激光熔覆后试样金相的制备与显微观察.doc

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1、1.前言金属的性能取决于它的成分和微观组织，其屮微观组织对金属性能的影响最为直接，因此我们可以通过对金属微观组织的观察和分析（即金相分析技术）來预测和判断金属的性能，并分析其失效破坏的原因。2.激光熔覆简介激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表而上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同吋熔化，并快速凝同后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表而涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表而改性或修复的H的，既满足了对材料表而特定性能的要求，乂节约了大量的贵重元

2、素。从当前激光熔覆的应用情况来看，其主要应用于三个方而：一，对材料的表而改性，如燃汽轮机叶片，轧辘，齿轮等；二，对产品的表而修复，如转子，模具等。三，快速原型制造。利用金属粉末的逐层烧结叠加，快速制造出模型。有关资料表明，对关键部件表而通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高零部件的使用寿命；对模具表而进行激光熔覆处理，不仅提高模具强度，还可以降低制造成本，缩短制造周期。3.金相分析简介金相分析技术是根据有关的标准和规定来评定金属材料内在质量的一-种常规检验方法，并可用来判断零件牛产工

3、艺是否完善，有助于寻求零件产牛缺陷的原因，因此它是涉及金属材料牛产、使用和科研屮一种必不可少的手段。进行金相分析，首先应根据各种检验标准和规定制备试样（即金相试样），若金相试样制备不当，则可能出现假象，从而得出错误的结论，因此金相试样的制备十分重要。通常，金相试样的制备步骤主要有：取样、镶嵌、标识、磨光、抛光、浸蚀，但并非每个金相试样的制备都必须经历上述步骤，如果试样形状、大小合适，使于握和磨制，则不必进行镶嵌；如果仅仅检验金属材料屮的非金属夹杂物或铸铁屮的石墨，就不必进行浸蚀。总之，应根据检验的冃的来确定制样

4、步骤。1.实训过程4.1金相试样制备4.1.1取样取样是金相试样制备的第一道工序，若取样不当，则达不到检验H的。因此,取样的部位、数量、磨抛光面方向等应严格按照相应的标准规定执行。（1）取样部位和磨面方向的选择取样部位必须与检验H的和要求相一致，使所切取的试样具有代表性。必要吋应在检验报告单屮绘图说明取样部位、数量和磨抛光面方向。--般纵断面主要用于：1）检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；2）检验晶粒的变形程度；3）检验钢材的带状组织，以及通过热处理对带状组织的消除程度。横断面主要用于：1）检验从表面到屮心金

5、相组织变化情况；2）检验表层各种缺陷，如氧化、脱碳、过烧、折叠等；3）检验表面热处理结果，如表面淬火的淬硬层，化学热处理的渗碳层、氮化层、碳氮共渗层以及表面镀珞、镀铜层等；4）检验非金属夹杂物在整个断面上的分布；5）测定晶粒度等。由于激光熔覆是将熔覆材料事先置于杲材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，待快速凝固后在表面形成稀释度极低，与基体成冶金结合的涂层,为了能有效观察熔覆效果，所以最主要是检验从表面到屮心金相组织的变化情况。本次试验也是为了观察激光熔覆后的熔覆层的情况，如熔覆的厚度、熔覆层与基底的粘

6、合度等。所以在取样时主要是横断面取样，也需要-些纵断面的取样来观察熔覆层的组织是否均匀。（2）取样方法金相试样一般为（p12x12mm的圆柱体或12x12x12mm的立方体。若太小则操作不方便，若太大则磨制而过大，增长磨制时间且不易磨平。非检验表面缺陷、渗层、镀层的试样，应将棱边倒圆，防止在磨制屮划破砂纸和抛光织物，反之,检验表层组织的试样，严禁倒角并应保证磨面平整。4.1.2镶嵌当金相检验的材料为丝、带、片、管等尺寸过小或形状不规则的试样，由于不便握持，可采用镶嵌的方法，得到尺寸适当，外形规则的试样。当检验试

7、样的表层组织时，为防止在磨制屮产牛倒角，也可采用镶嵌。常用的镶嵌方法有机械夹持法、和冷镶嵌法等。进行本次试样磨制的主要Fl的就是观察从表面到屮心金相组织的变化情况,所以必须要进行镶嵌以防止产牛倒角，故采用热镶嵌法，图1为镶嵌好的试样。图I镶嵌好的试样镶嵌吋主要是要把握好镶嵌的温度和时间，同吋应该把观察面选好以及摆正位置，否则就会出现镶嵌不工整，岀现裂纹等缺陷，严重到会影响后期试样磨光的话，就只能砸开重新镶嵌。4.1.3磨光与抛光金相试样经过切取、镶嵌后，还需进行磨光、抛光等工序，才能获得表面平整光滑的磨面。磨光

8、可以分为粗磨和细磨。每一•道工序，都与上一道工序成90。方向，直到看不到上道工序的划痕为止，要注意的是：每换一种砂纸应尽量让此次的磨痕方向与上一次的方向成90。的角，这样可以节省吋间，也能更快发现在上一张砂纸上磨的时候时候留下大划痕，有大划痕的话就必须重新用上一号砂纸磨光，直到消除大划痕为止。抛光可以分为机械抛光和电解抛光。机械抛光适用于大部分钢种，但是由于机械抛光有机械力的作用，不可