[发明专利]一种金属连续切割和金相原位显示的方法

说明书

本发明公开了一种金属连续切割和金相原位显示的方法，其方法包括如下步骤：将待切割金属工件使用旋转夹具进行固定，在夹持下做高速旋转动作，并选用砂纸进行配合，对该金属工件的待切割部位进行打磨，一段时间后停止；本发明既可以将晶界显示出来，也可以将第二相显示出来，对于批量制样效率非常高，还可以观察块体材料不同部位的组织，对于难浸蚀的双相合金，有较好的适应性，而且可以快速批量获得相关试样，还比较容易得到大尺寸的金相试样，对于分析大型构件的断面金相组织意义非常，解决了目前因金相形貌的局部性，往往无法得到材料的整体组织，且在大型生产中不便连续获得金相组织的问题。

技术领域

本发明涉及金相组织检验技术领域，具体为一种金属连续切割和金相原位显示的方法。

背景技术

铜合金是作为导电和导热的主要金属材料之一，合金化是强化金属材料的常用手段之一，主要通过加入其它元素进行合金化来提高铜合金的强度，其它添加元素进入金属中主要有两种主要有两种存在形式：一是一种元素进入到基体金属的原子点阵间隙，或者以置换方式替代基体金属原子，形成所谓固溶体；二是添加元素以第二相的形式存在于基体中。形成固溶强化或者第二相强化，在这二者之间，第二相强化往往是更加普遍通用的强化方法。

铜合金通常也会使用第二相强化的手段来提高合金的强度，其中的双相铜合金就是一种典型的第二相强化的例子。第二相强化的效果跟第二相的尺寸和分布有关，在其它条件相同的情况下，第二相尺寸越小，强化效果越显著，综合性能越好。同时，人们还需要了解基体的晶粒尺寸，晶粒尺寸越小，材料的强化效果越好。

然而，我们研究合金时，或者调整合金成分和工艺时，首先要知道第二相的大小和分布，同时希望了解基体的晶粒大小等情况。目前的主要方法有：金相法、透射电子显微分析法。金相法是了解晶粒尺寸和相尺寸的主要方法。

金相法的一般方法是：把目标块体金属磨平并抛光，找到合适的浸蚀剂把其中第二相或晶界浸蚀出来。其基本原理是：由于晶界、第二相和基体具有各自的电极电位，第二相或基体晶界与基体之间存在电位差。在特定的浸蚀溶液中，容易将电位较高的相或者组织腐蚀掉，留下一个微坑。这个坑，人们认为它是第二相(的位置)，或者是留下一条线，认为是晶界。

对于双相铜合金而言，区分不同相的本质在于其结构上的差异，即不同相的晶体点阵之间存在较大的差异，意味着，不同相之间的电位差比较大。对于相邻晶粒而言，相邻晶粒实际上属于同一晶体点阵类型，属于同一相，只是相邻晶粒之间存在一定的位相差。那么，在一定浸蚀剂条件下，往往相比较容易浸蚀出来，而晶界难以被浸蚀出来。这就给人们研究双相铜合金或者生产高品质铜合金带来方法上的困难。还有，尺寸比较大的块体材料往往其中第二相，或者晶粒尺寸在块体材料中分布存在不均匀性，如何获得中心或任意部分的晶粒或第二相分布状况，成为制约科研和高品质材料生产的难题。

为了解决这两个难题，需要进一步分析金相形成的内在原理和制约可供观察金相组织形成的因素。前面提到，金相组织中无论是晶界或者第二相之所以能够被观察到，是因为金属块体材料中的本来就存在这些组织或者相。它们被显示出来，并被观察到而已，其中显示是关键。实际上，作为合金晶体块体材料而言，其内部本身就具有第二相和晶粒的。晶粒之间是通过晶界相连的，第二和基体之间是通过相界相连的。由于块体材料表面一般存在污染，氧化层，或者变形层(机械抛磨过程中可能形成)，因而无法观察到其中的第二相或者组织的边界，这些特征是被掩埋在内部的。

还有，金相制样本来就是一个比较麻烦的过程，且质量难以精确控制，如何解决快速高效的批量金相制样是行业内的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属连续切割和金相原位显示的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属连续切割和金相原位显示的方法，其方法包括如下步骤：