一实验目得：
金属材料得使用通常遵循着“成分一组织一性能”得相互关系。 金相即金相学，就就是研究金属或合金内部结构得科学。不仅如此, 它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构得 影响。所谓内在因素主要指金属或合金得化学成分。所谓外部条件 就就是指温度、加工变形、铸造情况等。 二试验设备：
1、 金相试样切割机 2、 砂轮机 3、 镶嵌机 4、 预磨机 5、 抛光机 6、 腐蚀液 7、 金相显微镜 8、 摄影系统及电脑
三试验原理：
金相试验就是将欲检验试片表而经研磨抛光（或化学抛光、电化学抛 光）至一定得要求光滑后，以特定得腐蚀液于以腐蚀，利用各相或同一 相中方向不同对腐蚀程度得不同而能表现出各相之特征，并利用显微 镜放大倍率观察判断之。 四试验方法：
1、试片准备：
为使试片能合乎观察得要求必须以如下之步骤处理之。 ⑴取样(S AMPLING)：
取样必须考虑其整体或研究得主题得代表性,如材料属方向性者则 应依各方而皆取样观察:如品管检查则可随机取样破坏分析可取性质 较差得材料来凸显破坏原因以便观察。 ⑵切割(SECTIONING):
如材料硬度低则可直接用锯子子以切割，如硬度较高则可使用砂轮切 割，但必须慎选砂轮，且切割时须冷却以避免因切割过程所产生得热 对材料组织得影响。
⑶粗磨(C OARS E G R I NDING):
用砂轮机去除试片得毛边，并用较粗得砂纸(#80左右)或沙袋机磨平 且可除去可能因切割所产生得变态层。 ⑷镶嵌(MOUNTING)：
镶嵌得目得为使试片握持方便或保持试片边缘之完整，如不考虑这两 种因素，则此步骤可省略，镶嵌得方法有两种，即热镶嵌(Hot Mol ding)及冷镶嵌(ColdMold ing) o热镶嵌也称为加压嵌模 (pression Moldi ng),方法为将试片表面朝下置于金属磨中(一般内 径为2 1 2 / 4及1 2/2等三种)再填以适量之树脂，如酚树脂(如电木 粉Bakelite),预热至60 ~ 8
0 °C后即加压至4,200PSI左右之压力，并继 续加热至130-14 0 °C,持
续加热数分钟后，即可移去热源，并可取岀试 片，如系使用热塑性塑
$4(The rmoplast 1 C S )则应让温度降至5 0 °C 以下才可取出。冷镶嵌
模法则将试片面朝下粘在胶纸带上，再将试片 置入直径(3 ~ 5cm),高约
3~4 C m 之玻璃管或金属管之内，管壁需涂 上一层薄得凡士林，以利脱
膜,在将树脂及硬化剂倒入管内，俟硬化后 及可取出。
(5) 磨制(Po L ISHING):
在预磨机上放置水砂纸，在流动得水流中以粗砂纸粗磨，逐次磨至
1,o0omesh左右，即完成此步骤磨制时应改变磨得方向，以去除 嵌入金
属基地得砂粒。
(6) 抛光(LAPP I NG)：
经以上打磨后得试片必须以清水洗净附着于表面得砂粒，方可至 于抛光机上抛光，否则砂粒将污染抛光用得绒布。抛光用得磨料通常 有氧化铝(AI2O3),氧化洛(Cr2O3)与金刚石制剂。由于氧化铭会造 成呼吸器官之病变,因此，目前己较少被采用。试片经抛光至镜面无 刮痕则完成此步骤。
(7) 腐蚀(ETCH I NG):
经抛光后得试片再以清水洗净，并速予吹干，注意从最后一次抛光后 得试片不可以手触摸，否则会因油脂而污染试片，清水冲刷时可使用 棉花轻轻拂试试片表而。腐蚀所需得时间并无一定得标准，通常宜采 用试片进入腐蚀液后，不断得取出观察其腐蚀程度，一旦镜而变色为 毛玻璃之色调或回火Martensite系列变色为灰黑色，则应立即以清水 冲洗之，然后以强热风吹去试片之水滴与吹干，即可做金相观察。
2、显微镜观察：
金相显微镜就是利用光之照射在金属经反射后加以观察得方法与 生物显
微镜得穿透式不同，其放大倍率为目镜（Eye Pie ce）与物镜 （Objectiv
e ）之乘积,如目镜得放大倍率为20X,物镜为50X,则放 大倍率为5oOx,使
用显微镜时必须先以较小得放大倍率观察，因其 焦距较长，才不致使物镜较易处碰到试片，找到较小倍率得焦距后， 再选择观察得较大倍率观察。
3、
金相组织观察
⑴、奥氏体一碳与合金元素溶解在Y-Fe中得固溶体,仍保持Y-Fe 得而心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形;淬火钢中残余奥氏体分 布在马氏体间得空隙处。
⑵、铁素体-碳与合金元素溶解在e-Fe中得固溶体。亚共析钢中得 慢 冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体 沿晶粒边界析出。
⑶、渗碳体-碳与铁得一种化合物。在液态碳铁合金中，首先单 独结晶得渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼 状。过共析钢冷却时沿A c 1线析出得碳化物（二次渗碳体）呈网结状, 共析渗碳体呈片状。碳铁合金冷却到Ar 1以下时，由铁素体中析出 渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。 ⑷、珠光体一碳铁合金中共析反应所形成得铁素体与渗碳体得机械混 合物。珠光体得片间距离取决于奥氏体分解时得过冷度。过冷度越大, 所形成得珠光体间距离越小。在a 1^650°C形成得珠光体片层较厚，在 金相显微镜下放大4 00倍以上可分辨出平行得宽条铁素体与细条渗 碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在6 50~6 0 0°C形 成
得珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体得渗碳体上仅瞧到一 条黑线，只有放大2000倍才能分辨得片层,称为索氏体。在600-5 5 0 °C形成得珠光体用金相显微镜放大5 00倍，不能分辨珠光体片层， 仅瞧到黑色得球团状组织，只有用电子显微镜放大1000 0倍才能分辨 得片层称为屈氏体。
⑸、上贝氏体一过饱与针状铁素体与渗碳体得混合物，渗碳体在铁素 体针间。过冷奥氏体在中温(约3 5 0~550°C)得相变产物，其典型形 态就是一束大致平行位向差为6 ~ 8 Od铁素体板条，并在各板条间 分布着沿板条长轴方向排列得碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽 毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽 毛可呈针状、点状、块状。若就是高碳高合金钢，瞧不清针状羽毛； 中碳中合金钢，针状羽毛较清楚;低碳低合金钢，羽毛很清楚,针粗。 转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内方向长大，不穿晶。
⑹、下贝氏体一同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在3 5 0°C
S得转变产物。其典型形态就是双凸透镜状含过饱与碳得铁素体, 并
在其内分布着单方向排列得碳化物小薄片;在晶内呈针状，针叶不 交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体 则颜色一致，下贝氏体得碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑， 回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。高碳高合金钢得碳化物分散度比 低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细。
⑺、粒状贝氏体一大块状或条状得铁素体内分布着众多小岛得复相组 织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区得最上部得转变产物。刚形成时 就
是由条状铁素体合并而成得块状铁素体与小岛状富碳奥氏体组成， 富碳奥氏体在随后得冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体;也 可能部分或全部分解为铁素体与渗碳体得混合物（珠光体或贝氏体）; 最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为nn -a组织。
⑻、无碳化物贝氏体-板条状铁素体单相组成得组织，也称为铁素体 贝氏体。形成温度在贝氏体转变温度区得最上部。板条铁素体之间为 富碳奥氏体,富碳奥氏体在随后得冷却过程中也有类似上而得转变。 无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中，在硅、铝含量高得钢中也容易 形成。 ⑼、马氏体-碳在a - F e中得过饱与固溶体。板条马氏体:在低、 中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行得板条组成一个板条束，一 个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）o片状马氏体（针状 马氏体）：常见于高、中碳钢及高银得铁镰合金中，针叶中有一条缝线 将马氏体分为两半，由于方位不同可呈针状或块状，针与针呈120度角 排列，高碳马氏体得针叶晶界清楚，细针状马氏体呈布纹状，称为隐晶 马氏体。
（10）、回火马氏体一马氏体分解得到极细得过渡型碳化物与过饱与
（含 碳较低）得亠相混合组织它由马氏体在2 5 0~ 2 5 0 °C时回火形成。
这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马 氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能瞧到极 细小得碳化物质点。
（11）、回火屈氏体-碳化物与亠相得混合物。
它由马氏体在3 5 0~ 5 00°C时中温回火形成。其组织特征就是铁素体 基体
内分布着极细小得粒状碳化物，针状形态己逐渐消失，但仍隐约可见, 碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑得组织，在电镜下才 能清晰分辨两相，可瞧出碳化物颗粒已明显长大。
（⑵、回火索氏体-以铁素体为基体，基体上分布着均匀碳化物颗粒。 它由马氏体在500~650°C时高温回火形成。其组织特征就是由等轴状 铁素体与细粒状碳化物构成得复相组织，马氏体片得痕迹己消失，渗 碳体得外形己较清晰，但在光镜下也难分辨，在电镜下可瞧到得渗碳 体颗粒较大。
（13）、莱氏体-奥氏体与渗碳体得共晶混合物。呈树枝状得奥氏体分布
在渗碳体得基体上。
（⑷、粒状珠光体一由铁素体与粒状碳化物组成。
它就是经球化退火或马氏体在6 50°C~al温度范围内回火形成。其特 征 就是碳化物成颗粒状分布在铁素体上。
（15）、魏氏组织-如果奥氏体晶粒比较粗大，冷却速度又比较适宜，先
共析相有可能呈针状（片状）形态与片状珠光体混合存在，称为魏氏组 织。亚共析钢中魏氏组织得铁素体得形态有片状、羽毛状或三角形， 粗大铁素体呈平行或三角形分布。它出现在奥氏体晶界，同时向晶内 生长。过共析钢中魏氏组织渗碳体得形态有针状或杆状，它岀现在奥 氏体
晶粒得内部。
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