Приготовление микрошлифов

Приготовление микрошлифов состоит из следующих операций: вырезка образца, подготовка поверхности шлифования, полирование.

Вырезка образца. Исследуемый образец вырезается из той части изделия или заготовки, которая представляет интерес для исследователя. Отрезка может производиться ножовкой, на металлорежущих станках, шлифовальным кругом, а в случае хрупких металлов и сплавов – отламывается. При обработке образец не должен значительно нагреваться, так как это может вызвать изменение структуры металла. Наиболее удобными размерами образцов считают 12x12x10 мм, но в случае необходимости возможно приготовление микрошлифов иных размеров. Образцы малых размеров для удобства приготовления шлифа заливают в пластмассу или другие материалы, температура плавления которых ниже температур структурных изменений в исследуемом металле, или зажимают в специальные приспособления (рис. 2).

Рис. 2. Крепление мелких объектов для приготовления микрошлифов

Подготовка поверхности. Грань, предназначенная для микроанализа, может быть выровнена напильником или абразивным кругом.

Шлифование. Начинается шлифование на наждачной бумаге с крупным абразивным зерном, помещенной на стекло, при постепенном переходе на мелкозернистую бумагу (табл. 1). При переходе на следующий номер бумаги направ­ление шлифования меняется на 90°, что приводит к лучшему удалению рисок от предыдущей обработки. Частицы абрази­ва обязательно удаляются с поверхности образца чаще всего промыванием водой.

Полирование. После шлифования обрабатываемая по­верхность подвергается механическому или электролитичес­кому полированию. Механическое полирование производится на быстровращающихся дисках полировального станка, которые обычно обтягиваются сукном. Полировальный состав наносится в виде пасты на сукно или сукно смачивается тонкой струей водной взвеси АlОз или МgО. После получения зеркальной поверхности образец промывают водой и этиловым спиртом, просушивают фильтровальной бумагой и струей горячего воздуха.

Травление микрошлифов. Выявление микроструктуры стали и чугуна обычно производится 4% - ным раствором азотной кислоты или 4% - ным раствором пикриновой кислоты в этиловом или метиловом спирте. Травление производится погружени­ем в реактив, нанесением реактива на поверхность шлифа с помощью капельницы пли ватным тампоном, смоченным реактивом. Длительность травления определяется опытным пу­тем. Сущность травления заключается в неодинаковой раст­воримости, а иногда и в окрашивании реактивом зерен, границ между ними, вследствие различия в строении или химическом составе.

При травлении сплава, состоящего из одного вида зерен (однородная структура (рис. 5, а)), небольшая разница в окраске зерен и выявление их границ объясняется двумя причинами:

а) в поверхностных слоях кристаллитов находятся в по­вышенном количестве инородные атомы, и сильнее прояв­ляются несовершенства кристаллического строения, травле­ние происходит более интенсивно, образуются микроканав­ки, значительно рассеивающие свет, поэтому границы зерен становятся видимыми;

б) поверхность шлифа пересекает зерна, ориентирован­ные к ней различными кристаллографическими плоскостя­ми, и вследствие явления анизотропии (различие физико-химических свойств кристаллов по разным направлениям) некоторые зерна растворяются более интенсивно. Благодаря этому получается рельеф и различная степень рассеивания световых лучей. На рис. 5, б представлена микрофотография травленого шлифа с неоднородной структурой. Разница в окраске объясняется различной природой зерен.

Рис. 5. Микроструктура сплавов из одного