序步号 骤 1 取在要检测的材料或零件上截取样品，取样 样部位和磨面根据分析要求而定，截取方法视材料硬度选择，有车、刨、砂轮切割机，线切割机及锤击法等，尺寸以适宜手握为宜。 2 镶若由于零件尺寸及形状的限制，使取样嵌 后的尺寸太小、不规则，或需要检验边缘的样品，应将分析面整平后进行镶嵌。有热镶嵌和冷镶嵌及机械夹持法。应根据材料的性能选择。 3 粗用砂轮机或挫刀等磨平检验面，若不需磨 要观察边缘时可将边缘倒角。粗磨的同时去掉了切割时产生的变形层。 4 细按金相砂纸号顺序：120、280、01、03、磨 05或120、280、02、04、06将砂纸平铺在玻璃板上，一手拿样品，一手按住砂纸磨制，更换砂纸时，磨痕方向应与上道磨痕方向垂直，磨到前道磨痕消失为止，砂纸磨制完毕，将手和样品冲洗干净。 5 粗用绿粉（Cr203）水溶液作为抛光液在帆抛布上进行抛光，将抛光液少量多次地加光 入到抛光盘上进行抛光。注意安全，以免样品飞出伤人。 6 细用红粉（Fe2O3）水溶液作为抛光液在 抛绒布上抛光，将抛光液少量多次地加入光 到抛光盘上进行抛光。 7 腐抛光好的金相样品表面光亮无痕，若表蚀 面干净干燥，可直接腐蚀，若有水分可 用酒精冲洗吹干后腐蚀。将抛光面浸入选定的腐蚀剂中（钢铁材料最常用的腐蚀剂是3—5%的硝酸酒精），或将腐蚀剂滴入抛光面，当颜色变成浅灰色时，再过2—3秒，用水冲洗，再用酒精冲洗，并充分干燥。
表1—2 金相样品的制备方法 方法 注意事项 无论用哪种方法取样，都要尽量避免和减少因塑性变形和受热所引起的组织变化现象。截取时可加水等冷却。 热镶嵌要在专用设备上进行，只适应于加热对组织不影响的材料。若有影响，要选择冷镶嵌或机械夹持。 若有渗层等表面处理时，不要倒角，且要磨掉约1.5mm，如渗碳。 每道砂纸磨制时，用力要均匀，一定要磨平检验面，转动样品表面，观察表面的反光变化确定，更换砂纸时，勿将砂粒带入下道工序。 初次制样时，适宜在抛光盘约半径一半处抛光，感到阻力大时，就该加抛光液了。 同上 这步动作之间的衔接一定要迅速，以防氧化污染，腐蚀完毕，必须将手与样品彻底吹干，一定要完全充分干燥，方可在显微镜下观察分析。否则显微镜镜头损坏。 10
（4）样品腐蚀（即浸蚀）的方法
金相样品腐蚀的方法有多种，最常用的是化学腐蚀法，化学腐蚀法是利用腐蚀剂对样品的化学溶解和电化学腐蚀作用将组织显示出来。其腐蚀方式取决于组织中组成相的数量和性质
1）纯金属或单相均匀的固溶体的化学腐蚀方式见图1所示。
(a) 腐蚀后平面 腐蚀后倾斜 (b) 图1 单相均匀固熔体浸蚀示意图 (a) 浸蚀效果 (b) 铁素体之晶界组织观察 其腐蚀主要为纯化学溶解的过程。例如工业纯铁退火后的组织为铁素体和极少量的三次渗碳体，可近似看作是单相的铁素体固溶体，由于铁素体晶界上的原子排列紊乱，并有较高的能量，因此晶界处容易被腐蚀而显现凹沟，同时由于每个晶粒中原子排列的位向不同，所以各自溶解的速度各不一样，使腐蚀后的的深浅程度也有差别。在显微镜明场下，即垂直光线的照射下将显示出亮暗不同的晶粒。
2）两相或两相以上合金的化学腐蚀方式
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对两相或两相以上的合金组织，腐蚀主要为电化学腐蚀过程。例如共析碳钢退火后层状珠光体组织的腐蚀过程，层状珠光体是铁素体与渗碳体相间隔的层状组织。在腐蚀过程中，因铁素体具有较高的负电位而被溶解，渗碳体具有较高的正电位而被保护，在两相交界处铁素体一侧因被严重腐蚀而形成凹沟。因而在显微镜下可以看到渗碳体周围有一圈黑，显示出两相的存在，见图2所示。
12 1—渗碳体 2—铁素体 (a) (b) 图2 两相组织浸蚀示意图 (a) 浸蚀效果 b)层片状珠光体组织 12
三．实验设备
金相显微镜数台、抛光机、吹风器、样品、不同号数的砂纸、玻璃板，抛光粉悬浮液、4%的硝酸酒精溶液、酒精、棉花等。
四．实验内容
1．阅读实验指导书上的有关部分及认真听取教师对实验内容等的介绍。 2．每位同学领取一块样品，一套金相砂纸，一块玻璃板。按上述金相样品的制备方法进行操作。操作中必须注意每一步骤中的要点及注意事项。
3．将制好的样品放在显微镜上观察，注意显微镜的正确使用，并分析样品制备的质量好坏，初步认识显微镜下的组织特征。
五．实验报告要求
1．简述金相样品的制备步骤。
2．分析自己在实际制样中出现的问题。并提出改进措施。
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（三） 低碳钢和铸铁的组织观察与分析
一．实验目的
1．观察和分析低碳纲和铸铁的显微组织。
2．分析含碳量对铁碳合金的组织的影响，加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。
二．实验概述
铁碳合金的显微组织是研究钢铁材料的基础。所谓铁碳合金平衡状态的组织是指在极为缓慢的冷却条件下，比如退火状态所得到的组织，其相变过程按Fe—Fe3C相图进行，此相图是研究组织，制定热加工工艺的重要依据。其室温平衡组织均由铁素体F和渗碳体Fe3C两个相按不同数量、大小、形态和分布所组成。高温下还有奥氏体A，固溶体相δ。用金相显微镜分析铁碳合金的组织时，需了解相图中各个相的本质及其形成过程，明确图中各线的意义，三条水平线上的反应产物的本质及形态，并能作出不同合金的冷却曲线，从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。
在上述的铁碳合金中，碳除了少数固溶于铁素体和奥氏体外，其余的均以渗碳体Fe3C方式存在，即按Fe—Fe3C相图进行结晶。除此之外，碳还可以以另一种形式存在，即游离状态的石墨，用G表示，所以，铁碳合金的结晶过程存在两个相图，即上述的Fe—Fe3C相图和Fe—C相图。这两个相图常画在一起，就称为铁碳双重相图。
在实际生产中，由于化学成分、冷却速度等的不同，常得到三种不同的铸铁，即灰口铸铁、白口铸铁和麻口铸铁。
灰口铸铁是第一阶段和第二阶段石墨化过程充分进行而得到的铸铁，其中碳全部或大部分以石墨形式存在，断口为灰暗色而得名。在工业生产上广泛应用。
白口铸铁是第一阶段和第二阶段石墨全部被抑制，完全按照Fe—Fe3C相图进行结晶而得到的铸铁，其中碳几乎全部以Fe3C形式存在，断口呈白色而得名，这类铸铁组织中因存在大量莱氏体，即硬又脆，不易加工，在工业上很少应用。
麻口铸铁是第一阶段石墨化过程部分进行而得到的铸铁，其中碳一部分以Fe3C形式存在，另一部分以石墨形式存在，组织介于灰口铸铁和白口铸铁之间，断口上黑白相间成麻点而得名。因组织中含有不同程度的莱氏体，性硬而脆，在工业上也很少应用。
铁碳合金经过缓慢冷却后，所获得的显微组织，基本上与铁碳相图上的各种平衡组织相同，但碳钢的不平衡状态，即在快速冷却时的显微组织应由过冷奥氏体等温转变曲线图，即C曲线来确定。
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