一种纯镁金相组织的观察方法与流程

本发明属于金属材料微观结构观测技术领域，具体涉及一种纯镁金相组织的观察方法。

背景技术：

金属材料的微观结构决定了金属材料的力学和化学腐蚀性能等。因此使用金相技术对金属的金相组织进行观察可以快速地对金属的性能进行判断，从而可以及时地调整塑性变形工艺和热处理工艺。金相观察的前提是采用合适的化学腐蚀剂将微观组织的显示出来。目前，纯镁金相组织观察常用的腐蚀剂有硝酸和酒精的水溶液，硝酸和草酸的水溶液，硝酸和乙二醇的水溶液。但这些腐蚀剂的腐蚀效果不佳，腐蚀后的金相组织显示困难，难以清楚观察的纯镁金相组织形态，

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种纯镁金相组织的观察方法。该方法先采用酸性较强的第一腐蚀剂去除其纯镁观察面的砂纸划痕和污物，然后用酸性较弱的第二腐蚀剂使纯镁内部的金相组织清楚显现，从而准确反映了纯镁的组织形态，方法简单，易于控制，适用于观察铸态、铸轧态、热轧态和热处理态等多种形态纯镁的金相组织。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种纯镁金相组织的观察方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的纯镁观察面进行一次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；

步骤三、采用第二腐蚀剂对步骤二中所述一次擦蚀处理后的纯镁观察面进行二次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；

步骤四、采用金相显微镜对步骤三中所述吹干后的纯镁观察面进行观察。

上述的一种纯镁金相组织的观察方法，其特征在于，步骤二中所述一次擦蚀的时间为25s～30s。

上述的一种纯镁金相组织的观察方法，其特征在于，步骤三中所述二次擦蚀的时间为20s～30s。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明对研磨后的纯镁观察面依次进行两步擦蚀处理，先采用酸性较强的第一腐蚀剂擦蚀纯镁观察面，以去除其表面的砂纸划痕和污物，并渗入纯镁观察面的基体中，使基体组织发生轻微破坏，然后用酸性较弱的第二腐蚀剂擦蚀纯镁观察面，使纯镁观察面上的纯镁产生溶解，从而使纯镁内部的金相组织清楚显现，腐蚀速度慢，易于控制，能准确反映了纯镁的组织形态，适用于观察铸态、铸轧态、热轧态和热处理态等多种形态纯镁的金相组织。

2、本发明将纯镁表面进行逐级研磨后，通过两步擦蚀处理即可使纯镁内部组织显现，无需在研磨后进行抛光处理，减少了粉尘污染和能耗，缩短了观察时间。

3、本发明擦蚀过程中使用的腐蚀剂原料均为常规的化学试剂，配制方法简单，易于推广使用。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1的热轧态纯镁金相组织图。

图2是本发明对比例1的热轧态纯镁金相组织图。

图3是本发明对比例2的热轧态纯镁金相组织图。

图4是本发明实施例2的铸态纯镁金相组织图。

图5是本发明实施例3的铸轧态纯镁金相组织图。

图6是本发明实施例4的热处理态纯镁金相组织图。

图7是本发明实施例5的热处理态纯镁金相组织图。

具体实施方式

实施例1

本实施例包括以下步骤：

步骤一、依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对热轧态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的热轧态纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将热轧态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的热轧态纯镁观察面进行一次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；所述一次擦蚀的时间为30s；

步骤三、采用第二腐蚀剂对步骤二中所述经一次擦蚀处理后的热轧态纯镁观察面进行二次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；所述二次擦蚀的时间为30s；

步骤四、采用金相显微镜对步骤三中所述吹干后的热轧态纯镁观察面进行观察。

图1为本实施例热轧态纯镁金相组织图，从图1可以看出，本实施例热轧态纯镁的晶粒细小，晶粒尺寸均匀，晶界清晰可辨，孪晶存在于部分晶粒之中。

对比例1

步骤一、依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对热轧态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的热轧态纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将热轧态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的热轧态纯镁观察面进行擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；所述擦蚀的时间为30s；

步骤三、采用金相显微镜对步骤二中所述吹干后的热轧态纯镁观察面进行观察。

图2为本对比例热轧态纯镁金相组织图，从图2可以看出，本对比例热轧态纯镁的晶界清晰度较差。

将对比例1和实施例1比较可知，只采用第一腐蚀剂对热轧态纯镁观察面进行擦蚀，只能去除表面的砂纸划痕和污物，并渗入纯镁观察面的基体中，使基体组织发生轻微破坏，而不能使热轧态纯镁内部组织完全暴露，难以获得清楚的金相组织。

对比例2

步骤一、依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对热轧态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的热轧态纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将热轧态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第二腐蚀剂对步骤一中得到的热轧态纯镁观察面进行擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；所述擦蚀的时间为30s；

步骤三、采用金相显微镜对步骤二中所述吹干后的热轧态纯镁观察面进行观察。

图3为本对比例热轧态纯镁金相组织图，从图3可以看出，本对比例热轧态纯镁组织中的晶界比较清晰，但砂纸研磨的划痕仍在，且表面灰黑，不易进行观察。

将对比例2和实施例1比较可知，只采用第二腐蚀剂对热轧态纯镁观察面进行擦蚀，热轧态纯镁观察面上的纯镁产生溶解，其内部组织清楚显现，但不能去除热轧态纯镁观察面上的砂纸划痕和污物，因此纯镁金相组织中存在研磨划痕和污物，不易观察。

将图1、图2和图3比较可知，只有依次采用第一腐蚀剂和第二腐蚀剂依次处理热轧态纯镁观察面，才能去除热轧态纯镁观察面上的砂纸划痕和污物，并使热轧态纯镁内部组织完全暴露，从而获得清楚的金相组织，方便观察。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

步骤一、依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对铸态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的铸态纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将铸态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的铸态纯镁观察面进行一次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；所述一次擦蚀的时间为30s；

步骤三、采用第二腐蚀剂对步骤二中所述经一次擦蚀处理后的铸态纯镁观察面进行二次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；所述二次擦蚀的时间为20s；

步骤四、采用金相显微镜对步骤三中所述吹干后的铸态纯镁观察面进行观察。

图4为本实施例铸态纯镁金相组织图，从图4可以看出，本实施例铸态纯镁组织中存在着近乎平行的柱状晶粒。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

步骤一、依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对铸轧态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将铸轧态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的铸轧态纯镁观察面进行一次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；所述一次擦蚀的时间为25s；

步骤三、采用第二腐蚀剂对步骤二中所述经一次擦蚀处理后的铸轧态纯镁观察面进行二次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；所述二次擦蚀的时间为26s；

步骤四、采用金相显微镜对步骤三中所述吹干后的铸轧态纯镁观察面进行观察。

图5为本实施例铸轧态纯镁金相组织图，从图5可以看出，本实施例铸轧态纯镁组织中存在着形变诱导产生的大量的变形孪晶。

实施例4

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将铸轧态纯镁在350℃、24h的条件下进行退火热处理，然后依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对热处理态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的热处理态纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将热处理态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的热处理态纯镁观察面进行一次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；所述一次擦蚀的时间为30s；

步骤三、采用第二腐蚀剂对步骤二中所述经一次擦蚀处理后的热处理态纯镁观察面进行二次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；所述二次擦蚀的时间为25s；

步骤四、采用金相显微镜对步骤三中所述吹干后的热处理态纯镁观察面进行观察。

图6为本实施例热处理态纯镁金相组织图，从图6可以看出，本实施例热处理态纯镁组织中存在大量的清晰的孪晶组织。

实施例5

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将铸轧态纯镁在450℃、24h的条件下进行退火热处理，然后依次使用600^#、1000^#、2000^#和5000^#的碳化硅砂纸对热处理态纯镁的表面进行逐级研磨，得到平整、划痕细密的热处理态纯镁观察平面；所述逐级研磨过程中，每次更换碳化硅砂纸后，将热处理态纯镁观察平面旋转90°再进行研磨，直到把上一次研磨的划痕磨掉；

步骤二、采用第一腐蚀剂对步骤一中得到的热处理态纯镁观察面进行一次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第一腐蚀剂按体积份量计算由5份质量浓度为68％的硝酸和95份的水组成；所述一次擦蚀的时间为28s；

步骤三、采用第二腐蚀剂对步骤二中所述经一次擦蚀处理后的热处理态纯镁观察面进行二次擦蚀，然后用酒精冲洗，再用吹风机吹干；所述第二腐蚀剂按体积份量计算由20份质量浓度为85％的乳酸和80份的水组成；所述二次擦蚀的时间为23s；

步骤四、采用金相显微镜对步骤三中所述吹干后的热处理态纯镁观察面进行观察。

图7为本实施例热处理态纯镁金相组织图，从图7可以看出，经过高温长时间退火后，本实施例热处理态纯镁组织中原始铸轧态纯镁组织的晶粒尺寸被细化，细化晶粒的晶界清晰，孪晶存在于部分细化的晶粒之中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。