精度、機械設計的科學性和合理性。長壽命的顯微鏡在主機制造材質上應該以鑄鐵材料為主，避免使用過多的功能塑料材料。同時光學部件為能保持較長的使用壽命需進行防黴處理，以鍍膜防黴為主避免選購藥物防黴。機械齒輪裝置應保證長時間高強度使用不下滑，性能穩定，以諧波齒輪為首選。上述必要條件從實用角度對生產商在製造上提出了更為明確的要求，用户也應遵循以上原則來選購經濟適用的金相顯微鏡。

三、參數的選擇，用户在選型過程中切忌盲目一味追求各項參數的高低。因各廠家採用的技術實現手段不同，因此各廠家之間的參數可比性較差，最好的衡量指標為針對自身樣品的成像質量。各廠家都提供免費的樣品拍照和樣機考察等服務，因此用户完全可以在詳細比較各廠家成像質量後做出選擇。

四、售後服務，用户在選購設備的過程中，對於廠家能夠提供的售後服務質量也應該納入到考核的主要指標。因為再好的設備都有出現故障的可能，廠家能否提供及時有效的服務往往直接影響到我們的日常工作，尤其是檢測任務繁重的部門，更應該注重售後服務的質量。那在用户在選購的過程中應該關注售後服務哪些方面呢？1、廠家售後服務部門的實力（如售後工程師數量、工作能力、售後點的分佈等），2、廠家售後服務體系的完善程度如售後服務是主動性的還是被動性的、售後響應時間、工程師到達維修現場的時間、售後服務包含的內涵等。

五、增值服務,既是廠家在提供完善的售後服務同時能夠根據用户的實際操作水平、相關應用知識的掌握情況提供有針對性的培訓方案以提升用户的應用水平，能夠為用户在具體的產品檢測實際工作提供一定的指導。因此説增值服務對於第一次採購顯微鏡設備或者相關知識掌握不是很深入的用户至關重要。

六、價格因素，在用户選擇設備的過程中，尤其是進口設備價格往往是影響決定最關鍵的因素之一。但價格因素應該是在充分考慮以上五個要素的基礎上再選擇價格作為最終的決定因素。如果一味考慮價格而在其它方面比較不足那勢必會在以後的使用中帶來總總不變甚至導致最終選型的失敗。

金相室創建於上世紀90年代初，經過十多年的逐步發展和不斷完善，先後通過國家認可委員會實驗室認可、冶金工業工程質量監督總站檢測中心認可、三合一管理體　系認證，並且參與了上海市工程建設規範《鋼結構檢測與鑑定技術規程 DG/TJ08-2011-2007》的編寫工作，現為專業的金相檢驗第三方實驗室，隸屬於鋼結構檢測研究部 。

金相室配備了在國內外均屬較好的金相制樣與檢測設備，配套靈活，再配以金相圖像分析系統，真正實現檢測工作一體化，可以開展現場復膜金相檢測，實驗室　常規金相檢測，零部件、設備及系統的失效分析和司法鑑定工作等，並與大型的檢測機構及科研院所進行密切合作，大大加強了金相室在失效分析和質量事故領域方面的　評估水平。

檢測內容：

第一步制樣。先用粗砂紙（180目）粗磨，在用600目的砂紙磨，最後用1000目的磨，磨完後用絨布拋光，需打到鏡面效果。

第二步腐蝕。碳鋼、低合金鋼用4%（體積比）硝酸酒精腐蝕15~20秒，高合金鋼、不鏽鋼用王水酒精腐蝕1~4分鐘。

1、常規檢測

焊接接頭、各種緊固件及原材料金相、鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、原材低倍缺陷檢驗、金屬硬度（HV、HRC、HB、HL）測定、各種金屬材料顯微組織檢驗及評定、晶粒度、非金屬夾雜物、脱碳層/滲碳硬化層深度測定等。

2、現場復膜檢測

對鋼（鐵）水包、混鐵車、行車、各種壓力容器管道以及特種設備等的非破壞性的組織檢測，檢測結果精確。對所檢設備無任何破壞。