取樣

取樣是金相試樣制備的第一道工序，若取樣不當(dāng)，則達(dá)不到檢驗(yàn)?zāi)康?，因此，所取試樣的部位、?shù)量、磨面方向等應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行

1）取樣部位和磨面方向的選擇

取樣部位必須與檢驗(yàn)?zāi)康暮鸵笙嘁恢拢顾腥〉脑嚇泳哂写硇?。必要時(shí)應(yīng)在檢驗(yàn)報(bào)告單中繪圖說(shuō)明取樣部位、數(shù)量和磨面方向。例如，檢驗(yàn)裂紋產(chǎn)生的原因時(shí)，應(yīng)在裂紋部位取樣，并且還應(yīng)在遠(yuǎn)離裂紋處取樣，以資比較；檢驗(yàn)鑄件時(shí)，應(yīng)在垂直于模壁的橫切面上取樣，對(duì)于大鑄件，還應(yīng)從表面之中心的橫截面上取3~5個(gè)試樣，磨制橫斷面，由表及里逐個(gè)進(jìn)行觀察、比較；對(duì)于軋制材料，金相試樣的切取，一般縱斷面主要用于檢驗(yàn)非金屬夾雜物、晶粒的變形程度、鋼材的帶狀組織以及通過(guò)熱處理對(duì)帶狀組織的消除程度。而橫斷面則主要用于檢驗(yàn)從表面到中心的金相組織變化情況、表層各種缺陷（如氧化、脫碳、過(guò)少、折疊等）、表面熱處理結(jié)果（如表面淬火的淬硬層、化學(xué)熱處理的滲碳層、滲氮層、碳氮共滲曾以及表面鍍鉻、鍍銅層等）、非金屬夾雜物在整個(gè)斷面上的分布及晶粒度等。

一般說(shuō)來(lái)，在進(jìn)行非金屬夾雜物評(píng)定時(shí)，應(yīng)磨制縱橫兩個(gè)面；在觀察鑄件組織、表面缺陷以及測(cè)定滲層厚度、鍍層厚度、晶粒度等均需磨制橫斷面；在進(jìn)行破斷（失效）綜合分析時(shí)，往往需要切取幾個(gè)試樣，同時(shí)磨制縱橫兩個(gè)面進(jìn)行觀察分析。

2）取樣方法

金相試樣一般為Ф12×12mm的圓柱體或12×12×12mm立方體。若太小則操作不便，太大則磨制平面過(guò)大，增長(zhǎng)了磨制時(shí)間且不易磨平。由于備件材料或零件的形狀各異，也有用不規(guī)則外形的試樣。非檢驗(yàn)表面缺陷、滲層、鍍層的試樣，應(yīng)將棱邊倒圓，防止在磨制時(shí)劃破砂紙和拋光織物，避免在拋光時(shí)試樣被織物掛飛，造成事故。反之，檢驗(yàn)表面的試樣，嚴(yán)禁倒角并保證磨面平整。

切取試樣時(shí)根據(jù)被檢驗(yàn)材料的軟硬程度可采取鋸、車(chē)、刨、銑、線切割等不同方法。目前廣泛使用的是國(guó)產(chǎn)Q-2型金相試樣切割機(jī)。無(wú)論采用何種方式取樣，都必須防止因溫度升高而引起組織變化或因受力而產(chǎn)生塑性變形。

3）試樣的熱處理

經(jīng)取樣而獲得的金相試樣，有的可直接進(jìn)行磨制，有的尚需熱處理后才能進(jìn)行磨制，如檢驗(yàn)鋼的本質(zhì)晶粒度，非金屬夾雜物，碳化物不均勻度等項(xiàng)目的試樣，需經(jīng)熱處理，其處理方法按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。

①  本質(zhì)晶粒度試樣的熱處理

鋼的本質(zhì)晶粒度表示鋼材在加熱、保溫過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大的傾向。它是將鋼在930±10℃加熱并保溫3~8h后，按奧氏體晶粒大小來(lái)衡量。由于鋼種不同，熱處理方法各異。

滲碳法  用于低碳鋼。它是將試樣置于滲碳介質(zhì)中，加熱至930±10℃加熱至保溫8h，得到不小于1mm的滲碳層，緩冷至600℃出爐空冷，形成沿晶界連續(xù)分布的網(wǎng)狀滲碳體，表示出奧氏體晶粒的大小。在實(shí)驗(yàn)室中常用固體滲碳法滲碳。

網(wǎng)狀鐵素體法  常用于中碳鋼。它是將試樣加熱至930±10℃加熱至保溫3h后，移入730±10℃的鹽浴爐或空氣爐中，等溫10min后淬火，再經(jīng)600℃左右回火。以期在晶界上形成鐵素體網(wǎng)，晶粒內(nèi)部為回火索氏體組織，從而可反映出奧氏體晶粒大小。

網(wǎng)狀屈氏體法  常用于共析鋼。它是將Ф5×40mm的試樣加熱至奧氏體狀態(tài)后保溫，再將其一端淬入水中。沿試樣縱向剖面磨制，在金相顯微鏡下，能觀察到過(guò)渡區(qū)的奧氏體晶界上有黑色的網(wǎng)狀屈氏體，晶粒內(nèi)部為馬氏體組織。

網(wǎng)狀滲碳體法  用于過(guò)共析鋼。它是將含碳量大于0.9％鋼的試樣，經(jīng)完全奧化后緩冷，使?jié)B碳體沿晶界析出而形成網(wǎng)狀。

氧化法  是將經(jīng)磨制拋光后的試樣，在無(wú)氧化條件下使其奧化，保溫后使拋光面短時(shí)間氧化后再淬火，因晶界易氧化，若用15％鹽酸溶液浸蝕，或經(jīng)4％苦味酸酒精溶液浸蝕，就可顯示出黑色晶界。氧化法有多種，如：木炭氧化法，真空氧化法，熱浸氧化法等

直接浸蝕法  將切取的試樣加熱至奧化溫度后淬火，再制備成金相試樣，采用強(qiáng)烈浸蝕劑，使原奧氏體晶界浸蝕變黑，而基體組織僅受輕微浸蝕，在金相顯微鏡下顯示出原奧氏體晶粒。此種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但鋼種不同，浸蝕劑的成分、溫度與浸蝕時(shí)間各異，需經(jīng)試驗(yàn)后選擇最佳浸蝕參數(shù)。

②  非金屬夾雜物試樣的熱處理

檢驗(yàn)非金屬夾雜物的試樣，一般都經(jīng)淬火處理，使其硬度增高便于磨制拋光。

③  碳化物不均勻度試樣的熱處理

檢驗(yàn)碳化物不均勻度的試樣，須經(jīng)淬火和高溫回火，浸蝕后使基體呈黑色而碳化物呈白亮色，有利于鑒別。