裂纹类金相试样制备过程中渗水问题的解决方法
中国船舶重工集团公司第七二五研究所 试验测试与计量技术研究中心 潘恒沛
用光学显微镜观察金属磨面，研究其微观组织形貌与成分和性能的关系，最早是由英国科学家索尔拜在1860年尝试并应用的，至今已有一个半世纪，“金相学”一度被认为是金属学的先导和形成基础，也是早期金属学的代名词。虽然自上世纪40年代后电子显微镜的横空出世，各类电子显微镜的高分辨率大大丰富了人们观察分析的手段，金相分析仍然是材料科学与工程领域最广泛应用的，简单易行的，高效实用的研究和检测方法。
金相检验的基本方法是：在待测样品上截取试样（小的以及需要边缘保护的需要镶嵌），然后进行粗磨、细磨、抛光、侵蚀，直至将材料的组织蚀刻突显出来。
随着工程应用研究的增多，各式各样裂纹类试样的也越来越常见，不同于块状试样，裂纹类试样在侵蚀、冲洗并吹干的过程中，往往出现渗水的问题，在显微镜下观察时出现颜色各异的水渍，而对于裂纹的研究，往往就是要观察裂纹的走向，观察裂纹附近的组织，但水渍造成的视觉假象对这一过程有着极大的困扰。因此，如何处理裂纹类试样制备过程中的渗水问题，成为了试验过程中的一个难点。
长期的试验过程中不难发现，裂纹渗水影响观察主要分为两种情况：一种是侵蚀、冲洗后，在吹干的过程中，液体从裂缝内流至表面迅速风干并留下水渍，这种情况裂纹通常较宽；另一种则是裂缝较窄，侵蚀、冲洗、吹干的过程中均未发现裂缝内部液体流出的现象，但是，在随后的金相观察过程中，液体逐渐渗出至表面，显微镜下形成彩色水渍花纹。
针对第一种情况，在过往的试验过程中，我们发现可以用以下方法解决：冲洗后迅速在吸水滤纸上按压10s~15s，调小吹风机风量及温度，延长吹干时间，此时，较宽裂纹内的液体被吸走大部分，而残留的液体在后续的吹干过程中直接在裂纹内部蒸发，基本消除了观察试样时水渍的影响。
然而，对于后一种较为狭窄的裂纹，上述方法并不奏效。一是吸水纸并不能明显的吸出裂纹内的液体，二是即使经过很长时间的吹干，裂纹内部仍然会有液体的残留。查询相关资料后了解到，这个过程主要是由于液体毛细现象中浸润作用造成的，单纯的通过吸水纸和吹风机并不能解决。故而我们只能考虑通过别的方法来避免这种现象的产生。
在磨制原位拉伸的薄片试样过程中需要使用502胶水，我发现502胶水有着很强的渗透能力，能够迅速的深入到试样的缝隙中间，因此我就考虑能否通过使用502胶水渗入裂纹，将裂纹填充后再进行进一步的制样，这样就避免了裂纹内液体的残留。通过多次试验并观察，最终发现，在试样进行细磨保证表面的光洁平整后，将试样清洗吹干，在裂纹上方涂上足量502胶水，待胶水浸入裂纹并凝固后重新磨制、抛光、侵蚀并吹干，此时裂纹内填充了凝固后的502胶水，避免了裂纹试样液体的渗出，这种方法经过验证对于无论粗细的裂纹均能适用。具体效果示意图如图1所示。
这种方法的发现，有效的提高了我们在裂纹类金相试样的制备中的试验质量和试验效率。对裂纹类试样裂纹走向的清晰观察也有很大的帮助。由此可见，试验室中问题的发现与解决离不开持续的思考和细致的观察，希望这种勤于思考的态度能让我们的试验能力越来越强，也希望这种方法对大家在解决同类问题时有所裨益。
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