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引言

鋼材產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接關系到了鋼鐵企業(yè)生存和發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量又和材料性能密不可分，金屬和合金的顯微組織不同，材料性能也大不相同，只有通過控制組織，才能達到控制性能的目的。在鋼鐵企業(yè)中，金相檢測是鋼材產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)之一，同時也是解決生產(chǎn)實際問題的重要依據(jù)之一。

金相檢驗是指在金相顯微鏡下觀察、辨認和分析金屬材料的微觀組織狀態(tài)和分布情況，借此判定金屬材料質(zhì)量的一種檢驗方法。它的目的一方面是常規(guī)檢驗，根據(jù)已有的知識判斷或確定金屬材料的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝過程是否完善，如果有缺陷，能借此發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生缺陷的原因；另一方面則是更加深入地了解金屬材料微觀組織和性能的內(nèi)在聯(lián)系，以及各種微觀組織形成的規(guī)律等等，為研制新的材料和工藝提供依據(jù)。而金相顯微鏡是進行金相檢驗必不可少的工具，借助它可以對鋼中肉眼不能直接觀察到的顯微組織進行觀察和分析，以檢查和評定鋼的質(zhì)量，以及查找引起產(chǎn)品不合格的重要原因。

金相顯微鏡在金相分析中的應用

金相顯微鏡主要是通過對組織形貌的檢查分析鋼材的組織與其化學成分的關系：確定各類鋼材通過不一樣的加工和熱處理后的顯微組織，以此判定鋼材質(zhì)量好壞，比如各類型鋼材的夾雜物——氧化物、硫化物等在組織中分布情況和數(shù)量以及金屬晶粒度的大小等；

1. 鋼材組織及相的研究

浸蝕處理后的檢測樣品，可以利用金相顯微鏡觀察到鋼材的亞顯微組織情況。大部分情況下，晶界處被漫反射所以不能進入物鏡，所以晶界大多數(shù)呈現(xiàn)黑色。被晶界分割的即為鋼材的組織結構，可以依靠檢測結果對鋼材進行定性分析，比如：材料的組織形貌，晶粒大小、非金屬雜質(zhì)等在組織中的含量和分布情況；材料組織結構與其化學成分之間的關系；確定各材料在不同加工工藝后的顯微組織；判別材料質(zhì)量的優(yōu)劣等。例如：利用金相顯微鏡技術對奧氏體晶粒進行觀察，可以把光線經(jīng)由奧氏體內(nèi)部晶界部分漫反射但也無法進入物鏡，進而顯示出一條條暗色的晶粒邊緣。在鋼鐵上不同顆粒的化學成分雖然相同，但由于其原子排列位向不同，也能造成磨表面上各粒徑的侵蝕深淺不同，這樣在垂直燈光照射下，不同顆粒之間就產(chǎn)生了明暗不同的顏色，如下圖所示。

圖1 奧氏體晶粒

1. 鋼材雜質(zhì)的分析

采用金相顯微鏡能對雜質(zhì)分析大多是定量分析，采用明視場對雜質(zhì)的、顏色、邢臺、大小、分布進行觀察；采用暗視場來對雜質(zhì)固有色彩和透明度進行觀察；利用偏振光正交下的各種光學性質(zhì)對雜質(zhì)進行觀察，進而對雜質(zhì)類型進行判斷。大多數(shù)情況下硅酸鹽單獨呈現(xiàn)的是孤粒形態(tài)分布，氧化鋁、氧化亞鐵和氫氧化錳等氧化物聚集成群呈現(xiàn)串裝分布，而硫化亞鐵及硫化亞鐵加氧化亞鐵則是沿晶界分布。

圖2 金相顯微鏡的雜質(zhì)分析

1. 偏光顯微鏡的相差分析

在鋼材組織中，有時候會遇到與反射光的材料性能相似甚至接近，但是外觀高低差只是很微小的組織。兩種結構都說明當入射光在其進行反光后，這兩個振幅一樣。如果這振幅一樣的反射光用肉眼是很那識別的，所以使用環(huán)形光光柵和相板，使用透過光體現(xiàn)的滯后四分之一的波段，以便形成正和負的反差，也就是把周相差的光轉化為強度不同的光，以便增強分辨力。

總結

經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了X射線衍射電子顯微鏡電子探針掃描電鏡和圖像分析儀等諸多設備，金相顯微鏡和金相檢測技術有時候人們就不會使用，大多數(shù)檢測人員認為使用新的設備和檢測方法才能解決問題，實際并非如此。金相顯微鏡和金相檢測技術在鋼材檢測的應用中得到大范圍的使用。由于金相顯微鏡具有設備簡便、方法實用等優(yōu)點，所以，采用金相顯微鏡對鋼材的檢測至今仍然是當下實用簡潔的方法之一。

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