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浏览:- 发布日期:2020-07-15 15:24:52【

郭海霞,王明建,王世宁

(洛阳船舶材料研究所,洛阳 471023)

摘 要:针对薄的深色表面层金相试样常规方法难以制备的情况,介绍了两种适用于该类表面层保护的金相试样制备方法,其中方法一是将两个相同试样的表面层相对贴合,方法二是将一薄铜片与表面层紧密贴合;然后将该两种方法的制样效果与常规制样方法的进行对比.结果表明:该两种方法均可以有效保护金相试样表面层,而且便于表面层显微形貌的观察和厚度测量.

关键词:薄的深色表面层;金相试样;制备方法

中图分类号:TG115.2 文献标志码:A 文章(zhang)编号:1001G4012(2017)04G0253G02

收稿日期:2016G06G15

作者简介:郭海霞(1981-),女,高级工程师,主要从事金相分析和失(shi)效分析工作(zuo),guohaixiayouxiang@126.com.

MethodforPreparingMetallographicSampleswithThinandDarkSurfaceLayerGUOHaiGxia,WANG MingGjian,WANGShiGning(LuoyangShipMaterialResearchInstitute,Luoyang471023,China)

Abstract:Forthesituationthatthemetallographicsampleswiththinanddarksurfacelayerweredifficultto

bepreparedbytheconventionalmethod,twokindsofmetallographicsamplepreparationmethodsfortheprotectionofsuchsurfacelayerwereintroduced.Oneofthemethodswastomakethesurfacelayersofthetwoidenticalsamplescloselycontacttoeachother,andtheothermethodwastomakethesurfacelayertightlyattachwithathincoppersheet.Thepreparationeffectofthesetwomethodswascomparedwiththatoftheconventionalmethod.The

resultsshowthatbothofthesetwomethodscouldeffectivelyprotectthesurfacelayerofmetallographicsamples,andmakeobservingormeasuringthesurfacelayereasier.

Keywords:thinanddarksurfacelayer;metallographicsample;preparationmethod

在试样(yang)表面覆盖一层氧化膜或涂镀一层金(jin)属或陶瓷层,是实现材(cai)料(liao)表面改性的(de)方法.对于这类表面层试样(yang),采(cai)用金(jin)相方法检(jian)测表面层形貌和厚度是必不(bu)可少的(de)检(jian)测项(xiang)目之(zhi)一.

对于一般厚(hou)度达到(dao)几微米甚至几十(shi)微米的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)层试样(yang)(yang),常(chang)规(gui)(gui)金(jin)(jin)相镶(xiang)嵌或(huo)夹持(chi)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)保(bao)护(hu)方(fang)法就能达到(dao)检(jian)测目的(de)(de).但是对于较(jiao)薄(厚(hou)度在1μm 左右(you))而(er)且颜(yan)色(se)较(jiao)深(黑色(se)或(huo)深灰色(se))的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)层试样(yang)(yang),常(chang)规(gui)(gui)金(jin)(jin)相制(zhi)样(yang)(yang)方(fang)法容(rong)易将表(biao)面(mian)(mian)层倒掉(diao)或(huo)者因为表(biao)面(mian)(mian)层颜(yan)色(se)较(jiao)深而(er)观察不到(dao),因此找到(dao)合适的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)层保(bao)护(hu)方(fang)法,实(shi)现(xian)薄的(de)(de)深色(se)表(biao)面(mian)(mian)层金(jin)(jin)相试样(yang)(yang)的(de)(de)制(zhi)备具(ju)有(you)重要实(shi)际应用价(jia)值.

在长期的实(shi)践工(gong)作中,笔者找到(dao)了两种较好的薄的深(shen)色(se)表面层(ceng)保护方(fang)法,并将其制(zhi)样(yang)效果与常规制(zhi)样(yang)方(fang)法 的 进 行(xing) 了 对 比,以 供 相(xiang) 关 金(jin) 相(xiang) 检(jian) 验 人 员(yuan)参考(kao).

1 试样制备

试(shi)验材(cai)料为(wei) TA2钛合金(jin),对(dui)其表面(mian)进行氧(yang)化处理,形(xing)成一层致密的薄(bo)氧(yang)化层.线切割取(qu)样,要求(qiu)保留氧(yang)化层表面(mian),试(shi)样尺(chi)寸为(wei)15mm×10mm×5mm,数量为(wei)4件,编号(hao)为(wei)1~4号(hao),观(guan)察(cha)面(mian)为(wei)横向(xiang)截面(mian).2 试(shi)验方(fang)法、结果(guo)与讨论

2.1 1号试样试验方法和结果

1号试(shi)样(yang)采用常规镶(xiang)嵌方(fang) 法 进 行 表(biao) 面(mian)(mian) 层(ceng) 的 保护.镶(xiang)嵌后对试(shi)样(yang)进行磨制、抛光,得到表(biao)面(mian)(mian)呈(cheng)镜(jing)面(mian)(mian)的试(shi)样(yang)后放置于金相显(xian)微(wei)镜(jing)下(xia)观(guan)察,其形貌(mao)见图1.

图1中黑色区域(yu)为镶(xiang)嵌材料,白色区域(yu)为 TA2钛合金基体,两种材料之间是(shi)(shi)需要观察的表面氧化(hua)层(ceng),可见在(zai)1000倍的放大倍率下,仅(jin)观察到缝隙,无法(fa)识别是(shi)(shi)否存在(zai)表面氧化(hua)层(ceng).

图1 1号试样表面氧化层形貌


2.2 2~3号试样试验方法和结果

将(jiang)2~3号(hao)(hao)试(shi)样(yang)的氧(yang)(yang)化(hua)层(ceng)表面相对(dui),紧密贴合(he),并用(yong)夹具将(jiang)两件试(shi)样(yang)夹持住.夹持后(hou)对(dui)试(shi)样(yang)进行磨制、抛光,得到(dao)表面呈镜面的试(shi)样(yang)后(hou)放置于金(jin)相显微镜下观察,其形貌见图2.图2中间深灰色层(ceng)即(ji)为(wei)(wei)氧(yang)(yang)化(hua)层(ceng),氧(yang)(yang)化(hua)层(ceng)上(shang)方(fang)为(wei)(wei)2号(hao)(hao)试(shi)样(yang) TA2钛合(he)金(jin)基体,下方(fang)为(wei)(wei)3号(hao)(hao)试(shi)样(yang) TA2钛合(he)金(jin)基体.图2中间氧(yang)(yang)化(hua)层(ceng)是(shi) 2 号(hao)(hao) 和 3 号(hao)(hao) 试(shi) 样(yang) 表 面 氧(yang)(yang) 化(hua) 层(ceng) 厚 度 之 和,为(wei)(wei)0.98μm,当表面氧(yang)(yang)化(hua)层(ceng)较(jiao)均(jun)匀时,0.98μm 的一半0.49μm,即(ji)是(shi)2号(hao)(hao)或(huo)3号(hao)(hao)试(shi)样(yang)的表面氧(yang)(yang)化(hua)层(ceng)厚度.

图2 2号和3号试样氧化层形貌


2.3 4号试样试验方法和结果

将一薄铜片(pian)(pian)与4号(hao)试样的氧(yang)化(hua)(hua)层(ceng)(ceng)(ceng)表面(mian)紧密贴合(he),并用夹(jia)具将两者夹(jia)持(chi)住.夹(jia)持(chi)后对试样进(jin)行(xing)磨(mo)制、抛光(guang),得到表面(mian)呈镜面(mian)的试样后放置于金相(xiang)显微镜下观察,其形貌(mao)见图3.图3中(zhong)黄(huang)色层(ceng)(ceng)(ceng)为薄铜片(pian)(pian),黄(huang)色层(ceng)(ceng)(ceng)下方(fang)的深(shen)灰(hui)色层(ceng)(ceng)(ceng)为表面(mian)氧(yang)化(hua)(hua)层(ceng)(ceng)(ceng),深(shen)灰(hui)色层(ceng)(ceng)(ceng)下方(fang)为 TA2钛(tai)合(he) 金 基 体.测 量 得 到 表 面(mian) 氧(yang) 化(hua)(hua) 层(ceng)(ceng)(ceng) 的 厚 度 为0.50μm,与2号(hao)和3号(hao)试样的测(ce)量结果非常接(jie)近.

2.4 讨论

1号试样由于镶嵌材料的收缩(suo)作(zuo)用,容易(yi)在被保护表面层(ceng)(ceng)周围形成较细的(de)缝隙,缝隙呈黑(hei)色,与(yu)氧化层(ceng)(ceng)的(de)深灰色颜(yan)色接近,颜(yan)色上容(rong)易(yi)混淆,因而不(bu)易(yi)分(fen)辨(bian).另外,氧化层(ceng)(ceng)较薄,镶嵌粉与(yu)表面层(ceng)(ceng)之间即使(shi)存在(zai)很(hen)细的(de)(de)缝隙,也可能使得(de)氧化层(ceng)(ceng)未被完全保护好(hao)而(er)倒掉(diao)[1].所(suo)以(yi)常规镶嵌保护表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)不适(shi)用(yong)于薄的(de)(de)深色表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng)金相试样(yang)的(de)(de)制备(bei).2号和(he)3号试样(yang)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng)相对贴合在(zai)一(yi)起,两(liang)个试样(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng)质地一(yi)样(yang),贴合得(de)特别(bie)紧密,以(yi)致于放(fang)大1000倍的(de)(de)倍率下也无法(fa)(fa)(fa)观察到两(liang)层(ceng)(ceng)氧化层(ceng)(ceng)之(zhi)间的(de)(de)间隙.该方法(fa)(fa)(fa)适(shi)用(yong)于表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng)较(jiao)均(jun)匀的(de)(de)试样(yang).由于可以(yi)双倍增厚(hou)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng),所(suo)以(yi)也有利(li)于观察和(he)测量小于1μm 很(hen)薄的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)层(ceng)(ceng).4号试样采用薄(bo)铜(tong)片(pian)保护(hu)表(biao)(biao)(biao)面层(ceng)(ceng),薄(bo)铜(tong)片(pian)质地较(jiao)软(ruan),贴合(he)性很好,与(yu)表(biao)(biao)(biao)面层(ceng)(ceng)之间也是放大(da)1000倍(bei)下无缝贴合(he).薄(bo)铜(tong)片(pian)呈黄(huang)色,与(yu)深灰色的氧化层(ceng)(ceng)从颜色上(shang)可以非常直观地区分开来,表(biao)(biao)(biao)面层(ceng)(ceng)形貌非常清晰(xi),是比(bi)较(jiao)好的表(biao)(biao)(biao)面层(ceng)(ceng)保护(hu)方法.

3 结论

(1)常规镶嵌保护表面层的方法不适用于薄的深(shen)色表面层金相试样(yang)的制备.

(2)对于薄的深色且较均匀的表面(mian)层(ceng)试样,可以采用(yong)两个平行(xing)试样表面(mian)层(ceng)相贴(tie)合(he)后(hou)夹持的方法(fa)进行(xing)金相试样的制备,对于很薄的表面(mian)层(ceng)还(hai)具有双倍增厚、便(bian)于观(guan)察和测量的作用(yong).

(3)对于薄的(de)(de)深(shen)色表面(mian)层试(shi)样,还可以采用薄铜片贴合表面(mian)层后夹持的(de)(de)方(fang)法进行金相(xiang)试(shi)样的(de)(de)制备(bei),该方(fang)法颜(yan)色区分直观,表面(mian)层形貌非常清晰.

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五菱宏光
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