金相のサンプリング及び分析

金相試料の切り取り

金相試料切り取りの原則：代表的なものを選択する金相試料は金相研究の第一歩であり、サンプリングの重要性を重視しないことはしばしば試験結果の成否に影響を与える。

試料を切り取る部位は、材料や部品の特徴や検査の目的を特徴づけることができなければならない。①機械部品破裂の原因について行う金相分析時、試料は部品の破裂部位で切り取らなければならない。より多くの資料を得るためには、破裂源から遠い部位で参考試料を切り取り、対照研究を行う必要がある。②プロセスや熱処理の異なる材料や部品については、試料の切り取り箇所もそれに応じて変更する。③分析鋳物の研究きんそうそしきは、鋳物の表層から中心まで同時に観察しなければならない.各部位の組織の違いによって、鋳物のへんせき程度。小部品は直接に型壁に垂直な横断面を切り取ることができ、大部品は型壁に垂直な横断面の上で、表層から中心までいくつかの試料を切り取るべきである。④圧延形材又は鍛造物のサンプリングは表層の有無を考慮すべきであるだつたんそ、折り畳みなどけっかん、および非金属介在物の同定を行うため、試料を横方向と縦方向に切り取る。横方向試料は主に表層欠陥及び非金属介在物の分布を研究し、長い形材に対して両端でそれぞれ試料を切り取り、介在物の偏析状況を比較する;縦試料は主に介在物の形状を研究する,介在物の種類を識別し、観察するけっしょうりゅう粒子長の程度、逆性変形過程における冷間変形の程度を推定する。⑤各種熱処理を施した部品、ミクロ組織比較的均一であるため、いずれかの断面で試料を切り取ればよいが、表層の状況を考慮して、だつたんそ、浸炭、表面めっき膜、酸化など。

金相試料のモザイク

金相試料を象眼機の象眼作用により手持ち研磨に適した標本に作製する：

整形ではない、持ちにくい微小なものに適している金相試料を用いて行う熱硬化性プラスチック線材、細い管材、薄板、ハンマー破砕などのプレス。研磨時に握りにくく、インサート方法で標準的な大きさの試験片にはめ込んだ後、切断、研磨などを行う。一般的なモザイク法には、低融点合金モザイク法、プラスチックモザイク法がある。

実験室金相試料の調製過程は大体以下の通りである：

金属のミクロ組織を正確に検査し分析するには、優れた金相サンプル。調製した試料は、真の組織、磨耗痕、麻点、水跡を観察し、金属組織中の介在物、黒鉛などを脱落させないようにすべきである。そうしないと、顕微分析の正確性に深刻な影響を与えます。金相サンプルの調製はサンプリング、研磨、研磨、組織表示（浸食）などのいくつかのステップに分けられる。

適切で代表的な試料を選択することは金相顕微分析の極めて重要なステップは、サンプリング部位の選択、検査面の選択、切り取り方法の決定、試料サイズの決定などを含む。

けんさく

粗挽きと細挽きの2ステップに分けます。試料を外したら、まず粗挽きを行います。鉄鋼材料の試料の場合は、アルミニウム、銅などの非鉄金属などの柔らかい材料の場合はやすりで平らにすることができます。砥石ホイール上で研磨する際には、試料を把持し、試料の受力を均一にし、圧力をあまり大きくしないようにし、随時水で冷却し、熱による金属組織の変化を防止しなければならない。また、一般的には、研磨時や研磨時に研磨紙や研磨織物が破られないように、試料の周囲を砥石ややすりで丸く研磨しなければならない。しかし、表面組織（例えば浸炭層、だつたんそ層）の試料では、縁を丸くすることはできません。この試料は象眼したほうがいいです。

細研磨は粗研磨時に発生する研磨痕を除去し、試料研磨面の研磨に備えている。粗研磨した試料を水で洗い流し、乾燥させた後、すぐに小麦粉を磨く太い番号から細い番号まで順番に金相サンドペーパーに磨きをかける。よく使われるサンドペーパーの号数は01、02、03、04番号4種、号小者は砥粒が太く、号大者は細い。研磨時のサンドペーパーは厚いガラス板に平らに敷き、左手でサンドペーパーを押さえ、右手で試料を握り、研磨面を下にしてサンドペーパーと接触させ、軽い圧力の作用で試料を前に押して研磨し、力を均一にし、平穏にしなければならない。そうしないと、研磨痕が深すぎ、試料の研磨面の変形を引き起こす。試料が返品されたときにサンドペーパーに接触することはできません。“片道片方向”研磨面の古い研磨痕が取り除かれ、新しい研磨痕が均一に一致するまで繰り返した。次のもっと細いサンドペーパーを交換するときは、試料上の研磨屑と砂粒をきれいに取り除き、回転させなければならない90°角、新しい、古い研磨痕を垂直にする。

金相試料の研磨は表面を滑らかに平らにするだけでなく、表層損傷をできるだけ減らすことが重要である。各研磨工程は、前工程の研磨痕だけを除去するのではなく、前工程による変形層（少なくとも前工程による変形層を本工程による変形層の深さまで減少させるべき）を除去しなければならない。同時に、この工程自体は、次の工程を行うために損傷を最小限に抑えるべきである。最後の研磨工程で発生した変形層の深さは非常に浅く、次の研磨工程で除去できることを保証しなければならない。

鋳鉄試料を研磨する際、防止のため黒鉛脱落したり、尾引き現象が発生したりして、サンドペーパーに潤滑剤として黒鉛や石鹸を薄く塗ったりすることができます。軟らかい非鉄金属試料を摩耗する際には、砥粒が軟金属内に埋め込まれるのを防止し、摩耗面の傷を低減するために、サンドペーパーにオイル、ガソリン、石鹸水溶液またはグリセリン水溶液を潤滑剤とする。

金相試料は機械研磨によって研磨効率を高めることもできる。機械研磨は砥粒の太さを異なるものにするみずサンドしプリグラインダの各研削盤に装着し、水を流しながら回転する研削盤に試料を研削する小麦粉を磨く。マイクロコンピュータを搭載した自動研磨機は研磨過程をプログラム制御することができ、全体の研磨過程は数分以内に完成することができる。

バフ仕上げ

研磨機を用いて粗研磨、細研磨を行い、研磨後に試料の観察対象面を鏡面のようにする：

除去の目的金相小麦粉を磨く細かい研磨による研磨痕をつけ、滑らかで痕のない鏡面にする。金相試料の研磨は機械研磨、電解研磨、化学研磨の3種類に分けることができる。機械研磨は簡便で行いやすく、応用が広い。

機械研磨は専用の研磨機で行われ、研磨機は主にモーターと研磨ディスク（Ф200～300mm）を構成し、光ディスクを投げる回転速度は200～600r/min以上です。ディスクの上に細いキャンバス、ラシャ、シルクなどを敷く。研磨時に研磨ディスクに研磨液を滴下し続ける。研磨液は通常Al2O3、MgOまたはCr2O3等微粉末（粒度約0.3～1μm）水中の懸濁液。機械研磨とは、極細研磨粉末と小麦粉を磨く間に相対研削と油圧作用が生じて研削痕を除去する。操作時に試料を小麦粉を磨く回転するスローディスクに均等に押し付けられ、ディスクの縁に沿って中心まで半径方向に往復運動を続けている。研磨時間は一般的に3～5min。研磨後の試料、その小麦粉を磨く光沢があって傷がなく、黒鉛や介在物などは捨てたり、尾引き現象があったりしてはならない。この場合、試料はまず清水で流してから、無水アルコール研磨面を洗い、最後にドライヤーで乾かします。

組織表示：

金属中の合金成分と組織の違いにより、腐食能力の差が生じ、腐食後に各組織間、結晶粒界と結晶内に一定のライニング、金属組織が表示されます。よく使うきんそうそしき表示方法は次のとおりです。(1)化学浸食法(2)電解浸食法(3)金相組織の特殊表示法であり、その中で化学浸食法が最も一般的である。

研磨後の試料を顕微鏡下で直接観察すると、一部の非金属介在物（例えばMnS及び黒鉛等）の外、各種組成物及びその形態特徴を判別することができず、試料表面に浸食剤を用いて行わなければならない“しんしょく”を見てこそ、はっきりと見えるミクロ組織の本当の状況。

顕微鏡によるデジタルイメージング後の金相試料組織画像：

当社は金相試料の測定方案を提供し、金相試料の分析を実演し、詳細は連絡先

顕微鏡によるデジタルイメージング後の金相試料組織画像：

材料：20鋼

加工状況：アニール処理

倍率：400 x

組織説明：白色結晶粒状はフェライト、灰色黒色ブロック状領域は細片状真珠光体、黒色細条状は結晶境界線である。

材料：35鋼

倍率：200 x

加工状況：940度正火

組織説明：黒色は細片状真珠光体、白色はフェライト、フェライトの大部分はオーステナイト粒界に沿って析出し、一部はオーステナイト結晶粒内で条状あるいは針状に析出し、魏氏組織状態を呈し、硬度は198 HP

材料：45鋼

倍率：100 x-500 x

プロセス状況：840度まで加熱し、1時間保温し、600度まで速く冷却し、更に1時間保温し、空冷

組織説明：パーライトと白色メッシュフェライト、結晶粒度は8級

45鋼の正火は鋼をAc 3以上30-50度に加熱し、保温後空気中で自然に冷却することであり、それと完全アニールの主な違いは冷却速度が比較的に速いことであり、目的は鋼の組織を正常化することであり、

そして真珠光体の体量を増加して細くして、フェライトの数量を減らします

45鋼普通構造部品に使用する場合、正火は最終熱処理とすることができ、正火を経て鋳造または鍛造後の組織を改善し、オーステナイト結晶粒を精密化し、組織を均一化することができる

微細で均一なフェライトとパーライト組織を形成し、結晶粒度は8級に達し、図からもパーライトの層片距離が非常に微細な成都に達し、それによって鋼の強度、硬度、靭性を高めた。

材料：50鋼

倍率：500 x

技術状況：熱間圧延鋼板、860度まで加熱保温後空冷

組織説明：ミクロ組織は灰色黒色細片状真珠光体及び20%-30%の白色フェライトであり、粒界に沿って分布し、結晶粒度は7-8級、細結晶粒

熱間圧延鋼板は860度の焼鈍を経て、熱間圧延状態の粗結晶粒を除去し、同時にフェライトの占有面積の割合も高めたので、焼鈍状態はそれよりも良い塑形と靭性を持っている

鋼の正火は鋼をオーステナイト全体の温度（Ac 3以上30〜50度）に加熱し、保温後空冷して微細真珠光体を得る熱処理技術であり、これは最も経済的で最も簡単な熱処理であり、目的は

結晶粒を微細化し、組織を均一化し、焼入れ前の予備熱処理とすることができ、一部の一般構造部品に対して、焼入れも最後の熱処理とすることができる