工(gong)具鋼的金相(xiang)樣(yang)品(pin)制備(bei)

工(gong)具鋼的金相(xiang)樣(yang)品(pin)制備(bei)
摘(zhai)要：工(gong)具鋼是壹種非(fei)常重(zhong)要(yao)的材料(liao)，它(ta)的化學成(cheng)分(fen)組成(cheng)從簡(jian)單的(de)塑性成(cheng)型(xing)的(de)模(mo)具鋼和(he)淬火水冷的(de)碳(tan)鋼到(dao)高(gao)合金的高(gao)速鋼。在(zai)工(gong)具鋼和(he)模(mo)具鋼的失(shi)效(xiao)分析(xi)中，有(you)時(shi)會(hui)觀察(cha)到各種各樣(yang)我們不希望出現(xian)的顯(xian)微(wei)組織。

工(gong)具鋼是壹種非(fei)常重(zhong)要(yao)的材料(liao)，它(ta)的化學成(cheng)分(fen)組成(cheng)從簡(jian)單的(de)塑性成(cheng)型(xing)的(de)模(mo)具鋼和(he)淬火水冷的(de)碳(tan)鋼到(dao)高(gao)合金的高(gao)速鋼。甚(shen)至對(dui)於那些(xie)化學(xue)成(cheng)分(fen)更新(xin)奇(qi)材料通(tong)過粉(fen)末(mo)冶金加工(gong)方(fang)法都可以做(zuo)到(dao)，這些(xie)材料(liao)都有(you)壹個(ge)共同的特(te)點(dian)。首先它(ta)們都是鐵基材料(liao)。金相(xiang)工(gong)作(zuo)者(zhe)壹致認為對(dui)於硬度相(xiang)對(dui)較(jiao)軟的(de)退(tui)火態的(de)、熱軋(zha)態和(he)鍛(duan)造(zao)後的(de)高(gao)速鋼具有(you)不盡(jin)相(xiang)同(tong)的顯微(wei)組織，而(er)熱處理(li)後的(de)硬(ying)度較(jiao)高(gao)的工(gong)具鋼的顯微(wei)組織通(tong)常(chang)是(shi)強(qiang)度較(jiao)高(gao)的馬氏(shi)體和(he)各種形態和(he)類型的(de)碳(tan)化物(wu)構成(cheng)。在(zai)工(gong)具鋼和(he)模(mo)具鋼的失(shi)效(xiao)分析(xi)中，有(you)時(shi)會(hui)觀察(cha)到各種各樣(yang)我們不希望出現(xian)的顯(xian)微(wei)組織。
METADI美(mei)國標(biao)樂(le)Buehler拋光織物(wu)懸浮液(ye)金剛石(shi)拋光膏

壹(yi)般(ban)而言(yan)，工(gong)具鋼的金相(xiang)樣(yang)品(pin)制備(bei)不是(shi)特(te)別困難(nan)。但(dan)是，還是有(you)些(xie)問題(ti)需(xu)要(yao)註(zhu)意(yi)。首先其(qi)切割過程(cheng)相(xiang)當(dang)困難(nan)，為了(le)避免過熱和(he)過燒，切割片(pian)必須選用粘(zhan)結(jie)強(qiang)度較(jiao)低的切割片(pian)。在樣(yang)品(pin)制備(bei)過程(cheng)中，樣(yang)品(pin)的邊(bian)緣(yuan)保(bao)護非(fei)常重(zhong)要(yao)。例如：對(dui)於脫碳(tan)層評(ping)判(pan)的樣品(pin)，對(dui)於熱處理(li)後的(de)失(shi)效(xiao)的樣(yang)品(pin)尤其(qi)如(ru)此。在(zai)樣品(pin)制備(bei)過程(cheng)中防止夾雜物(wu)的脫(tuo)落(luo)非(fei)常重(zhong)要(yao)，特(te)別對(dui)於那些(xie)需(xu)要(yao)對(dui)夾雜物(wu)含量和(he)類型需(xu)要(yao)評(ping)判(pan)的。對(dui)於含有(you)石(shi)墨(mo)的工(gong)具鋼，石(shi)墨(mo)必須正確保(bao)留。對(dui)於Si含量較(jiao)高(gao)的工(gong)具鋼斑(ban)點(dian)染色問題(ti)經常(chang)會(hui)遇到(dao)。碳(tan)化物(wu)在樣(yang)品(pin)制備(bei)時(shi)會(hui)破(po)裂(lie)甚(shen)至(zhi)從基體上(shang)脫落(luo)變成(cheng)空(kong)洞(dong)，對(dui)於合金含量較(jiao)高(gao)材料在(zai)切割時(shi)要特(te)別註(zhu)意(yi)。金相(xiang)工(gong)作(zuo)者(zhe)必須能夠判(pan)別這些(xie)空洞(dong)是(shi)材(cai)料本身(shen)存(cun)在的(de)還是在(zai)樣(yang)品(pin)制備(bei)過程(cheng)中產(chan)生(sheng)的(de)。

樣(yang)品(pin)制備(bei)過程(cheng)
切割
相(xiang)對(dui)較(jiao)軟的(de)樣(yang)品(pin)（硬度低於35HRC或(huo)345HV）可以使(shi)用手(shou)鋸或(huo)者(zhe)帶(dai)鋸(ju)進(jin)行切割。可是，這樣(yang)的(de)過程(cheng)往往會(hui)導(dao)致樣(yang)品(pin)表面損(sun)失(shi)層變大和(he)切割表面非(fei)常粗(cu)糙。為了(le)去(qu)除(chu)這(zhe)些(xie)損(sun)傷層，在zui初的粗(cu)磨(mo)時(shi)壹定要使(shi)用較(jiao)粗顆(ke)粒的磨料（例(li)如(ru)80 -120 grit的(de)SiC砂紙）。這(zhe)樣(yang)才能去(qu)除(chu)切割產(chan)生(sheng)的(de)樣(yang)品(pin)損(sun)傷。

對(dui)於高(gao)硬度的樣品(pin)切割必須使(shi)用砂輪切割片(pian)，在切割過程(cheng)中使(shi)用水進(jin)行冷卻，切割片(pian)應(ying)使(shi)用粘(zhan)結(jie)強(qiang)度較(jiao)低的砂(sha)輪(lun)片(pian)以防止樣(yang)品(pin)過燒。在切割過程(cheng)中樣(yang)品(pin)的冷卻可以避免過熱，這些(xie)切割產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量對(dui)於淬火和(he)淬火後+低溫(wen)回(hui)火的工(gong)具鋼的影響(xiang)尤(you)為嚴重(zhong)。不(bu)正確的(de)切割導(dao)致馬(ma)氏(shi)體高(gao)溫(wen)回(hui)火，如果熱量過大還會(hui)導(dao)致切割表面重(zhong)新(xin)轉變為奧氏(shi)體組織。這(zhe)樣在後續(xu)的(de)磨(mo)削(xue)步驟(zhou)想(xiang)要(yao)去(qu)除(chu)這(zhe)種損(sun)傷是非(fei)常困難(nan)的(de)。

IsoMet1000美(mei)國Buehler標(biao)樂(le)自(zi)動(dong)精密切割機
對(dui)於淬火後的(de)高(gao)合金工(gong)具鋼，這樣的(de)材(cai)料相(xiang)對(dui)較(jiao)脆，切割時(shi)比較(jiao)容易(yi)得(de)到(dao)平坦和(he)損(sun)傷層小的切割表面。隨後可對(dui)切割表面進(jin)行研(yan)磨(mo)和(he)拋光。在精密切割機上使(shi)用金剛石(shi)或(huo)立(li)方氮化硼刀片(pian)切割高(gao)硬度的高(gao)合金工(gong)具鋼可以獲得(de)zui小損(sun)傷層的高(gao)質(zhi)量切割表面。雖(sui)然(ran)切割速(su)度較(jiao)低，但是(shi)其(qi)切割表面非(fei)常光(guang)滑平(ping)坦，其(qi)後就可以使(shi)用較(jiao)細粒度的SiC砂紙進(jin)行研(yan)磨(mo)（例如：使(shi)用240 到 320 粒度的SiC砂紙）。

鑲(xiang)嵌(qian)
通(tong)常(chang)較(jiao)大的(de)樣品(pin)不需(xu)要(yao)鑲(xiang)嵌(qian)就可以直接(jie)進(jin)行拋光。現(xian)在大多(duo)數(shu)先進(jin)的自(zi)動(dong)拋光機可以對(dui)未經鑲(xiang)嵌(qian)的(de)樣品(pin)直接(jie)進(jin)行拋光。
如果樣品(pin)邊緣(yuan)需(xu)要(yao)被保(bao)護的(de)樣(yang)品(pin)，就必須進(jin)行鑲(xiang)嵌(qian)。鑲(xiang)嵌(qian)之(zhi)前對(dui)樣品(pin)進(jin)行電鍍(du)處理(li)往往可以得到(dao)*的(de)樣品(pin)邊緣(yuan)保(bao)護，但(dan)是(shi)現(xian)在很(hen)少這(zhe)樣做(zuo)。因(yin)為現(xian)在使(shi)用的像EpoMet®這樣(yang)的鑲(xiang)嵌(qian)樹脂可以給(gei)樣(yang)品(pin)提供(gong)非(fei)常好(hao)的邊(bian)緣(yuan)保(bao)護即便是(shi)沒有(you)電鍍(du)過得樣品(pin)。自動(dong)拋光機比手(shou)持拋光能夠得(de)到更好(hao)的(de)樣品(pin)邊緣(yuan)保(bao)護。在(zai)研(yan)磨(mo)和(he)拋光時(shi)，使(shi)用中心力(li)加(jia)載方式(shi)比單點(dian)力(li)加(jia)載(zai)方式(shi)等到(dao)的樣(yang)品(pin)表面更加(jia)平(ping)坦。

鑲(xiang)嵌(qian)主(zhu)要用於小和(he)形(xing)狀(zhuang)不(bu)不規則(ze)的樣(yang)品(pin)。對(dui)於樣品(pin)邊緣(yuan)保(bao)護沒有(you)特(te)別的要(yao)求的(de)樣品(pin)使(shi)用普通(tong)的(de)鑲(xiang)嵌(qian)樹脂即可。可是有(you)些(xie)鑲(xiang)嵌(qian)樹脂可能被壹(yi)些(xie)像酒精之類的化(hua)學(xue)試劑(ji)溶解，並且(qie)許(xu)多(duo)鑲(xiang)嵌(qian)樹脂不(bu)能用於熱侵(qin)蝕的(de)樣品(pin)鑲(xiang)嵌(qian)。環(huan)氧類壓力(li)鑲(xiang)嵌(qian)環(huan)氧樹脂可以防止上(shang)述現(xian)象的出現(xian)。如果對(dui)於樣品(pin)的研(yan)磨(mo)拋光位(wei)置有(you)特(te)定的要求，那(na)麽(me)就可以使(shi)用透(tou)明的(de)丙烯(xi)酸(suan)壓力(li)鑲(xiang)嵌(qian)樹脂。冷鑲(xiang)嵌(qian)所(suo)使(shi)用的環(huan)氧樹脂也能達到(dao)令人滿(man)意(yi)的效(xiao)果。冷鑲(xiang)嵌(qian)的(de)環(huan)氧樹脂主(zhu)要用於樣品(pin)對(dui)於溫(wen)度敏感(gan)和(he)那(na)些(xie)不能承(cheng)受壓(ya)力(li)的(de)樣品(pin)。冷鑲(xiang)嵌(qian)樹脂是(shi)*的(de)與樣品(pin)進(jin)行正真物(wu)理(li)粘(zhan)結(jie)的樹脂。如(ru)果樣品(pin)不需(xu)要(yao)邊緣(yuan)保(bao)護而(er)且(qie)也不會(hui)受(shou)熱(re)影響(xiang)的(de)話，可以使(shi)用成(cheng)本(ben)便(bian)宜(yi)的酚醛(quan)樹脂進(jin)行壓力(li)鑲(xiang)嵌(qian)。DiaPro丹(dan)麥Struers司特(te)爾(er)金剛石(shi)拋光劑(ji)冷卻液(ye)潤滑(hua)液(ye)

傳統的(de)研(yan)磨(mo)和(he)拋光方法
在傳統的(de)方(fang)法中，無(wu)論(lun)是手(shou)動還是自(zi)動(dong)拋光在研(yan)磨(mo)階(jie)段(duan)，通(tong)常(chang)使(shi)用防水的SiC砂紙 （200~300mm或(huo)8”~12”直(zhi)徑）。zui初研(yan)磨(mo)砂紙粒度的選自取(qu)決(jue)於切割後的(de)樣(yang)品(pin)表面狀(zhuang)態(tai)。砂紙的(de)牌號(hao)從120，240，320，400到600 grift由粗到(dao)細(xi)。對(dui)於高(gao)合金的工(gong)具鋼為了(le)防止碳(tan)化物(wu)的脫(tuo)落(luo)常常(chang)使(shi)用更細(xi)粒度的砂紙。保(bao)持(chi)壹個(ge)適(shi)中(zhong)或較(jiao)大的(de)壓力在(zai)樣(yang)品(pin)上，研(yan)磨(mo)時(shi)間(jian)在1~2min去(qu)除(chu)上(shang)壹(yi)個(ge)步驟(zhou)產(chan)生(sheng)的(de)損(sun)傷層和(he)劃(hua)痕。要(yao)使(shi)用新的砂紙，使(shi)用過的舊砂(sha)紙將產(chan)生(sheng)較(jiao)大的(de)損(sun)

傳統的(de)方(fang)法中，拋光階(jie)段(duan)采用多(duo)步金剛石(shi)拋光劑(ji)，zui後拋光階(jie)段(duan)采用幾步的(de)氧化(hua)鋁(lv)拋光。對(dui)於常規監(jian)測的樣(yang)品(pin)，通(tong)常(chang)用6um和(he)1um金剛石(shi)拋光就可以。在拋光步上(shang)塗(tu)抹上金剛石(shi)拋光膏或(huo)噴(pen)灑(sa)金剛石(shi)拋光劑(ji)。當使(shi)用粗顆(ke)粒金剛石(shi)拋光劑(ji)時(shi)使(shi)用短絨(rong)毛(mao)或(huo)無(wu)絨(rong)毛(mao)的(de)拋光布(bu)。較(jiao)細的(de)金剛石(shi)拋光劑(ji)與中等長(chang)度絨(rong)毛(mao)拋光布(bu)壹起使(shi)用。潤滑劑(ji)或者(zhe)“擴散劑(ji)”與金剛工(gong)具鋼的金相(xiang)樣(yang)品(pin)制備(bei)

石(shi)拋光劑(ji)壹起使(shi)用，它(ta)能濕(shi)潤(run)拋光布(bu)並且(qie)拋光阻(zu)力拋光機轉數(shu)在(zai)100~150 rpm 。壓(ya)力(li)適(shi)中(zhong)，拋光時(shi)間(jian)2min即可。
zui終(zhong)的拋光步驟(zhou)采(cai)用手(shou)動或(huo)自(zi)動(dong)均(jun)可，通(tong)常(chang)使(shi)用的拋光劑(ji)是0.3μm α-氧化(hua)鋁(lv)和(he) 0.05μm γ- 氧化(hua)鋁(lv),使(shi)用0.04- 0.06μm氧化(hua)矽也是非(fei)常有(you)效(xiao)。轉數(shu)、壓(ya)力(li)和(he)時(shi)間(jian)與粗拋光階(jie)段(duan)壹樣(yang)。總之，由(you)於(yu)工(gong)具鋼的高(gao)硬度所以拋光時(shi)很(hen)容易(yi)去(qu)除(chu)樣(yang)品(pin)的劃(hua)痕和(he)人(ren)為缺(que)陷(xian)。Discotom-100丹(dan)麥司特(te)爾(er)Struers金相(xiang)切割機

現(xian)代的(de)方法
現(xian)代的(de)方法是使(shi)用自動化的(de)機器(qi)進(jin)行研(yan)磨(mo)和(he)拋光的，鑲(xiang)嵌(qian)或(huo)未經鑲(xiang)嵌(qian)的(de)樣品(pin)被放置到(dao)各種尺(chi)寸(cun)的(de)樣(yang)品(pin)夾持(chi)器(qi)中，拋光盤(pan)的直(zhi)徑通(tong)常(chang)為200，250或300mm直徑（8” ,10”或12”）。
使(shi)用新研(yan)制(zhi)的制備(bei)表面和(he)拋光劑(ji)只(zhi)是(shi)需(xu)要(yao)3個(ge)步驟(zhou)就可以得到(dao)令人滿(man)意(yi)的拋光表面。

表1的四步拋光方法可以得到(dao)拋光表面可以適(shi)合(he)所有(you)需(xu)要(yao)。對(dui)於日常檢測(ce)工(gong)作(zuo)，其(qi)中(zhong)第四步可以省略，其(qi)拋光表面質(zhi)量*要(yao)求。第四步僅僅用於需(xu)要(yao)對(dui)樣品(pin)拍照(zhao)和(he)壹(yi)些(xie)雜誌(zhi)論(lun)文出版時(shi)需(xu)要(yao)印刷(shua)質(zhi)量的(de)照(zhao)片(pian)。

表2顯示(shi)的(de)是壹個(ge)更為簡(jian)捷的3步制(zhi)備(bei)方法，這個(ge)方法也能夠制(zhi)備(bei)可以拍攝出(chu)用於研(yan)究和(he)出(chu)版(ban)質(zhi)量的(de)照(zhao)片(pian)的樣品(pin)表面。在制備(bei)的第二步中(zhong)，絲(si)質(zhi)UltraPol®和(he)聚(ju)酯(zhi)纖(xian)維(wei)質(zhi)地(di)UltraPad®拋光布(bu)都能得到(dao)好的(de)樣(yang)品(pin)邊緣(yuan)保(bao)護和(he)高(gao)質(zhi)量的(de)拋光表面，但是前者(zhe)拋光質(zhi)量要(yao)好(hao)於後者(zhe)。Technomat德(de)國賀利氏(shi)Heraeus Kulzer壓力(li)鍋(guo)冷鑲(xiang)嵌(qian)埋(mai)成(cheng)型(xing)機

當樣品(pin)夾持(chi)器(qi)采用反向轉動(dong)時(shi)，換句話(hua)說(shuo)當(dang)樣(yang)品(pin)夾持(chi)器(qi)的轉向(xiang)與磨盤(pan)的轉向(xiang)（通(tong)常(chang)是(shi)逆(ni)時(shi)針）相(xiang)反(fan)時(shi)，可以使(shi)材(cai)料(liao)的(de)去(qu)除(chu)速(su)率(lv)增加。如果樣品(pin)夾持(chi)器(qi)的轉速(su)<100 rpm，采(cai)用反方向轉動(dong)，此(ci)時(shi)拋光劑(ji)和(he)潤(run)滑(hua)劑(ji)與樣品(pin)接觸(chu)時(shi)間(jian)更長(chang)。如(ru)果樣品(pin)夾持(chi)器(qi)的轉速(su)>100 rpm，幾乎所有(you)的液(ye)體都被甩(shuai)到(dao)拋光盤(pan)之外(wai)。這是因為在反方向轉動(dong)情(qing)況(kuang)下，由於離心力(li)的(de)作(zuo)用磨料的的(de)甩出(chu)速度幾乎與其(qi)添(tian)加速(su)度壹樣快(kuai)。如果在第四步後，觀察(cha)氧化(hua)物(wu)或硫(liu)化物(wu)周圍(wei)發現(xian)有(you)浮圖(tu)現(xian)象。重(zhong)復(fu)第四步采(cai)用反向轉動(dong)，浮(fu)圖(tu)現(xian)象除去(qu)。

在(zai)拋光布(bu)上使(shi)用金剛石(shi)的(de)拋光膏其(qi)材(cai)料去(qu)除(chu)速(su)率(lv)較(jiao)快(kuai)，用妳(ni)的(de)手(shou)指將金剛石(shi)拋光膏均(jun)勻(yun)塗(tu)抹在拋光布(bu)上。拋光開(kai)始時(shi)使(shi)用潤滑劑(ji)，在拋光的過程(cheng)中使(shi)用MetaDi®金剛石(shi)拋光液(ye)，使(shi)用與金剛石(shi)拋光膏同(tong)樣(yang)顆(ke)粒尺(chi)寸(cun)的(de)金剛石(shi)拋光液(ye)其(qi)效(xiao)果。

因為金剛石(shi)拋光液(ye)中含(han)有(you)潤滑(hua)液(ye)所以(yi)不(bu)需(xu)要(yao)再添(tian)加潤(run)滑劑(ji)。雖(sui)然(ran)壹(yi)些(xie)試驗人員(yuan)也在使(shi)用金剛石(shi)拋光液(ye)的同(tong)時(shi)加入(ru)少量的(de)0.05μm 氧化(hua)鋁(lv)拋光液(ye)，它(ta)不是過去(qu)傳統意(yi)義(yi)上的焙(bei)燒(shao)制(zhi)成(cheng)的(de)非(fei)結(jie)晶的氧化(hua)鋁(lv)。如(ru)果從切割到(dao)拋光所有(you)步驟(zhou)完(wan)成(cheng)，zui後的(de)拋光時(shi)間(jian)在5min沒有(you)浮凸(tu)和(he)邊(bian)緣(yuan)倒(dao)園的問題(ti)發生。那(na)麽(me)在切割時(shi)就要避免過渡的切割損(sun)傷。鑲(xiang)嵌(qian)使(shi)用收縮(suo)率(lv)低的EpoMet®樹脂，避免收縮(suo)縫隙產(chan)生(sheng)。磨(mo)削(xue)開(kai)始盡量使(shi)用粒度較(jiao)細的(de)SiC砂(sha)紙（或(huo)者(zhe)是相(xiang)應(ying)尺(chi)寸(cun)顆(ke)粒的DGD磨盤(pan)），樣品(pin)夾持(chi)器(qi)采用低速反(fan)向(xiang)轉動(dong)，上(shang)述這些(xie)都是獲(huo)得(de)材料真實組織關(guan)鍵步驟(zhou)。

圖(tu)1采(cai)用3步制(zhi)備(bei)方法制備(bei)的06石(shi)墨(mo)工(gong)具鋼顯微(wei)組織上(shang)圖是第二步使(shi)用絲質(zhi)UltraPol®拋光布(bu)（下圖）使(shi)用聚酯纖維(wei)質(zhi)地(di)UltraPad®拋光布(bu)（標(biao)尺(chi)長(chang)度10um ，4%苦(ku)味(wei)酸(suan)侵(qin)蝕）圖(tu)2鋼球化退(tui)火後W1水冷硬(ying)化(hua)的(de)碳(tan)素(su)工(gong)具鋼 （上圖）4%苦(ku)味(wei)酸(suan)侵(qin)蝕用於顯示(shi)顯(xian)微(wei)組織，（中(zhong)圖）使(shi)用Klemm’s I侵(qin)蝕鐵素(su)體基體，（下圖）在90°C堿性苦(ku)味(wei)酸(suan)鈉(na)溶(rong)液(ye)侵(qin)蝕60s後，顯(xian)示(shi)碳(tan)化物(wu)。

ETCHING 侵(qin)蝕
2%~10%的(de)硝酸(suan)溶液(ye)作(zuo)為工(gong)具鋼的侵(qin)蝕液(ye)，通(tong)常(chang)2%~3%的(de)硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)可以滿(man)足大多(duo)數(shu)工(gong)具鋼的侵(qin)蝕，10%硝(xiao)酸(suan)溶液(ye)只(zhi)是(shi)作(zuo)為高(gao)合金工(gong)具鋼例如D型(xing)鋼(gang)的侵(qin)蝕液(ye)，對(dui)於3%以下的硝酸(suan)溶液(ye)不需(xu)要(yao)密閉(bi)保(bao)存(cun)，但是對(dui)於高(gao)濃度的硝酸(suan)溶液(ye)需(xu)要(yao)保(bao)存(cun)在具有(you)泄壓(ya)閥的容器(qi)內(nei)。在配(pei)置(zhi)溶(rong)液(ye)時(shi)盡量用乙醇替(ti)代(dai)甲(jia)醇，甲醇有(you)累積(ji)性毒(du)物(wu)所以(yi)盡量少用。

硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)可以用於所有(you)工(gong)具鋼的組織顯(xian)示(shi)，硝(xiao)酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)常用於顯示(shi)馬(ma)氏(shi)體組織，而(er)苦(ku)味(wei)酸(suan)（4%的苦(ku)味(wei)酸(suan)乙醇）溶液(ye)常用於退火的工(gong)具鋼樣品(pin)的檢測(ce)。

當(dang)檢測(ce)球化退(tui)火後的(de)工(gong)具鋼樣品(pin)時(shi)（這是(shi)zui常(chang)見(jian)的(de)退(tui)火狀(zhuang)態(tai)），苦(ku)味(wei)酸(suan)溶液(ye)能夠顯(xian)示(shi)碳(tan)化物(wu)和(he)鐵素(su)體的(de)相(xiang)界面，硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)能顯示(shi)鐵素(su)體晶粒的邊界但是(shi)碳(tan)化物(wu)的邊(bian)界顯示(shi)不(bu)是十分清(qing)晰，這(zhe)是(shi)因(yin)為硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)對(dui)於在某(mou)些(xie)鐵素(su)體內(nei)部的(de)碳(tan)化物(wu)的晶粒取向較(jiao)為敏感(gan)，所以不(bu)能清(qing)晰顯(xian)示(shi)其(qi)輪(lun)廓，這(zhe)樣(yang)對(dui)於球化率(lv)的評(ping)判(pan)較(jiao)為困難(nan)。

2%的(de)硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)常用於馬氏(shi)體鋼(gang)的(de)組織顯(xian)示(shi)，隨著(zhe)硝(xiao)酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)濃度的增加其(qi)侵(qin)蝕速(su)度加快(kuai)，控制(zhi)侵(qin)蝕比(bi)較(jiao)困難(nan)。侵(qin)蝕馬(ma)氏(shi)體基體的(de)高(gao)合金工(gong)具鋼如：高(gao)速鋼需(xu)要(yao)5%硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)，對(dui)於D型的高(gao)速鋼需(xu)要(yao)10%硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)。對(dui)於硝酸(suan)乙醇腐蝕液(ye)和(he)苦(ku)味(wei)酸(suan)乙醇侵(qin)蝕液(ye)通(tong)常(chang)采(cai)用侵(qin)蝕的(de)方法。如果采用擦(ca)拭腐(fu)蝕的(de)方法，那麽(me)擦(ca)拭壓(ya)力(li)壹(yi)定要輕避免產(chan)生(sheng)劃(hua)痕。

壹(yi)般(ban)而(er)言(yan)，侵(qin)蝕時(shi)間(jian)控制(zhi)比(bi)較(jiao)困難(nan)，因(yin)為工(gong)具鋼的成(cheng)分(fen)組成(cheng)多(duo)種多(duo)樣(yang)，其(qi)熱(re)處理(li)狀(zhuang)態(tai)也不盡(jin)相(xiang)同(tong)，試樣的這些(xie)狀(zhuang)態(tai)對(dui)於侵(qin)蝕效(xiao)果影響(xiang)很(hen)大。根(gen)據試樣表面侵(qin)蝕程(cheng)度進(jin)行反復(fu)的試驗是必要。

其(qi)他(ta)的侵(qin)蝕劑(ji)很(hen)少使(shi)用，但是在壹(yi)些(xie)特(te)定狀(zhuang)態(tai)下卻很(hen)有(you)效(xiao)，在表3中列出(chu)壹些(xie)特(te)殊(shu)侵(qin)蝕劑(ji)具有(you)選擇性的(de)侵(qin)蝕效(xiao)果可以提高(gao)顯微(wei)組織的(de)對(dui)比度。例如在圖(tu)1中(zhong)采(cai)用3步制(zhi)備(bei)方法O6石(shi)墨(mo)型工(gong)具鋼退火組織顯(xian)示(shi)。註(zhu)意(yi)使(shi)用苦(ku)味(wei)酸(suan)乙醇侵(qin)蝕液(ye)可以保(bao)存(cun)試樣上的全(quan)部石(shi)墨(mo)，在鐵素(su)體上(shang)沒有(you)任(ren)何(he)劃(hua)痕和(he)殘余(yu)損(sun)傷，碳(tan)化物(wu)也被清(qing)晰的(de)顯(xian)示(shi)。圖(tu)2顯示(shi)的(de)是水冷硬(ying)化(hua)的(de)W1工(gong)具鋼球化退(tui)火後，使(shi)用4%苦(ku)味(wei)酸(suan)乙醇侵(qin)蝕液(ye)，Klemm’s I和(he)堿(jian)性苦(ku)味(wei)酸(suan)鈉(na)溶(rong)液(ye)侵(qin)蝕後的(de)不(bu)同效(xiao)果。4%苦(ku)味(wei)酸(suan)乙醇侵(qin)蝕液(ye)均勻(yun)溶(rong)解鐵素(su)體，所(suo)以(yi)可以清(qing)晰的(de)顯(xian)示(shi)碳(tan)化物(wu)的顆(ke)粒，Klemm’s I侵(qin)蝕劑(ji)可以使(shi)鐵素(su)體基體著(zhe)色(se)，但(dan)是(shi)對(dui)碳(tan)化物(wu)卻沒有(you)著(zhe)色(se)，可以非(fei)常容(rong)易辨(bian)別碳(tan)化物(wu)圖像(xiang)，所以(yi)可以對(dui)碳(tan)化物(wu)進(jin)行圖像(xiang)分(fen)析。堿性苦(ku)味(wei)酸(suan)鈉(na)溶(rong)液(ye)可以使(shi)碳(tan)化物(wu)均勻(yun)著(zhe)色(se)而(er)不(bu)侵(qin)蝕和(he)增(zeng)大顆(ke)粒尺(chi)寸(cun)，因(yin)此(ci)使(shi)用Klemm’s I和(he)堿(jian)性苦(ku)味(wei)酸(suan)鈉(na)溶(rong)液(ye)侵(qin)蝕後的(de)樣(yang)品(pin)用於測量碳(tan)化物(wu)往往能得到(dao)令人滿(man)意(yi)的結(jie)果。

鑄造(zao) Al-Si 合(he)金的樣(yang)品(pin)制備(bei)是對(dui)金相(xiang)工(gong)作(zuo)者(zhe)的挑戰，保(bao)證(zheng)切割階(jie)段(duan)產(chan)生(sheng)的(de)損(sun)傷層zui小非(fei)常必要，對(dui)於三步和(he)四步制(zhi)備(bei)方法尤其(qi)重(zhong)要(yao)。為了(le)避免嵌(qian)入(ru)問(wen)題(ti)，要盡(jin)量不(bu)要(yao)使(shi)用顆(ke)粒細小的SiC砂(sha)紙，使(shi)用粗顆(ke)粒的SiC砂紙是(shi)可以的，在(zai)磨(mo)平階(jie)段(duan)可以使(shi)用不同的制(zhi)備(bei)表面， 使(shi)用240-grit SiC 砂紙, PLANARMET AL 120-grit 氧化(hua)鋁(lv)砂(sha)紙和(he) 30μm 樹脂粘(zhan)結(jie)的金剛石(shi)磨(mo)盤(pan)效(xiao)果都不錯(cuo)， 240-gritSiC 砂(sha)紙使(shi)用壽命(ming)zui短, 樹脂粘(zhan)結(jie)的金剛石(shi)磨(mo)盤(pan)壽命(ming)zui長。五(wu)步, 四步和(he)三(san)步制(zhi)備(bei)方法都可以使(shi)用各種制備(bei)表面。采用現(xian)代制(zhi)備(bei)方法可以與傳統的(de)八(ba)步制(zhi)備(bei)方法的效(xiao)果相(xiang)媲(pi)美(mei)。細(xi)小的金剛石(shi)拋光液(ye)使(shi)樣(yang)品(pin)容易(yi)產(chan)生(sheng)嵌(qian)入(ru)。zui終(zhong)拋光使(shi)用二氧化(hua)矽比氧化(hua)鎂(mei)效(xiao)果更好(hao)。三(san)步制(zhi)備(bei)方法中的第三步采(cai)用雙重(zhong)拋光步驟(zhou)，效(xiao)果非(fei)常不(bu)錯。Technovit 4006德(de)國賀利氏(shi)古莎(sha)Heraeus高(gao)度透(tou)明冷鑲(xiang)嵌(qian)樹脂

大量試驗表明，對(dui)於退火、淬火和(he)回(hui)火後的(de)後的(de)樣(yang)品(pin)狀(zhuang)態(tai)，在表3中所羅(luo)列的侵(qin)蝕劑(ji)可以用來顯(xian)示(shi)碳(tan)化物(wu)的邊(bian)界、彩色(se)侵(qin)蝕或(huo)者(zhe)侵(qin)蝕特(te)定類型的(de)碳(tan)化物(wu)。這些(xie)碳(tan)化物(wu)類型提(ti)供(gong)背(bei)散(san)射(she)電子(zi)的(de)衍(yan)射(she)花樣(yang)來區(qu)分辨別。每種侵(qin)蝕劑(ji)都可以重(zhong)復(fu)在樣(yang)品(pin)上使(shi)用，表4列出了(le)試驗結(jie)果。

結(jie)論(lun)
如果想要(yao)得(de)到真實的顯微(wei)組織，正(zheng)確的樣品(pin)制備(bei)過程(cheng)*。使(shi)用現(xian)代的(de)半(ban)自動磨拋設(she)備(bei)可以快(kuai)速的(de)進(jin)行樣品(pin)制備(bei)而且(qie)能夠得(de)到令人滿(man)意(yi)的工(gong)具鋼樣品(pin)。在便(bian)捷的3步樣(yang)品(pin)制備(bei)和(he)4步樣(yang)品(pin)制備(bei)工(gong)藝中已(yi)經(jing)提(ti)到(dao)樣(yang)品(pin)制備(bei)的關(guan)鍵參(can)數控制(zhi)。

首先，切割過程(cheng)選用硬度合適(shi)的(de)金相(xiang)的(de)砂輪切割片(pian)，以避免過大損(sun)傷的產(chan)生(sheng)。其(qi)次，如果樣品(pin)邊緣(yuan)需(xu)要(yao)檢查(zha)，就要選(xuan)用保(bao)邊(bian)性好(hao)的(de)樹脂進(jin)行鑲(xiang)嵌(qian)。第三，zui初的研(yan)磨(mo)工(gong)序，盡可能使(shi)用粒度較(jiao)細的(de)砂(sha)紙。第四，在(zai)拋光過程(cheng)中，添(tian)加足夠的(de)拋光劑(ji)，才能做(zuo)到(dao)有(you)效(xiao)的材(cai)料去(qu)除(chu)。第五(wu)，使(shi)用無(wu)絨(rong)毛(mao)編織或(huo)壓制的織物(wu)作(zuo)為拋光表面，尤其(qi)是(shi)在zui終(zhong)拋光序上。zui後，選(xuan)擇的(de)侵(qin)蝕劑(ji)清(qing)晰顯(xian)示(shi)顯(xian)微(wei)組織並得(de)到(dao)的圖像襯度。