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硝酸 1 ～ 5ml 酒精 100ml
苦味酸酒精溶液
苦味酸 4g 95%酒精100ml 苦味酸 2 ～ 5g 苛性钠 20 ～ 25g 蒸馏水 100ml 盐酸 5ml 苦味酸 1g 酒精 100ml 盐酸 10ml 硝酸 3ml 木酒精 10ml 盐酸 (比重1.19)3份 硝酸份 (比重1.42)1份 水杨酸 10g 酒精 100ml
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在两相交界处,更容易被腐蚀成凹陷
a)高倍
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b) 中倍
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c) 低倍
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在高倍下观察，铁素体和渗碳体都是白 色。而相界是黑的可显现出来。 在中倍下观察时，由于分辨能力小于渗 碳体片的厚度。所以两个相界溶合为一，观 察到的黑色片实际是渗碳体。 如果再低的放大倍数的话。分辨能力小 于铁素体的片间距，那么，珠光体就呈现出 黑色的块状。
苦味酸碱性溶液
加热至60℃使用，浸蚀时间 为 5 ～ 30 分钟 浸蚀时间，回火时间需 15 分钟，显示晶粒大小自数秒 至1分钟 浸蚀 2 ～ 10 分钟 浸入试剂内数次，每次 2 ～ 3 秒，并抛光，用水 和酒精冲洗 用棉球浸蚀数分钟
混合酸酒精溶液
混合酸酒精溶液
王水溶液
水杨酸
二、 有色金属材料常用的浸蚀剂
擦洗（有条件可用超声清洗）→烘干等。
侵蚀时应该注意观察试样表面情况，一般当镜面失去光泽变成
灰暗色即可。时间是从几秒钟到几分钟。高倍观察应浅侵蚀。 低倍观察可深一些。以在显微镜下能清晰显示组织为准。
侵蚀后如果确认出现假像，一般是金属表面扰乱层。应该对试
样重新地交替抛光侵蚀几次。
对侵蚀过度的，也应重新抛光，严重的应该从细磨开始，重新
导电不良，不导电的组元，如碳化物，硫化物，氧化
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电解侵蚀应注意的事项
必须在抛光后，进行电解侵蚀，除机械抛光外 还可以用电解抛光。电解抛光后，随即降低电压 ，电流进行电解侵蚀。电解侵蚀，主要就是控制 电流，电压，侵蚀时间，电解液温度，以及是否 进行搅拌等。侵蚀后，应及时清洗试样表面，并 吹干。
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有些试样。 例如具有光学各向异性的金属锌等，它反射
光的偏振状态，随晶体取向不同而有差异。
有些虽然只是具有微小的高度差但是反色光
的位相具有很大的差别，象这些虽然人眼是 无法直接分辨出这些差别的，但是利用光学 附件，可以将其转化为亮度或色彩的差别， 从而就能显示出组织的细节。
这种利用光学手段显示组织衬度的方法就是
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侵蚀法显示原理
a) b) a)晶界处光线的散射 b）直射光反映为亮色晶粒
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多项合金的侵蚀：
多项合金的侵蚀，也具有单相合金的特征，另 外组织中的相不同，电极电位的差异也较大， 试样表面与侵蚀剂接触时发生反应也很强烈， 这主要和电极电位差有关，各种元素的电极电 位增加如下： Li，Na，K，Ca，Ba，Be，Mg，Al，Mn，Zn ，Cr，Ti，Co，Ni，Pb，Fe，H，Sn，Sb，Bi ，Cu，Ag，Hg，Au，Pt 从上面的排列看，氢以前的元素都能被酸侵蚀 并放出H2，排在氢以后的元素需要增加氧化剂 才能被侵蚀。﹙置换反应 氧化还原反应﹚
浸蚀剂名称 成 份 浸蚀条件 一、 钢铁材料常用的浸蚀剂 硝酸酒精溶液 硝酸含量增加时浸蚀速度加 快，浸蚀时间自数秒至 60 秒 有时可用较淡溶液浸蚀数秒 至数分钟 使用范围 适用于显示碳钢及合金结构钢经不同 热处理的组织。显示铁素体晶界特别 清晰 能显示碳钢、低合金钢各种热处理组 织，特别是显示细珠光体和碳化物。 显示铁素体晶界效果不如硝酸酒精溶 液 渗碳体呈暗黑色，铁素体不着色，屈 氏体为亮灰色，回火马氏体比淬火马 氏体更暗。可显示铸铁枝晶组织 显示淬火及回火后的奥氏体晶粒，显 示回火马氏体组织（ 200 ～ 450 ℃ ） 显示高速钢淬火及淬火回火后晶粒大 小 显示各类高合金钢组织，用于 Cr-Ni 不锈钢的组织显示，晶界、碳化物析 出物特别清晰 显示钢及铸铁的一般组织，受浸蚀的 珠光体较清晰
金相分析技术之第4讲
组织的显示
1
4.1.1概述：
光学金相显微镜，是利用磨面的反
射光成像的。要鉴别金相组织，应 该使试样磨面上各相或其边界的反 射光强度或色彩有所区别。
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各组成相的反光能力不同
有些组成相。如灰铸铁中的石墨，铝硅合 金中的硅及钢中的非金属夹杂物等，它们本 身就有独特的反射能力。因此可以利用抛光 磨面直接进行金相研究。
光学法。
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利用的光学附件有 ：
偏振光 ，相衬，微差干涉衬度等，（显
微镜一章在介绍）。
光学法显示组织，不需要侵蚀，所以避
免了由于侵蚀过程中引起的假象，所以 能使用这些方法的应该优先使用这种方 法。
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4.1.3侵蚀法：

这是由于试样各组织组成相之间的物理 、化学性质不同，所以使试样表面产生这种 选择性的侵蚀，使试样表面的微观起伏和其 内部组织相对应，从而显示出组织特征。常 用的侵蚀显示方法有：化学侵蚀 ，电化学 溶解蒸发，离了溅射等。
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衬度
大多数组成相，对光线都有较强 的反射能力。这就需要利用物理 或化学的方法对抛光磨面进行专 门的处理，以使试样各组织之间 呈现出良好的衬度。 ﹙什么是衬度？就是黑白或各 种颜色能分得清楚﹚这就是金相 组织的显示。
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各组成相及其边界的特性 试样中，各组成相及其边界具有不 同的物理和化学性质。利用这些差异， 使它们转换为磨面反射光强度或色彩 的区别，这就是金相组织显示的原理。
配方 (a) 氧化铁、 FeCl3(g) 1 盐酸溶 HCl(ml) 20 液 H2O(ml) 100 氢氧化 铵、双 氧水溶 液 氢氟酸 水溶液 (b) 5 10 100 (c) 25 25 100 显示黄铜、青铜的 晶界，使两相黄铜 中的相发暗，铸造 青铜枝晶组织图象 清晰
先擦拭，再浸人试 剂中 1 ～ 2 分钟

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化学侵蚀剂

侵蚀剂主要是由电解质，溶剂，络合剂及添加剂 组成。它 们都会影响侵蚀能力和侵蚀效果。侵蚀能力主要决定 溶液中的氧化性离子的本性。而不是浓度。所以调整 侵蚀剂的侵蚀能力的主要手段就是改变氧化性离子的 种类和配比。所以要想清晰地显示合金组织，得到衬 度满意的金相照片。必须根据试样中，待显组织的稳 定性的高低，适当的选择侵蚀剂。如果被显组织的稳 定性高，就应选择侵蚀能力强的侵蚀剂。﹙即电极电 位高的相，应选择侵蚀能力强的锓蚀剂﹚。但也有一 些情况不一样，不能所有的都选择侵蚀能力强的侵蚀 剂。否则一些差异小的细微组织，显示不出来。
对于一些抗蚀性很高的金属和合金。如铂，金，银等贵金属和
合金，不锈钢和镍基高温合金，高合金钢，钛合金，硬质合金 等，由于化学稳定性很高。很难用化学侵蚀法显示其组织，所 以常采用电解侵蚀法。
电解侵蚀过程中，通过对电压，电流密度的控制对电解溶液的
选择，对温度，时间的选择都可以使金属组织中，不同的相的 溶解速度不同，从而达到显示组织的目的。
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电解侵蚀剂和操作规范
电流，电压，温度，时间等，可以查表，查手册。
适用于纯铜及单相、 多相铜合金组织的 显示 是显示铝及铝合金 的一般显微组织
浓混合 酸溶液
此液作粗视浸蚀用； 是显示轴承合金粗 若作显微组织，则 视组织和显微组织 浸蚀可用水按 9:1 的最佳浸蚀剂 冲淡
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电解侵蚀：
电解侵蚀可以单独进行。也常常和电解抛光联合进行。抛光在
前，显示在后。电解侵蚀所用的仪器和装置和电解抛光完全相 同。只是根据不同的金属和合金，可选用交流电解侵蚀和直流 电解侵蚀两种方法。
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例如，灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨﹙暗的亮 的﹚铸造铝硅合金中的初晶硅和共晶硅，都能 在抛光磨面上直接观察到它们的形貌和分布状 态。金属氧化物，硫化物，氮化物等，也具有 非金属的光学特性，统称非金属夹杂物。它们 不仅反射光强度不同，往往还具有特殊的色彩 ，或有透明和不透明之别。这些都可以作为鉴 别非金属夹杂物的依据 。另外显微裂纹和疏 松等缺陷可直接观察。有一些金属元素吸光的 能力也很强。如铅青铜中的铅，不用显示也可 以清晰地区分
NH4OH (比重0。88)5份 H2O2 （3%）5份 H2O 5份 HF（浓） H2O HF（浓） HCl（浓） HNO2（浓） H2O 0.5ml 99.5ml 10ml 15ml 25ml 50ml
用棉花沾上浸蚀剂 擦拭。为获得较佳 效果应使用新配的 H2O2 用棉花沾上试剂擦 拭 10 ～ 20 秒
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例如：正火45钢，珠光体很细密，如果 用HNO3-H2O侵蚀，那么相界就由于过 度侵蚀不能区分。如果用较弱的盐酸或 苦味酸溶液侵蚀，就能区分细片状索氏 体组织。
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溶剂也很重要，它关系到电解质的溶解度，离 解能力，溶剂化大小及溶液电阻等。对侵蚀能力 和效果也有影响。 侵蚀剂种类很多，有酸类，碱类晰地显示出组 织。还应考虑到无毒，挥发性好，容易保存和价 廉等。
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侵蚀的操作步骤及注意事项
化学侵蚀室应该和显微镜室分隔开。工作台应该是耐酸，耐碱
的瓷砖。工作台上应该有排抽风系统，工作台的旁边应该有水 池和电源开关。
一般侵蚀过程包括：试样清洗→酒精擦光→侵蚀→冲洗→酒精
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化学侵蚀

就是将抛光好的试样磨面侵入化学试 剂中，或用化学试剂擦试样的磨面，使 其显示出显微组织的一种方法。
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化学侵蚀的原理：
化学侵蚀实际上是一个电化学反应过程，金属与合金
中的晶粒与晶粒之间，晶内与晶界以及各相之间的物 理化学性质不同 具有不同的自由能，当受到侵蚀时， 会发生电化学反应，（侵蚀剂也可以称为电解质溶液 ）由于试样中各相在电解溶液中具有不同的电极电位 形成许多微电池 电极电位较底的部分，就是微电池的 阳极，溶解的较快。溶解处呈现凹陷或沟槽，在显微 镜下观察时，光线在晶界被散射，不能全部进入物镜 所以就显示出黑色的晶界在晶粒平面处的光线则以直 接反射进入物镜呈现白亮色从而显示出了晶粒的大小 和形状。如图：这就是纯金属和单相固溶体合金的侵 蚀，由于晶界处原子排列絮乱自由能较高电极电位较 低，所以在侵蚀过程中首先被溶解逐渐呈凹陷。