【正文】 試樣一般不需要鑲嵌。但試樣太小或太薄如細絲、薄片細管等，或檢查表層組織不允許倒角，制樣時比較困難，則必須將它夾持或鑲嵌在另一材料中。鑲嵌材料可以是塑料，也可以是低熔點金屬。方法有熱壓法和澆注法。目前一般用電木粉鑲嵌，采用專門的金相鑲嵌機。3）磨平 磨平是用磨料將試樣表面凸出的部分磨削去除，使其平整。磨的步驟是先用砂輪磨，后用砂紙由粗到細地磨。用砂輪磨時用力要小，并經(jīng)常用水冷卻；用砂紙磨時由粗到細逐次磨制，可將砂紙鋪于平板玻璃上，進行手工磨制，也可將砂紙鋪在預(yù)磨機的盤上，當盤旋轉(zhuǎn)時，就可進行機械磨制，采用水砂紙時要不斷地加水冷卻。磨制應(yīng)注意以下問題： (1)試樣必須拿平，試樣磨面必須均勻地與砂輪或砂紙接觸，使試樣磨成一個平面，而不能磨成曲面。 (2)用力不能太大，以防試樣溫度升得過高引起組織變化。(3)必須待前道砂紙的磨痕完全去除后，才能換更細的砂紙。換砂紙時，應(yīng)將試樣和手上的砂粒除凈，同時將試樣旋轉(zhuǎn)約90176。角度。(4)試樣的邊緣的棱角如沒有保留的必要應(yīng)在拋光前磨圓（倒角），以免拋光時劃破拋光布。4）拋光 拋光的目的是去除砂紙的磨痕。得到光滑的平面。拋光的方法有機械拋光、電解拋光、化學拋光、機械電解拋光、機械化學拋光。本實驗采用最常用的機械拋光法。 機械拋光是在專用拋光機上進行，拋光盤上鋪以拋光織物。如帆布、絲綢、呢絨等，再澆以拋光粉(Cr2O3或Al2O3)的懸濁液，即可進行拋光，拋光過程中，將試樣均勻平整地壓在拋光盤上，壓力不宜過大，并沿盤中心到邊沿不斷作徑向往復(fù)運動。拋光時間一般是3～5分鐘，當磨痕消失而呈現(xiàn)光亮的鏡面時，即可停止拋光，并將試樣清洗干凈。5）組織的顯示 經(jīng)拋光后的試樣，只能觀察到石墨、非金屬夾雜物、孔洞、裂縫等。若要觀察組織，必須用一定方法將其顯示出來。 顯示組織的方法有化學浸蝕法、電解浸蝕法、氣相沉積法、熱蝕法、恒電位法等等，本實驗用最常用的化學浸蝕法。顯示組織的化學試劑有酸、堿、鹽類及某些溶劑(水或有機溶劑作緩蝕劑)。 將上述試劑適當配合，即成金相試劑。金相試劑成分的選擇決定于試樣的成分，組織狀態(tài)和檢查的目的。具體選用時，可查閱有關(guān)手冊。應(yīng)用最廣泛的是3～5%硝酸酒精溶液和苦味酸酒精溶液。 化學浸蝕時，將磨面浸入試劑中，或用脫脂棉蘸試劑涂擦試樣磨面，浸蝕深淺根據(jù)組織特點和觀察倍數(shù)來確定。一般是磨面變灰即可，試樣經(jīng)浸蝕后必須經(jīng)水沖洗、再用吸水紙吸水電吹風吹干后才能在顯微鏡下觀察。若組織完全清晰可見，浸蝕就合適。若組織未完全顯示出來，應(yīng)再加浸蝕，若浸蝕過度，則應(yīng)重新拋光后再浸蝕。 合金組織觀察與分析 二元合金鑄態(tài)組織特征1）單相固溶體組織的特征 單相固溶體平衡組織就是一個個的晶粒，如圖3—1(左)所示。而非平衡組織存在枝晶偏析的特點：由于成分偏析枝晶軸與軸間成分不同，因而浸蝕程度不同，在顯微下觀察明暗度也不同，如圖3—1(右)所示，很易誤認為是兩相組織，應(yīng)特別注意與兩相組織區(qū)分開。 圖3—1 單相固溶體組織示意圖2）共晶型組織特征 (1)共晶體特征：二元合金的共晶體是兩相的均勻混合物，其中一個相是連續(xù)相，另一個相則孤立地分布于連續(xù)相中，按孤立相的形態(tài)，共晶組織有層片狀，短棒狀和針狀(圖3—2) (a)層片狀 (b)短棒狀 (c)針狀圖3—2 共晶組織形態(tài)示意圖(2)亞共晶和過共晶組織特征：亞共晶和過共晶組織是由初生晶和共晶體組成，初生晶粗大，而且具有樹枝狀形態(tài)或直邊多邊形，如三角形、四邊形、長直條狀，……。共晶體分布于初生晶之間。當共晶體量很少時，呈連續(xù)或斷續(xù)網(wǎng)狀，甚至呈離異共晶(圖3—3)。 (a)初生晶呈直邊塊狀 (b)初生晶呈樹枝狀 (c)離異共晶圖3—3 亞共晶及過共晶組織形態(tài) 以上組織特征是二元合金鑄態(tài)組織形態(tài)，除非平衡組織外，平衡鑄態(tài)組織特征是不能用熱處理方法改變的，但可用鍛軋等壓力加工方法改變組織。 鐵碳合金平衡組織特征概述不同成分的FeC合金的平衡組織都是由鐵素體、滲碳體、珠光體和萊氏體組成，其區(qū)別僅在于分布形態(tài)和數(shù)量不同。根據(jù)各組成物的形態(tài)、分布和數(shù)量就可判斷和識別組織及含碳量。[1]鐵素體：鐵素體有兩種形態(tài)和分布：一是呈游離狀的不規(guī)則多邊形。如工業(yè)純鐵組織 (圖34)和 亞共析鋼中的鐵素體(圖36)。二是與滲碳體呈層狀相間排列，這就是珠光體中的鐵素體(圖35所示)。[2]滲碳體：滲碳體的分布和形態(tài)有：工業(yè)純鐵中的Fe3CⅢ（圖34）沿鐵素體晶界分布，呈細條狀；過共析鋼中的Fe3CⅡ(圖37)沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀分布；珠光體中的共析Fe3C (圖35)與鐵素體呈片層狀相間分布；過共晶白口鐵中的Fe3CⅠ(圖310)游離的滲碳體，呈直條狀；萊氏體中的滲碳體(圖38)是作為基體，其中分布有孤立的珠光體。 圖34 工業(yè)純鐵組織 圖35 珠光體組織 圖36 亞共析鋼組織 圖37 過共析鋼組織 圖38 共晶白口組織 圖39 亞共晶白口鐵組織[3]珠光體：珠光體是鐵素體和滲碳體片的機械混合物(圖39)，其組織分布形態(tài)有，呈樹枝狀分布，如亞共晶白口鐵中由初生晶奧氏體轉(zhuǎn)變成的珠光體(圖39)；呈塊狀與鐵素體塊混合，即亞共析鋼中的珠光體(圖36)；珠光體呈粒狀與滲碳體混合而成萊氏體(圖38)。必須指出，在顯微鏡下觀察珠光體時，當片層粗大時，可見滲碳體與鐵素體的相界線，則滲碳體為白亮的片狀(用硝酸酒精浸蝕)，若片層較小或放大倍數(shù)低時，則滲碳體為一條黑線；若片層很小，或放大倍數(shù)很小時，連珠光體的片層狀也不能分辨，則為黑暗的一片，所以Fe—C合金的平衡組織中片層狀組織或黑色區(qū)域都是珠光體。 鐵碳合金非平衡組織特征概述鐵碳合金經(jīng)緩冷后的顯微組織基本上與鐵碳相圖所預(yù)料的各種平衡組織相符合，但碳鋼在非平衡狀態(tài)，即在快冷條件下的顯微組織就不能用鐵碳合金相圖來加以分析，而應(yīng)由過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖—C曲線來確定。按照不同的冷卻條件，過冷奧氏體將在不同的溫度范圍發(fā)生不同類型的轉(zhuǎn)變。通過金相顯微鏡觀察，可以看出過冷奧氏體各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)各不相同。共析碳鋼過冷奧氏體在不同溫度轉(zhuǎn)變的組織特征及性能如表3—1所示。 表3—1 共析碳鋼(T8)過冷奧氏體在不同溫度轉(zhuǎn)變的組織及性能轉(zhuǎn)變類型組織名稱形成溫度范圍(℃)金相顯微組織特征硬度(HRC)珠光體型相變珠光體(P)＞650在400～500倍金相顯微鏡下可觀察到鐵素體和滲碳體的片層狀組織～20(180～200 HB)索氏體(S)600～650在800～1000倍以上的顯微鏡才能分清片層狀，在低倍下片層模糊不清25～35屈氏體(T)550～600用光學顯微鏡觀察時呈黑色團狀織，只有在電子顯微鏡(5000～15000)下才能看出片層組織35～40貝氏體型相變上貝氏體(B)350～550在金相顯微鏡下呈暗灰色的羽毛狀特征40～48下貝氏體(B)230～350在金相顯微鏡下呈黑色針葉狀特征48～58馬氏體型相變馬氏體(M)＜230在正常淬火溫度下呈細針狀馬氏體(隱晶馬氏體)，過熱淬火時則呈粗大片狀馬氏體62～65[1]鋼的退火和正火組織屬于亞共析成分的碳鋼(如45鋼等)一般采用完全退火，經(jīng)退火后可得到接近于平衡狀態(tài)的組織，其組織特征已在鐵碳合金平衡組織觀察中加以分析和觀察。過共析成分的碳素工具鋼(如T