引言

钢材产品质量的好坏直接关系到了钢铁企业生存和发展，产品质量又和材料性能密不可分，金属和合金的显微组织不同，材料性能也大不相同，只有通过控制组织，才能达到控制性能的目的。在钢铁企业中，金相检测是钢材产品质量的重要依据之一，同时也是解决生产实际问题的重要依据之一。

金相检验是指在金相显微镜下观察、辨认和分析金属材料的微观组织状态和分布情况，借此判定金属材料质量的一种检验方法。它的目的一方面是常规检验，根据已有的知识判断或确定金属材料的质量和生产工艺过程是否完善，如果有缺陷，能借此发现产生缺陷的原因；另一方面则是更加深入地了解金属材料微观组织和性能的内在联系，以及各种微观组织形成的规律等等，为研制新的材料和工艺提供依据。而金相显微镜是进行金相检验必不可少的工具，借助它可以对钢中肉眼不能直接观察到的显微组织进行观察和分析，以检查和评定钢的质量，以及查找引起产品不合格的重要原因。

金相显微镜在金相分析中的应用

金相显微镜主要是通过对组织形貌的检查分析钢材的组织与其化学成分的关系：确定各类钢材通过不一样的加工和热处理后的显微组织，以此判定钢材质量好坏，比如各类型钢材的夹杂物——氧化物、硫化物等在组织中分布情况和数量以及金属晶粒度的大小等；

1. 钢材组织及相的研究

浸蚀处理后的检测样品，可以利用金相显微镜观察到钢材的亚显微组织情况。大部分情况下，晶界处被漫反射所以不能进入物镜，所以晶界大多数呈现黑色。被晶界分割的即为钢材的组织结构，可以依靠检测结果对钢材进行定性分析，比如：材料的组织形貌，晶粒大小、非金属杂质等在组织中的含量和分布情况；材料组织结构与其化学成分之间的关系；确定各材料在不同加工工艺后的显微组织；判别材料质量的优劣等。例如：利用金相显微镜技术对奥氏体晶粒进行观察，可以把光线经由奥氏体内部晶界部分漫反射但也无法进入物镜，进而显示出一条条暗色的晶粒边缘。在钢铁上不同颗粒的化学成分虽然相同，但由于其原子排列位向不同，也能造成磨表面上各粒径的侵蚀深浅不同，这样在垂直灯光照射下，不同颗粒之间就产生了明暗不同的颜色，如下图所示。

图1 奥氏体晶粒

1. 钢材杂质的分析

采用金相显微镜能对杂质分析大多是定量分析，采用明视场对杂质的、颜色、邢台、大小、分布进行观察；采用暗视场来对杂质固有色彩和透明度进行观察；利用偏振光正交下的各种光学性质对杂质进行观察，进而对杂质类型进行判断。大多数情况下硅酸盐单独呈现的是孤粒形态分布，氧化铝、氧化亚铁和氢氧化锰等氧化物聚集成群呈现串装分布，而硫化亚铁及硫化亚铁加氧化亚铁则是沿晶界分布。

图2 金相显微镜的杂质分析

1. 偏光显微镜的相差分析

在钢材组织中，有时候会遇到与反射光的材料性能相似甚至接近，但是外观高低差只是很微小的组织。两种结构都说明当入射光在其进行反光后，这两个振幅一样。如果这振幅一样的反射光用肉眼是很那识别的，所以使用环形光光栅和相板，使用透过光体现的滞后四分之一的波段，以便形成正和负的反差，也就是把周相差的光转化为强度不同的光，以便增强分辨力。

总结

经过了几十年的发展，相继出现了X射线衍射电子显微镜电子探针扫描电镜和图像分析仪等诸多设备，金相显微镜和金相检测技术有时候人们就不会使用，大多数检测人员认为使用新的设备和检测方法才能解决问题，实际并非如此。金相显微镜和金相检测技术在钢材检测的应用中得到大范围的使用。由于金相显微镜具有设备简便、方法实用等优点，所以，采用金相显微镜对钢材的检测至今仍然是当下实用简洁的方法之一。

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