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金相研磨拋光常見的缺陷及應對措施

更新時間:2024-01-18 瀏覽次數:1552

一.劃痕

劃痕即是樣品表麵上的線性凹槽,是由研磨粒子造成的。




金剛砂拋光之後,殘存非常深的垂直刮痕。放大:200x

應對措施:

1.確定在粗磨後,試樣座上所有樣品的表麵都均勻地布滿同樣的磨痕花樣;

2.必要時重新進行粗磨;

3.每一道步聚後均應仔細清潔樣品和試樣座,以去掉前一道工序中的大研磨粒子對磨/拋用具的幹擾;

4.如果在現行的拋光工序後仍有前麵工序留下的磨痕,請先增加 25~50%的製樣時間。

2、褶皺

樣品較大區域發生的塑性變形稱為(wei) 褶皺,當不恰當地使用研磨料、潤滑劑或拋光布時,或者它們(men) 的搭配不合適,都將使研磨料象鈍刀一樣作用在作品表麵,推擠表麵,致使出現皺褶。




易延展軟鋼上的褶皺。放大:15x,DIC

應對措施:

潤滑劑:檢查潤滑劑的用量。潤滑劑量太少時常發生推擠,必要時應加大潤滑劑用量。

拋光布:由於(yu) 拋光布的高回複性,研磨料會(hui) 被深深壓入拋光布的底部而無法起到研磨作用。

研磨料:金剛石的顆粒尺寸可能太小,致使無法壓入樣品進行研磨。請使用大顆粒研磨料。

3、偽(wei) 色

偽(wei) 色就是對樣品表麵的非正常著色,主要的原因是由於(yu) 接觸了外來物質。




由於(yu) 樹脂與(yu) 樣品之間的間隙引起的試樣染色。放大:20x

應對措施:

1.鑲樣時避免在樣品和樹脂間有留下縫隙

2.各道製樣工序後立即清洗並幹燥樣品。

3.在氧化物拋光的後10秒裏,用涼水衝(chong) 洗拋光布,使樣品和拋光布同時得到清洗,終拋光後避免使用壓縮空氣幹燥樣品,因為(wei) 壓縮空氣含有油或水。

4.保存樣品時,不能將樣品置於(yu) 空氣中,因為(wei) 濕氣可能浸蝕樣品。應該將樣品保存在幹燥皿中。

4、變形

塑性變形(也可稱為(wei) 冷加工)可能導致在研磨、精研或拋光之後存在表麵下缺陷。可在蝕刻之後首先看到殘餘(yu) 的塑性變形。




短變形線,限於(yu) 單個(ge) 顆粒。 放大:100x DIC

應對措施:

1.變形是一種浸蝕後即刻顯現的假象(化學、物理或光浸蝕)。

2.如果在明場下觀察未浸蝕樣品時仍可見到懷疑是變形線的形貌,請首先參看“劃痕"這一節看看如何改進製樣方法。

5、邊緣磨圓

當使用回複性高的拋光布時,有時會(hui) 同時研磨樣品的表麵和側(ce) 麵,這種效應稱為(wei) 邊緣磨圓。果樹脂的磨損速率大於(yu) 樣品,則會(hui) 出現這種現象。




由於(yu) 樹脂與(yu) 樣品之間的間隙,邊緣將出現倒角。不鏽鋼。放大:500x




良好的邊緣保護,不鏽鋼。放大:500x

應對措施:

  • 磨製過程中要保護好需檢驗的邊緣,不要因檢驗樣品邊緣而對樣品邊緣過度磨製產(chan) 生倒角。


2.拋光時試樣需要保護的一邊朝後,不需保護的一邊在前,迎著拋光盤轉動的方向進行拋光,拋光時盡可能接近盤心位置,拋光時間不宜過長。

6、浮雕

由於(yu) 不同相的磨損速率和硬度不同而導致不同的材料剝離速率不同,從(cong) 而產(chan) 生浮雕。




AlSi 中 B4C 纖維,纖維與(yu) 基材之間的起伏。放大:200x




與(yu) 上圖相同,但無起伏。放大:200x

應對措施:

1.浮雕主要發生於(yu) 拋光階段,研磨後的樣品質量要高,給拋光提供好的基礎。
2.拋光布對樣品的平整度有顯著影響,低回複性拋光布要比高回複性拋光布造成的浮雕效果輕。

3.拋光布拋光期間應保持一定的濕度,並且控製製樣時間,避免製樣時間過長。如果出現了浮雕現象必須要重新製樣。

7、脫落

研磨過程中,樣品表麵處的粒子或晶粒被拽掉後留下的孔洞稱為(wei) 脫落。由於(yu) 硬脆材料無法塑性變形,致使樣品表麵的微小區域發生破碎而脫落或被拋光布拖拽下來。




夾雜物被拖拽出來。可以看見凸起夾雜物引起的刮痕。放大:500x, DIC

應對措施:

1.切割和鑲樣過程中,不要施加過大的應力以免損傷(shang) 樣品。

2.粗磨或精磨時,不能使用過大的壓力和粗大的研磨粒子。

3.應使用無絨毛拋光布,這種布不會(hui) 將粒子從(cong) 基體(ti) 上“拽"出來。

3.每道工序都必須去掉上道工序造成的損傷(shang) ,並盡可能地減小本道工序造成的損傷(shang) 。

4.每道工序後都檢查樣品,找出何時發生脫落,一旦出現脫落就必須重新進行磨製。

8、開裂

發生在脆性樣品和多相樣品中的斷裂稱為(wei) 開裂。當加工樣品的能量超過樣品所能吸收的能量時,多餘(yu) 的能量就會(hui) 促使開裂。




等離子塗層與(yu) 基板之間的裂縫。裂縫源於(yu) 切割。放大:500x




真空下使用環氧樹脂鑲嵌的樣品。裂縫 使用熒光染料填充,從(cong) 而證明該裂縫在鑲樣之前已存在於(yu) 材料中。放大:500x

應對措施:

切割:必須選擇適當的切割輪,並應使用較低的送進速度,必要時采取線切割技術。

鑲樣:避免對脆性材料或樣品進行熱壓鑲樣,優(you) 先使用冷鑲嵌。

磨樣:粗磨時避免使用大的壓力。

9、虛假孔隙率

有些樣品本身即帶有孔隙,如鑄造金屬、噴塗層或者陶瓷等。因此,重要的是如何獲得準確的數據,避免由於(yu) 製樣錯誤導致數據錯誤。軟質材料和硬質材料的結果有所不同。

軟質材料:




超級合金,3 µm拋光 5 分鍾。 放大:500x




上圖基礎上1 µm額外拋光 1 分鍾





上圖基礎上1 µm額外拋光2 分鍾,正確結果

硬質材料:




精研之後的Cr2O3等離子塗層




6 µm 拋光3分鍾之後




1 µm額外拋光之後。正確結果

應對措施:

易延展的軟材料可輕易地變形。因此,孔洞可能被存在汙跡的材料覆蓋。檢驗可以顯示孔隙百分比過低。

硬質、脆性材料的表麵在首道機械製備步驟中易於(yu) 斷裂,因此相對於(yu) 實際情況呈現的孔隙率越高。

每兩(liang) 分鍾使用顯微鏡檢查試樣一次,每次檢查相同區域,以確保是否存在改進。

10、曳尾

當樣品與(yu) 拋光盤沿同一方向運動時,曳尾常發生在析出相或孔洞的周圍。其典型的形狀使其被稱為(wei) “曳尾"。




曳尾。放大:200x,DIC

應對措施:

1.拋光期間,樣品和拋光盤使用相同的旋轉速度。

2.減小拋光用力。

3.為(wei) 避免拖尾缺陷的產(chan) 生製樣時保持拋光布濕潤,試樣要不停地移動,避免長時間的拋光。

11、汙染

來源於(yu) 其他部分而不是樣品本身的雜物,並在機械研磨或拋光過程沉積在樣品表麵,這種現象稱之為(wei) 汙染。




由於(yu) B4C 顆粒與(yu) 鋁基質之間存在輕微起伏,上一步驟的銅沉積樣品的表麵。放大:200x

應對措施:

1.這種試樣重新輕拋即可去除,如果檢查拋光態試樣,用酒精淋後進行吹風時,用酒精棉花在試樣麵上輕輕擦洗即可。

2.為(wei) 了避免出現汙染,各道製樣工序後尤其是後一道工序後要立即清洗並幹燥樣品。

3.當懷疑某一種相或粒子可能不屬於(yu) 真實組織時,請一定要清潔或者更換拋光布,並且從(cong) 精磨開始重新製樣。

12、磨料壓入

遊離的研磨料顆粒壓入樣品表麵的現象。由於(yu) 在金相顯微鏡下觀察嵌入的砂粒形態與(yu) 鋼中非金屬夾雜物無法區分,會(hui) 給缺陷分析造成誤判。




鋁,使用 3 µm 金剛砂研磨,使用低彈性的拋光布。各種金剛砂被鑲嵌到樣品中。放大:500x

應對措施:

1.對於(yu) 有裂紋、孔洞的樣品,控製製樣的力度,每道工序後要衝(chong) 洗樣品。

2.如果發現裂紋、孔洞內(nei) 有單個(ge) 顆粒狀、顆粒尺寸較小並與(yu) 基體(ti) 分離的夾雜物,應當借助於(yu) 掃描電鏡的能譜進行分析以確定是鋼中夾雜物還是製樣時帶入的。

13、研磨軌跡

即研磨粒子在硬表麵上無規運動而在樣品表麵上留下的印痕。雖然樣品上沒有劃痕,但可見到粒子在表麵上無規則運動留下的清晰痕跡。使用的磨/拋盤或拋光布不合適,或者施加的壓力不準確,這些錯誤合在一起易導致擦痕。




鋯合金上的研磨軌跡:由於(yu) 磨料顆粒旋轉或滾動引起。放大:200x

應對措施:

1.高彈性的拋光布。

2.適量增加研磨/拋光的力度

附:METALOGRAM法製樣




金相製樣圖Metalogram

METALOGRAM 方法簡介

Metalogram 基於(yu) 十種金相製備方法。七種方法,A - G,涵蓋了所有材料。這些方法旨在生成優(you) 良結果的樣品。此外,還表示出三種快速製樣方法,即 X、Y 和 Z,這三種方法適用於(yu) 快速獲得合格結果。

使用方法:

沿X軸找出硬度,
依據材料的韌性向下或向上查,與(yu) 硬度不同的是,韌性較難以確定其準確數值,一般依照個(ge) 人的經驗定出後,在Y軸上找出材料的位置。


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