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銅及銅合金試樣制備技術

更新時間:2015-12-19點擊次數(shù):2333
一、宏觀分析
1. 試樣的制備
    試樣需磨平,熱蝕前試樣表面的油污需清洗干凈。侵蝕劑為1:1硝酸水溶液,加熱溫度約50~70℃,時間約5分鐘。觀察面上如有一層黑色的氧化膜,可用稀鹽酸溶液擦掉。
2.常見的缺陷
    縮孔、疏松、氣孔、偏析、外來非金屬和金屬夾雜、鑄造粗晶、冷隔。
二、微觀分析
1. 試樣的制備 
       試樣在磨光前可用銼刀將樣品銼平并倒角。然后逐步經(jīng)400﹟、600﹟、800﹟、1000﹟、03﹟、05﹟SiC水砂紙及金相砂紙磨平, 理想是砂紙上涂抹汽油起潤滑作用,在換用下一道砂紙時應清潔試樣,可以避免將上道較粗的砂粒帶到細紗紙上,同時將原來磨制的方向改變90°。
    銅和銅合金質(zhì)地較軟,磨光時需均勻用力,著力不可太重,切忌順序使用兩種砂紙的粒度相差太大,含使前一加工所留下粗大磨痕為表層金屬流動和金屬粉末填充,造成表面磨得很好的錯覺,在組織顯示過程中,這種缺陷會暴露出來。
    大批試樣常規(guī)金相檢驗時,簡便的方法將砂紙代替拋光絲絨置于轉速在500~600轉/分的拋光機上逐道磨光。
2. 試樣的拋光 
        經(jīng)后一道砂紙磨過的試樣,經(jīng)水沖洗后即置于拋光機上進行拋光。拋光絲絨理想。
拋光粉常用的有以下幾種:
ⅰ) 氧化鋁 硬度高,切削力強,對質(zhì)地教硬的兩相合金是一種理想的拋光磨料。
ⅱ) 氧化鉻 硬度低于氧化鋁其切削能力比氧化鋁差,但對純銅、單相銅合金,如鈹青銅、銅鈦等廣泛使用。
ⅲ)氧化鎂 硬于氧化鋁、氧化鉻,其顆粒具有尖銳磨削刀口,作銅及銅合金的精拋光用。
    軟軟的銅合金,常采用浸蝕拋光的方法消除干擾變形層和拋光條紋。
粗拋:氧化鉻或W3~W5金剛石研磨膏
精拋:氧化鎂或W0.5~W2.5金剛石研磨膏
化學拋光劑:
①50ml正磷酸+28ml冰醋酸+22ml硝酸 
②3份硝酸+1份鹽酸+1份磷酸+5份冰醋酸   
③10g三氯化鐵+8ml鹽酸+50ml酒精+50ml水
①號試劑浸蝕時間約5~9秒,若晶粒不清晰,可在③號試劑中浸蝕2~3秒,可獲得清晰組織。
電解拋光劑:
①    純銅:蒸餾水 175ml,磷酸 825ml 
電壓:1~1.6V ,時間:10~40分,陰極:Cu
②    α、α+β、Cu-Fe、Cu-Co:蒸餾水 600ml,磷酸 400ml
        電壓:1~2V,時間:1~15分,陰極:純銅或不銹鋼
③    黃銅、青銅:蒸餾水 300ml,磷酸 700ml
電壓:1.5~18V,時間:5~18分,陰極:純銅
3. 試樣的組織顯示
純銅和單相銅含金的化學浸蝕,是由于晶界處原子排列缺陷多,自由能高,因而首先溶解而成凹溝,在顯微鏡下即可看出晶粒,有時為了增加晶粒的對比,和退火后的雙晶帶,可延長浸蝕時間。
        兩相和多相銅含金的化學浸蝕其作用原理不同于紫銅和單相銅合金,它主要是一個電化學腐蝕過程。
由于合金中組成相的電極電位不同,因而當浸蝕劑浸入時,就形成了一個微小的電池,具有較高負電位的一相成為微電池的陽極,而優(yōu)先溶解于試劑中而成凹洼,具有較高正電位的另一相則為陰極,不受浸蝕,因而使不同的相區(qū)分開來。
  常用侵蝕劑
1.氫氧化銨 50ml+水50ml+雙氧水20ml
    適用銅和富銅合金,可顯示晶界,使α相發(fā)暗,β相發(fā)亮
2.FeCl3+HCl+H2O溶液
  適用紫銅、黃銅、青銅、鋁青銅,使黃銅中β相變色
3.50ml 10%的鉻酐水溶液,使用前加幾滴鹽酸
  除顯露晶界處,顯示含氧的夾雜物,冷變形銅的雙晶黃銅中的α相呈橙黃色,β相呈
  檸檬黃色。錫青銅中α相不受浸蝕,δ相發(fā)暗
4.硝酸鐵1g+水100ml
  顯示純銅的晶界
5. 過硫酸銨10g +水90ml
  顯示紫銅、黃銅、鋁青銅的組織
6. 鉻酐1g+水100ml ,電壓6V,時間3~6s,陰極 純鋁
  用于鋁青銅,鈹青銅
7. 85﹪磷酸400ml+水600ml ,電壓 1~2V,時間1~15分,陰極 純銅或不銹鋼
  用于單相或兩相黃銅、銅鐵、銅鈷合金
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