摘 要: 介绍了一种金属粉末样品的金相制样方法。实践表明,在金属粉末的检验过程中,一定技巧性的常规镶嵌方法,对于粉末颗粒外形的确定、内部显微组织的分析及显微硬度的测试,效果良好。
通常,由于粉末颗粒非常细小,在进行外形、微观组织的观察和显微硬度测定时,样品的准备是一个不小的难题。
通过将粉末与电木粉(酚醛树脂粉) 进行充分混合后,在普通热镶嵌机上镶嵌出含有金属粉末颗粒的镶嵌样品,再经过金相样品制备过程,完全可以获得比较满意的效果。
1 样品镶嵌、磨抛的具体操作
笔者将Fe2Si2Al 金属雾化粉末在XQ22 型金相镶嵌机上进行镶嵌。先将少量的金属粉末与一定量的电木粉进行充分的混合,然后将混合后的粉末首先倒入镶嵌的腔体底部。倒入的方式有两种:一种是将混合后的粉末平铺在底部;另一种是将混合的粉末堆成山包形状置于腔体底部的中央。从效果看,后一种比较好,金属粉末颗粒的显现比较充分,截面呈现的效率高。在镶嵌过程中电木粉易软化和移动,平铺方式容易造成试样中央部分金属颗粒向四周移动,造成金属粉末在中央部分的垂直截面上含有量降低,稍微磨光就全部磨掉了;另一种方式的镶嵌效果可以保证磨面各处的粉末颗粒分布均匀,且在各处垂直截面上的分布也比较合适。
2 颗粒形状及颗粒尺寸分布的检测
磨面上金属粉末颗粒的截面图像具有自身的优势。粉末颗粒在二维截面上能展示的相当充分如球形、橄榄球形、不规则块状、片状及半球形等。
颗粒尺寸、形状的分布情况可以采用专用图像分析软件进行分析,再依据体视学的原理进行一定的修正。实际进行测试时,一方面可以在同一截面上采集多幅图像;另一方面,可以通过多次磨抛,在多个截面上进行图像采集,保证图像采集的测试颗粒在数量上的要求,保证数据的准确。
3 显微组织的显示
显微组织的显示采用4 %的硝酸酒精侵蚀剂。侵蚀时间约5～10min 。
4 显微硬度的测试
首先在放大倍数为600倍的镜头下选择出清晰的显微组织,然后进行载荷的施加。施加载荷后再次观察显微组织的清晰程度,若无变化,说明镶嵌材料与金属粉末颗粒的结合是紧密的,符合测试要求。
具体操作时,尽量选取截面大的颗粒进行。同时,根据粉末颗粒的平均粒度情况进行载荷的选取,保证一定载荷造成的压痕在测试截面上符合压痕间距及压痕距样品边沿的测试要求,同时保证测试颗粒的厚度符合要求。一般情况下,在维氏压头的压痕深度是压痕对角线长度的1/ 7,如果在测试截面上是满足要求的,由于测试颗粒一般是半球体,则颗粒在测试厚度方向自然会得以满足。
5 结语
利用电木粉与金属粉末颗粒混合镶嵌后再磨抛以便进行相应的测试的方法,是比较可行的一种金属粉末颗粒测试手段。如果需要样品导电以便在电镜上观察和分析,可以考虑用低熔点金属锡作为镶嵌材料,但是镶嵌、磨光的技巧会略有不同。