金相化学浸蚀与电解浸蚀原理.docx

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1、金相化学浸蚀与电解浸蚀原理金相试样经过抛光后，具有光亮无痕的磨面。在显微镜下观察，看到的也仅是光亮的一片，个别视场中也可能存在一些磨痕、凹坑、水渍等，这些缺陷越少，说明制样的质量越高。经抛光后的试样，可以进行钢中非金属夹杂物的检查，各种夹杂物有它的特定形状及颜色，如塑性夹杂物在显微镜下为浅绿色条带状；铸铁中灰色的片状或球状石墨，也都能在抛光后的磨面上显示出来。在某些合金中，由于各相组成物的硬度差别较大，或由于各相本身色泽显著不同，在上海光密仪器厂6XCP倒置金相显微镜下能分辨出它的组织。如铅青铜组织中，暗黑色的铅点与亮黄色的铜在色泽上有很大差别，未经浸蚀就能清楚的看出来。但除了上述情况以外，大

2、部分的显微组织均需经过不同方法的浸蚀，才能显示出各种组织来，常用的金属组织浸蚀法有化学浸蚀及电解浸蚀法等。一、化学浸蚀法1.化学浸蚀的原理此法是利用化学试剂的溶液，借助于化学或电化学作用显示金属的组织。纯金属及单相合金的浸蚀纯粹是一个化学溶解过程，磨面表层的原子被溶入浸蚀剂中，在溶解过程中由于晶粒与晶粒之间溶解度的不同，组织就被显示出来。浸蚀剂首先把磨面表层的非晶形层溶去，接着就对晶界起化学溶解的作用，因为晶界上原子排列的规律性较差，并具有较高的自由能，所以晶界处较易浸蚀而呈凹沟状，在上海光密仪器厂产的6XCP倒置金相显微镜下显示纯金属或固溶体的多面体晶粒。化学浸蚀用的浸蚀剂，随合金性能而不同

3、，有的合金易被浸蚀，只需用稀酸作为浸蚀剂即可，如碳素钢只需用4%硝酸酒精浸蚀；而某些合金却极难浸蚀，需要用极强的酸和碱才能浸蚀。二相合金的浸蚀与单相合金的浸蚀原理不同，它主要是电化腐蚀过程。合金中的两个组成相具有不同的电位，当磨面浸入浸蚀剂中便形成许多对微小的局部电池，具有较高负电位的一相成为局部电池的阳极，被很快地溶入浸蚀剂中，因而该相逐渐呈现凹沟。具有较高正电位的另一相成为阴极，在正常电化作用下不受浸蚀，保持原有的光滑平面。多相合金的浸蚀也是一个电化溶解过程。浸蚀过程中希望浸蚀对于各相有不同程度的浸蚀，使在显微镜下能识别各相组成。但是一般电化学作用对于多相合金的浸蚀，往往是对负电位较高的各

4、相都产生溶解作用，只有正电位较高的一相未被浸蚀，一般不能鉴别多相组织，所以要选择浸蚀剂，用多种的浸蚀剂进行浸蚀。2.化学浸蚀的要点（1）由于化学浸蚀剂是酸或碱的溶液，有一定的腐蚀性及强烈的气味，所以操作时最好能在抽风柜内进行。（2）磨面浸蚀前必须冲洗清洁，去除任何污垢，以免阻碍浸蚀作用，浸蚀的方法有浸入法和揩擦法。浸入法是将试样用夹子或手指夹住，浸入盛有浸蚀剂的器皿中，使磨面朝下，并使试样全部浸入，但不能与器皿底部紧密接触，故应不时地轻微移动，免使磨面浸蚀不均。在浸蚀过程中，应不断观察磨面的浸蚀程度，以防过蚀。整个浸蚀过程如下：光亮的磨面经浸蚀逐渐失去光泽，再变成银白色或淡黄色，最后成为黑色。

5、一般宜浸蚀较浅先在显微镜下观察浸蚀程度，如果组织尚未显露，可不经抛光再进行浸蚀；如果浸蚀过度，重新抛光不但浪费时间，而且效果也不好。如要求较严格的试样，浸入浸蚀剂中最好磨面朝上，这样可以观察到磨面的变化及防止磨面与容器接触造成浸蚀不均。在浸蚀过程中应摇动浸蚀剂，使磨面受蚀更均匀。揩擦法浸蚀是将试样磨面朝上平放在工作台上，以蘸有浸蚀剂的棉花在磨面上轻轻揩擦。此法浸蚀后磨面易产生浸蚀不均匀，它适合大型工件和大试样的金相检查。（3）试样的浸蚀时间和浸蚀程度受到试样的粗糙程度、浸蚀剂的浓度和新旧程度的影响，而且也受到浸蚀温度的影响。所以一般浸蚀的结果要根据操作者的经验或试验而得出满意的结果，不同放大倍

6、数下的浸蚀程度也有所不同，一般应以能清晰地显出组织为度。把经浸蚀适度的试样从浸蚀剂中取出后，应迅速用清水彻底冲洗，然后浸入酒精中或用酒精喷射试样磨面，再用热风吹干，喷酒精的目的是使磨面加快干燥，吹风时试样应倾斜，防止表面积水而成“水渍”，影响试样的微观质量。浸蚀后的试样磨面应保持清洁，不要用棉花揩擦，不要用手抚摸，也不要与其他物品或试样之间产生碰擦，目的是为了保护磨面不受损坏。浸蚀后的试样如不要求及时观察，或需要保存，应立即放入干燥器内。二、电解浸蚀法化学浸蚀法虽然有不少强烈作用的浸蚀剂，但对于某些具有极高化学稳定性的合金，仍难清晰地显示出它们的组织，如不锈钢、耐热钢、热电偶材料等。电解浸蚀的

7、工作原理基本上与电解抛光相同。在电解抛光开始时试样产生“浸蚀”现象，这一阶段正好是电解浸蚀的工作范围。由于各相之间与晶粒之间的析出电位不一致，在微弱电流的作用下各相的浸蚀深浅不同，因而能显示出各相的组织。