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瀏覽╃│▩•▩:- 釋出日期╃│▩•▩:2021-09-09 18:38:49【

郭海霞,王明建,王世寧

(洛陽船舶材料研究所,洛陽471023)

摘 要:針對薄的深色表面層金相試樣常規方法難以製備的情況,介紹了兩種適用於該類表面層保護的金相試樣製備方法,其中方法一是將兩個相同試樣的表面層相對貼合,方法二是將一薄銅片與表面層緊密貼合;然後將該兩種方法的制樣效果與常規制樣方法的進行對比.結果表明:該兩種方法均可以有效保護金相試樣表面層,而且便於表面層顯微形貌的觀察和厚度測量.

關鍵詞:薄的深色表面層;金相試樣;製備方法

中圖分類號:TG115.2   文獻標誌碼:A   文章編號:1001G4012(2017)04G0253G02


MethodforPreparingMetallographicSampleswithThinandDarkSurfaceLayer

GUOHaiGxia,WANG MingGjian,WANGShiGning

(LuoyangShipMaterialResearchInstitute,Luoyang471023,China)

Abstract:Forthesituationthatthemetallographicsampleswiththinanddarksurfacelayerweredifficulttobepreparedbytheconventionalmethod,twokindsofmetallographicsamplepreparationmethodsfortheprotectionofsuchsurfacelayerwereintroduced.Oneofthemethodswasto makethesurfacelayersofthetwoidenticalsamplescloselycontacttoeachother,andtheothermethodwastomakethesurfacelayertightlyattachwithathincoppersheet.Thepreparationeffectofthesetwomethodswascomparedwiththatoftheconventionalmethod.The

resultsshowthatbothofthesetwomethodscouldeffectivelyprotectthesurfacelayerofmetallographicsamples,

andmakeobservingormeasuringthesurfacelayereasier.

Keywords:thinanddarksurfacelayer;metallographicsample;preparationmethod

在試樣表面覆蓋一層氧化膜或塗鍍一層金屬或陶瓷層,是實現材料表面改性的方法.對於這類表面層試樣,採用金相方法檢測表面層形貌和厚度是必不可少的檢測專案之一.對於一般厚度達到幾微米甚至幾十微米的表面層試樣,常規金相鑲嵌或夾持的表面保護方法就能達到檢測目的.但是對於較薄(厚度在1μm 左右)而且顏色較深(黑色或深灰色)的表面層試樣,常規金相制樣方法容易將表面層倒掉或者因為表面層顏色較深而觀察不到,因此找到合適的表面層保護方法,實現薄的深色表面層金相試樣的製備具有重要實際應用價值.在長期的實踐工作中,筆者找到了兩種較好的薄的深色表面層保護方法,並將其制樣效果與常規制樣方法的進行了對比,以供相關金相檢驗人員參考.

1 試樣製備

試驗材料為TA2鈦合金,對其表面進行氧化處理,形成一層緻密的薄氧化層.線切割取樣,要求保

留氧化層表面,試樣尺寸為15mm×10mm×5mm,數量為4件,編號為1~4號,觀察面為橫向截面.

2 試驗方法₪│·、結果與討論

2.1 1號試樣試驗方法和結果

1號試樣採用常規鑲嵌方法進行表面層的保護.鑲嵌後對試樣進行磨製₪│·、拋光,得到表面呈鏡面

的試樣後放置於金相顯微鏡下觀察,其形貌見圖1.


圖1中黑色區域為鑲嵌材料,白色區域為TA2鈦合金基體,兩種材料之間是需要觀察的表面氧化層,可見在1000倍的放大倍率下,僅觀察到縫隙,無法識別是否存在表面氧化層.

圖1 1號試樣表面氧化層形貌


2.2 2~3號試樣試驗方法和結果

將2~3號試樣的氧化層表面相對,緊密貼合,並用夾具將兩件試樣夾持住.夾持後對試樣進行磨製₪│·、拋光,得到表面呈鏡面的試樣後放置於金相顯微鏡下觀察,其形貌見圖2.圖2中間深灰色層即為氧化層,氧化層上方為2號試樣TA2鈦合金基體,下方為3號試樣TA2鈦合金基體.圖2中間氧化層是2 號和3 號試樣表面氧化層厚度之和,為0.98μm,當表面氧化層較均勻時,0.98μm 的一半0.49μm,即是2號或3號試樣的表面氧化層厚度.

圖2 2號和3號試樣氧化層形貌


2.3 4號試樣試驗方法和結果

將一薄銅片與4號試樣的氧化層表面緊密貼合,並用夾具將兩者夾持住.夾持後對試樣進行磨製₪│·、拋光,得到表面呈鏡面的試樣後放置於金相顯微鏡下觀察,其形貌見圖3.圖3中黃色層為薄銅片,黃色層下方的深灰色層為表面氧化層,深灰色層下方為TA2鈦合金基體. 測量得到表面氧化層的厚度為0.50μm,與2號和3號試樣的測量結果非常接近.

2.4 討論

1號試樣由於鑲嵌材料的收縮作用,容易在被保護表面層周圍形成較細的縫隙,縫隙呈黑色,與氧化層的深灰色顏色接近,顏色上容易混淆,因而不易分辨.另外,氧化層較薄,鑲嵌粉與表面層之間即使存在很細的縫隙,也可能使得氧化層未被完全保護好而倒掉[1].所以常規鑲嵌保護表面層的方法不適用於薄的深色表面層金相試樣的製備.2號和3號試樣的表面層相對貼合在一起,兩個試樣表面層質地一樣,貼合得特別緊密,以致於放大1000倍的倍率下也無法觀察到兩層氧化層之間的間隙.該方法適用於表面層較均勻的試樣.由於可以雙倍增厚表面層,所以也有利於觀察和測量小於1μm 很薄的表面層.4號試樣採用薄銅片保護表面層,薄銅片質地較軟,貼合性很好,與表面層之間也是放大1000倍下無縫貼合.薄銅片呈黃色,與深灰色的氧化層從顏色上可以非常直觀地區分開來,表面層形貌非常清晰,是比較好的表面層保護方法.

3 結論

(1)常規鑲嵌保護表面層的方法不適用於薄的深色表面層金相試樣的製備.

(2)對於薄的深色且較均勻的表面層試樣,可以採用兩個平行試樣表面層相對貼合後夾持的方法進行金相試樣的製備,對於很薄的表面層還具有雙倍增厚₪│·、便於觀察和測量的作用.

(3)對於薄的深色表面層試樣,還可以採用薄銅片貼合表面層後夾持的方法進行金相試樣的制

備,該方法顏色區分直觀,表面層形貌非常清晰.

圖3 4號試樣氧化層形貌


(文章來源╃│▩•▩:材料與測試網-理化檢驗-物理分冊 > 2017年

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