高温金相显示的原理
发布时间：2008-12-12 来源：网络 阅读次数：683 分享到：
一、高温金相设备
高温金相设备按其特点可分为两类。一类是通用大型金相显微镜备有高温金相相附件，即配有真空高温台，使用普通透射式物镜，其放大倍数较低；另一类是整套高温显微镜专用设备，它也有真空高温台，但采用反射式物镜，其放大倍数较高。二者均附有由机械真空泵、油扩散泵及复合真空计组成的真空系统和加热及测温系统。
（1）真空高温台的结构
图1 倒立式真空高温台
真空高温台按所配的显微镜分为倒立式（窥视口向下）和台式（窥视口向上）两种，它们的设置大体相仿。图1所示是倒立式真空高温台 它分为下台（1）和上台（2）两部分，都是双层壁的水冷壳体，其腔体内装有钼片加热体（3）金相试样（4）置于环形加热体中央，并由石英支撑环（5）和载物盘（6）支承试样 试样磨面向下，朝向窥视口的石英玻璃（7）在试样磨面与窥视口之间，设有石英片屏蔽，当它被蒸发金属污染之后，则由台外的手柄（8）操纵滑动机构（9）以备用品（10）更换之。热电偶的热端插入试样侧面小孔之内。气冷试样所需的惰性气体，由输入口（11）经空心导电柱（12）直吹向试样。下台上的左、右法兰分别连接真空计和扩散泵。在上台与下台的结合面、窥视口石英玻璃与台体结合部、手柄轴与台体结合处以及导电柱和热电偶从真空室引出部们，均靠真空橡皮垫圈密封。实际上真空高温台乃是一台内热式水冷壁小型立式真空加热气淬炉。
（2）高温金相用物镜
1）长焦距透射式物镜
由于一般物镜的焦距短，靠近热试样时容易损坏，故物地设计出长焦距透射式物镜，其工作距离较长，放大倍数相对于一般透射镜较高，它的型式依所配显微镜而异。
2）反射式物镜
反射式物镜比长焦距透射式物镜的工作距离长，放大倍数也较高。
反射式物镜有球面反射式物镜（图2）和非球面反射式物镜（图3）两种。球面反射式物镜是由两个玻璃镀银球面组合而成，它制造容易，但放大倍数较低。非球面反射式物镜是将两个玻璃或独块玻璃的上下面磨制成不同曲率的非球面，并在其反射部位镀银而成，虽然它的放大倍数较高，但因磨制复杂，故较少应用。
图2 球面反射式物镜
图3 非球面反射式物镜
二、高温金相显示组织的方法
（1）真空热蚀法
真空高温下，由于试样表面与晶（相）界的表面张力欲趋于平衡状态，通过表面金属的扩散、蒸发，在晶（相）界处硬产生热蚀沟，如图4所示，从而显示出高温时的组织。
图4 晶界热蚀沟 500× 图5 45钢马氏体浮突 250×
（2）表面浮凸法
这是利用加热或冷却时相变过程在试样表面产生浮凸的现象显示组织。图5示出45钢真空加热1050℃气淬试样表面的马氏体浮凸。
（3）正交偏振光法
对于低熔点金属及合金，当试样表面无热蚀沟形成时，若高温相中有非立方晶系的相，则可采用正交偏振光垂直照明；非立方晶系的相反射后形成椭圆偏振光，并且不同取向晶粒的振动面旋转角不同，从而呈现出不同的明暗程度，而属于立方晶系相将呈现出暗黑的消光现象，这样便显示出各个高温相。
（4）氧化着色法
人为地短时降低真空高温台内的真空度，使被加热的试样表面发生氧化并生成一层很薄（数百埃）的氧化膜，由于各相的氧化膜厚度不同，其光波干涉的结果便使试样表面呈现出各种不同的颜色。如图6示出18Cr2Ni4WA钢经渗碳表面为0.6%C的试样真空加热奥氏体化后，在310℃等温度及氧化着色，下贝氏体呈灰蓝色珩架，马氏体和残余奥氏体呈土黄-褚石色。不过，应用此方法时需预防扩散泵油变质。
图6 18Cr2Ni4WA钢经真空离子渗碳表面为0.6%C的试样真空加热900℃/10min(a)，
1050℃/10min(b)的奥氏体晶粒（暗场）和真空加热1200℃/10min缓冷至850℃后停止、
加热氩气冷至310℃等温53min (c)、104min(d)下的贝氏体浮凸。
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