金相试样的预处理

为了清晰显示钢的显微组织,笔者在制样过程中,对试样表面进行了碱介质清洗和腐蚀后的污点清除处理,提高了制样质量,使组织显示更加清晰。

1　制样程序

试样抛光→10%NaOH煮沸2～5min→冲洗(水)→侵蚀(5～40s,2%～5%HNO3酒精溶液)→消除污点(侵蚀5s,10%HCl甲醇溶液)→吹干→观察。

2　试验及结果

金相试样的侵蚀过程是按电化学反应机理进行的,合金组织中电位低的相为阳极而受到侵蚀,电位高的相为阴极受到保护。不同的显微组织产生不同的衬度是人们辨认组织的主要依据。当人们采用有机抛光剂后,有机分子的化学吸附改变了金相试样表面的电极状态[3,4],其结果使腐蚀的金相试样显现的组织细节出现差别或者由于有机吸附的屏蔽作用而不能分辨。当然也有例外,在用苦味酸溶液显示奥氏体晶粒度时就需添加烷基苯磺酸钠表面活性剂来减少组织的侵蚀作用。

在碱性介质中的OH-夺取电子的能力很弱,单独存在时对钢的组织几乎没有侵蚀,因此其具有使金相试样表面清洁的作用。用10%NaOH水溶液煮沸5min处理抛光后的试样,可完全破坏表面有机物质,然后采用侵蚀剂侵蚀,可得到非常清晰的显微组织。

图1　未预处理的组织(SEM)

图2　预处理后的组织(SEM)

取GCr15钢的热轧态(片状珠光体)与球化退火态(球状珠光体)试样作比较,为了真实地显示其显微组织的形貌,采用扫描电镜观察其金相试样,其结果见图1和图2。通过对比可见,经过预处理的显微组织显示更加清晰,放大倍数愈大,其效果愈明显。

该处理方法也适用于共析或亚共析钢组织的显示,尤其适合于含碳量较低的结构钢试样的处理,而对于其碳化物含量较高的工具钢而言,由于碱性介质对于碳化物有腐蚀作用会产生变色,则对于碳化物的鉴别更具有特殊的意义。