07第七章样品的制备.docx
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07第七章样品的制备
第七章样品的制备
第一节取样
一、金相试样截取的原则
从工件或材料上选择合适的有代表性的部位截取金相试样，这是准备进行金相试验的第一步，也是极为重要的工序。
取样部位的选定，应按检验要求而定，同时被检验金属材料或零件因所经过的工艺过程或处理情况的不同，金相试样截取部位的选定也应适当地随着变更。
截取部位的选择，必须能代表被检验材料或零件的特点。
如果部位选择得不当，就会影响检验结果的正确程度，甚至在某些情况下，会带来损失，所以决不能忽视选择取样的重要性，这是获得正确检验结果的重要环节。
例如在分析一个钢锭时，因在冷凝结晶时存在着合金偏析现象，由于温差大小，冷却快慢，钢锭各部份的显微组织并不是均匀一致的。
此外，还存在各种铸造缺陷及夹杂分布情况，因此在研究铸件的显微组织时，必须从铸件表层到铸件中心同时取样进行观察，根据铸件各部位显微组织的差异，从而了解合金的偏析程度及结晶组织的变化。
小型铸件可直接截取垂直于模壁的横截面作为金相试样。
大型铸件则应在垂直于模壁的横截面上，从表面到心部截取数个金相试样；如分析钢锭中夹杂物分布情况时，必须在钢锭的上、中、下部以及心部和表面的不同部位上取样，以便了解全貌，同时应考虑取样的方向。
例如：
在检验经轧制或锻造过的材料时，应考虑到表层是否有脱碳、折叠等缺陷，同时还应考虑到带状偏析，非金属夹杂物的形态、类型以及晶粒变形程度等。
因此，在检验轧制型材时，应同时截取横截面和纵截面作为金相试样。
横截面试样在垂直于轧制方向截取，主要研究材料表层缺陷（如脱碳、折叠等）及非金属夹杂物的分布；对于很长的轧制型材，应在两端和中间各取试样观察，以比较夹杂物的偏析情况。
纵截面试样则平行轧制方向截取，主要研究非金属夹杂物的形状、颜色，以判别夹杂物的类型，同时观察带状组织形貌，也可以根据纵截面磨面上晶粒被拉长的程度。
可估计出材料经受冷变形的程度以及轧制工艺情况。
当观察分析成品或半成品中的疵病或探讨研究某机械零件在使用中损坏的原因时，要想用金相方法研究它的断裂原因，往往需要在缺陷或损坏部分，特别是损坏的起始点（例如疲劳源处），取样进行研究。
观察面的方向随研究的需要而定，一般检验面常与断口面垂直，这将有利于获得更多有益的信息，以判断零件断裂的原因。
此外，为了深入寻求原因，除了在缺陷或断裂部位截取金相试样以外，还需在缺陷或损坏部分的附近取样，有时甚至在远离这些部位的完整处取样观察，以作比较。
对于一些经热处理后的机械零件，其内部的显微组织是比较均匀的，可以截取任一截面的试样，但有时也应注意零件的表面情况。
如氧化、脱碳、表面化学热处理和镀层等零件，取样应垂直于表面，以便观察组织和测试厚度。
金相试样截取的部位确定以后，还应进一步确定哪一个试样面作为金相磨面，这也是至关重要的一道手续。
如被检验试样自外表层边缘到中心部位显微组织的变化；表层缺陷（如脱碳、氧化、过烧、折叠等）；表面处理（如表面淬火、化学热处理；表面镀层等）；非金属夹杂物在整个截面上的分布情况；晶粒度测定，则应截取横截面（见图7－1中c）。
如检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；测定晶粒拉长的程度，从而了解材料冷变形的程度；鉴定钢材的带状组织及热处理消除带状组织的效果，则应截取纵截面（见图7－1中图4－1中a、b、d、e）。
还必须指出，对于材料中的非金属夹杂物的测定，与试样截取部位关系极大。
金相磨面除了需要与纵轴平行以外，更应尽可能地代表整块材料的实际情况。
因此，对于小件型材可截取整个纵截面的一半（见图7－2a），剖面线的切割面就是金相试样的磨面。
大件型材常可在距离中心一半的地区截取试样（见图7－2b）。
表层显微组织的研究，在金相检验中是经常遇到的。
如试样表面镀层，以及试样经磨削后表面质量的研究等，在很多情况下被研究的表层厚度是极薄的，在金相试样的截面上是很细的一条线，就是放大很高倍率，也不能清楚地观察到这一层的显微组织，因此，在这种情况下，应考虑采用斜面截切的方法来扩大表层的观察范围（见图7－3）。
关于试样应该截取多大，这关系到下一步的磨、抛，试样尺寸的过大和过小均会给磨、抛带来不便。
过大的试样不仅要耗费磨、抛时间，而且极不容易获得良好的磨面质量，并且要消耗大量的磨料；过小的金相试样则捏持困难，而且在磨、抛时试样的边角容易倒圆，所以在抛光时，试样容易从盘中甩出去。
因此，金相试样的高度以易于捏持为适宜，一般为10～20mm；金相试样的磨面大小，以直径（当截面呈圆形时）或边长（当截面呈方形时）在10～25mm范围的尺寸最为合适。
对于过小、过细的试样则可将试样进行镶嵌。
图7－1轧制型材金相试样的截面
a－与轧制面平行的纵截面b－与轧制面垂直的纵截面
c－横截面d－放射纵截面e－切线纵截面
图7－2非金属夹杂物的取样方法
a－小件型材b－大件型材
图7－3斜面截切
二、金相试样的截取方法确定取样部位后，试样如何从零件上取下来，截取时应该注意哪些问题，这也是很重要的。
金相检验结果的正确与否，与取样切割过程也是很有关系的。
因此，试样的截取必须采取最合适的方法，但不管用什么方法截取，在截取过程中，要设法避免试样因切割加工不当而引起组织变化。
为了防止组织的改变，切割时必须注意两点：
（1）防止切割时金属材料发生范性形变使试样的显微组织发生变化。
如多晶体锌、镉晶粒内部出现形变孪晶；低碳钢及有色金属的晶粒因受力而压缩、拉伸或扭曲等等，这些都是很容易发生的弊病，产生冷加工形变层，将遮盖表面的真实组织。
（2）试样不允许因受热而引起显微组织的变化。
如试样为淬火马氏体组织，常会因切割不当或磨削不当，没有充分冷却而受热，使表面组织发生变化，转变为回火马氏体。
某些试样为低熔点金属（如锌、铅、锡等），由于它的再结晶温度低于室温，因此在切割过程中易产生塑性变形和热量，使试样原来的组织和晶粒大小发生根本的改变。
切割试样的工具很多，有手锯、锯床、砂轮切割机、显微切片机、电火花线切割等。
由于被检验的零件有大小和材料的软硬之别，故采用截取的方法也各不相同。
如软性的金属材料铜、铝，可以用手锯、锯床等切割试样，特别是采用手锯切割是很方便的。
对于硬而脆的合金，如白口铸铁，是不能用一般切削加工的方法来截取的，最简单而有效的方法就是用重锤敲碎，然后再在被击碎的碎块中挑选出合适尺寸的碎块，作为金相试样，如不能握持，就靠镶嵌的方法来得到大小合适、外形整齐的金相试样。
对于极硬的合金材料，如硬质合金，因材料比较昂贵，用重锤击碎会造成浪费，很不经济，故不适宜采用锤击，但又因硬度过高而无法用切割加工来获得金相试样，因此仅能用砂轮切片，通过砂粒磨削作用来截取，另外也可用线切割方法来切取试样。
目前，用砂轮切割机来截取金相试样应用最广泛。
砂轮切割机的设备很简单，主要由机座、电动机、试样夹具、手柄、喷射冷却水及砂轮片夹持装置系统组成。
砂轮切片厚约1.5mm，由碳化硅与树脂等胶合而成。
砂轮切片安装在砂轮切割机上，接通电源，砂轮切片以较高的速度转动，然后将夹持试样的夹具在手柄的控制下，以一定的速度逐渐向高速旋转的砂轮切片推进，使试样与砂轮切片相接触产生切削作用，在试样表面首先被磨成凹坑，砂轮切片逐渐切入直至试样被割断为止。
在切割试样时，必须同时在试样与砂轮切片相接触处喷射冷却水，因工件与高速旋转的砂轮切片相接触而产生大量的热，甚至会使部分金相试样达到炽热状态，这种情况势必会影响检验的结果。
如淬火马氏体组织的试样，在切割时如不用冷却剂，就会因受热而产生回火现象。
因此，在切割的同时，必须同时喷射冷却水，使试样充分冷却。
冷却剂除了在切割试样时起冷却作用外，还可以防止组织的改变，由于冷却剂的冷却使砂轮片的磨损量也减少，有利于延长砂轮切片的使用寿命。
常用的冷却剂有水、乳化油等，其中用水冷却最为常用。
除了机械切割方法以外，电加工方法也能达到同样的目的。
如电火花切割机，采用Ф0.16mm的钼丝，在绝缘油介质中，靠金属切割盘与试样之间产生的电弧起切割作用，这种设备主要优点是被切割的试样表面平整，无变形，软硬材料均可以切割。
但电火花切割也有它的不足之处，因为它是通过火花放电进行切割，往往会影响试样切割表层的组织，所以制样时要磨去一定余量。
在大型构件上还可用氧—乙炔火焰切割。
如铸造状态的耐磨高锰钢除了可用砂轮切片切割外，氧—乙炔气割也常应用。
因高锰钢系奥氏体组织，在加热时除了部分碳化物溶解以外，组织不存在有多大的变化，因此只要切割后的试样在砂轮上磨去一定的厚度（热影响区0～25mm），以保证被检验磨面原来的情况，而不受氧—乙炔切割的影响。
第二节金相试样的镶嵌法
如前所述，具备一定大小的试样，可直接进行磨光、抛光等操作。
如果欲制备的金相试样具有不规则的形状或者过于细小尺寸的金相试样（如丝带、片、细管等），因在磨光、抛光时难于握持，操作困难或者为了保持试样边缘不使其在磨抛过程中出现倒角（如试样表面缺陷或表面处理），这就需要将试样预先进行镶嵌，把极细小的试样镶嵌成较大的便于握持的试样。
镶嵌之前应考虑到以下几点：
首先镶嵌材料的硬度和耐磨性是否与试样的硬度和耐磨性相接近。
如果两者相差过多，会造成以后抛光的不均匀，而且也不利于试样边缘的保护。
其次，镶嵌材料对要使用的化学试剂应当具有高的抗腐蚀能力。
最后，应注意试样在镶嵌过程中不至于发生机械变形，并且也不会由于受热而发生显微组织的变化。
有时试样表层比较薄，难以观察，为了更详细地观察试样表面部分的细节，或更准确地进行表面层（扩散层）深度或显微硬度测量等，试样的观察面可不与表面垂直，而是与表面成一小的角度进行切割，然后再进行镶嵌，这样可扩大表面层的视域深度。
此外，为了更好地保持表面，如有可能，还可在试样表面上先电镀一层，其硬度与试样表面硬度相似的金属或合金层，或在试样周围撒些硬质点粉末然后再进行镶嵌。
常用的镶嵌方法有以下几种。
一、塑料镶嵌法
这是一种最常用的镶嵌方法。
选择镶样塑料时应考虑下列特点：
镶嵌试样的塑料必须不溶于酒精，因为在制备试样过程中经常需要用酒精淋洗。
如果所镶的试样要制作电镜复型时，镶样的塑料最好不溶于三氯甲烷或醋酸戊脂。
镶样的塑料应该有足够的硬度，这样所镶试样在抛光过程中不至于会突出平面，而出现倒棱现象，影响显微镜调焦观察。
镶样的塑料必须有适当的粘附性，在镶样时，使试样棱边与镶样的塑料之间不形成缝隙，以免在制样过程中磨料及各种溶液进入缝隙，在试样用电吹风吹干时，水迹再从缝隙内渗出影响制样质量。
镶样的塑料有强的抗腐蚀能力，对所用化学试剂不起作用或作用微弱，按照镶样所用塑料的性质和工艺，把塑料镶样分为两种。
一种是在加热加压下凝聚成型的，称为热压镶嵌；另一种是室温浇注成型的，称为浇注镶嵌。
1.热压镶嵌热压镶嵌的方法应用比较广泛。
所用的镶嵌材料可分为热凝性和热塑性两大类，热凝性主要有酚醛树脂，是以苯酚和甲醛为原料经缩合反应生成的人造树脂，本身是一种褐色粘性液体，在酚醛树脂内加入填料（木粉）后，成为粉粒状，而且可染成各种不同的颜色，这就是通常所说和所用的胶木粉，不透明，一般我们镶嵌金相试样用黑色胶木粉较多，这种塑料比较硬，但对酸、碱侵袭的抗力较低。
在受压加热的条件下起化学作用，成型所需的加热温度大约在110～150℃范围内，相应的所加压力在17.6～21.0Mpa。
热塑性是一种透明或半透明的塑料电木粉，类似有机玻璃等，具有抗酸碱的腐蚀能力，但硬度较低，能溶于丙酮、苯或二甲苯中。
加热后塑料变软呈粘状液态，成型时无化学变化，如继续加热时又会变软，故可以回用，成型所需的温度在140～165℃范围内，压力为20.59～24.12MPa。
金相试样塑料镶嵌机主要包括加压设备、加热设备及压模三部分。
在镶嵌时，首先将下模升至套筒上部，然后将不规则尺寸的和细小的试样，选择较平整面向下放入镶嵌机的下模上，对于较薄的薄片试样，因截面较薄而不能竖立，往往需要好几片试样粘在一起或捆扎在一起，竖立放在下模上；或者将两片薄片试样，一片横放，一片直放，以丁形放置，在试样上先放点胶木粉来固定。
对于细小的钢丝试样，如需观察横截面，同样也需数根钢丝捆扎在一起竖直放在下模上，或者将钢丝弯绕在一起竖直放置，同样也要在试样上放点胶木粉来固定，然后进行镶嵌，镶嵌过程见第三章第三节。
经热塑性塑料镶嵌的试样在磨光时，还必须特别注意不能因为摩擦而发热使表层的塑料变形而复盖于试样边缘，所以不适宜用砂轮粗磨，只能用手工在砂纸上磨，并且应特别注意要随时冷却。
塑料镶嵌具有很多优点，应用也比较广泛，能镶嵌任何形状、大小的金相试样，甚至粉末也能镶嵌在塑料内。
试样在镶嵌冷却时，塑料的收缩量比金属要多，故使塑料与金属之间结合极为紧密，保证镶嵌物在磨光和抛光时，试样与塑料不致分离而产生缝隙，以致试样在侵蚀时，侵蚀剂流入缝隙，或在最后试样吹干时，水渍再从缝隙逸出，影响试样的观察与保存。
在一般情况下，镶嵌也不致影响试样的组织，并且塑料抗化学侵蚀能力很强，试样在侵蚀时会得到良好的侵蚀结果。
镶嵌塑料也较硬，在磨制过程中磨屑不会粘在砂纸上，抛光时能得到光滑平整的磨面。
但塑料镶嵌也存在不少缺点。
（1）对极软的金属和合金（如纯铜、纯铝等）以及某些细试样，在加温加压时容易产生塑性变形。
（2）这种镶嵌方法虽然加热的温度并不太高，但对具有淬火马氏体组织的试样，仍有可能使显微组织发生变化。
（3）这种塑料镶嵌不能完全避免试样边缘在磨光及抛光时有倒角现象，在磨光及抛光时，必须非常仔细地操作，稍有疏忽也会产生边缘倒圆现象，在显微镜下检验时就会产生调焦困难，影响观察。
（4）因镶嵌塑料不导电，因此对需要电解抛光和电解侵蚀的试样，如不采用特殊的措施，一般是不能单独用塑料镶嵌的，需用机械镶嵌的方法。
2.电解抛光如需进行电解抛光和电解侵蚀的试样，在进行塑料镶嵌时，可采用下列方法。
（1）在镶嵌之前先在试样上焊接一根导线，然后在镶嵌时将这根焊接导线引出在镶嵌试样的后背面。
（2）将镶嵌好的试样从背面钻个孔到金属试样上，然后用螺钉在背面钻孔的金属试样上接导线。
（3）将金属试样本身制备长一点，镶嵌后在镶嵌试样的背面割去或车削掉一定余量的镶嵌料，使金属试样在背面露出。
（4）为了使镶嵌试样能导电，在试样镶嵌前，可在热凝性及热塑性的塑料粉中加入铜粉或铁粉等导电性粉末，按热压镶嵌法制成，这样可获得一个导电的镶嵌试样。
二、机械镶嵌法
机械镶嵌法也可称机械夹持，是由两片相同长方形的金属薄板（通常为薄钢板），在两头相等的位置钻有螺纹孔，然后用两副螺钉、螺母将需夹持试样放在两片金属薄板之间，并将需观察面向下放在平整的板上或玻璃板上，使观察面与金属薄板的截面对齐，然后将两副螺钉、螺母在两头拧紧（见图7—4）。
然后到砂轮上磨平，即成一块可握持的试样。
这种夹具对薄片试样的夹持十分有效，一次可同时夹持数片试样，能提高制备试样的效率。
夹板的硬度最好接近或稍超过试样的硬度，如夹具硬度过低，在磨抛时会造成台阶，使试样边缘磨圆，起不到保护作用，如夹具硬度过高，在磨抛时，中间的试样会过早的被磨抛而产生塌陷，难以观察。
因此必须选择硬度相似的钢板做夹具，以有利于试样边缘的保护。
不过在这一方法中，由于试样与试样之间以及试样与夹板之间仍多少地存在着一些间隙，因此在磨抛时，磨料的颗粒易于嵌入，尤其是侵蚀时化学试剂极易渗入间隙，在试样吹干后又会再度渗出，从而沾污试样的表面，这是一个主要的缺点。
为了克服这一困难，可在试片夹持前在各片材料之间衬以透明的塑料薄片或软金属薄片（最好与试样属于同类金属），使试片在紧固时因塑性变形而填满空隙，这样就可减轻或消除上述现象，并且还便于区分两个试样的保护层。
垫片的厚度大约在0.3～0.5mm，要有一定的可塑性，要选用电极电位高于试样的金属，以便在侵蚀显示时不参与化学反应。
一般黑色金属试样常采用铜或镍做垫片，能使试样之间贴紧，但不能过分的紧固，否则也会使薄片弯曲而影响夹持效果。
板形试样夹具除了能夹持薄片、薄板及细小的试样外，还能夹持圆柱体，但必须在夹具两片钢板上距离相等的位置挖两个或几个半圆形的槽，就可将圆柱体试样夹在半圆形槽中（见图7－5）。
除了板形试样夹具，还有一种是圆环形试样夹具也适用小尺寸的试样夹持。
它是由一个圆环形的钢圈，上有一个螺纹孔，靠一只螺钉夹持拧紧（见图7－6），在圆环形的夹具中间也同时可夹持几片长方形的试样，也可夹持圆棒试样，甚至可二三个圆棒试样和长方形试样同时夹持。
这种夹具不仅能防止倒角，而且使用装拆方便，效率高，可多次使用，而对形状比较复杂的齿轮试样也可夹持（见图7－7）。
圆环形试样夹具可选用碳钢车削加工来制成，也可用钢管来制造。
圆环形夹具的内孔大小，要根据被检验试样的大小来决定，这种夹具虽然有以上许多优点，但也有不足之处，就是圆环形夹具试样经磨光和抛光后不可能使整个圆
周不倒角，只有在对称的几个接触点上不倒角。
三、低熔合金镶嵌法
利用融熔的低熔点合金以浇注的方法来镶嵌合适的金相试样。
首先将细小的金相试样磨面向下放置在一块平整的涂有油、腊的铁板或玻璃板上，用一个合适尺寸的铜圈或不锈钢圈套在试样外面，然后将熔化的低熔点合金注入圈内，待冷却后，就可以将套圈试样从铁板或玻璃板上取下，成为一块便于握持的金相试样。
试样套圈的大小要根据试样大小来定，一般大约高12～15mm，直径为25mm（见图7－8）。
镶嵌用的低熔点合金，种类也是比较多的，大多数的熔点都低于100℃，用开水就可以
图7－4机械薄板夹持夹具图7－5机械夹持圆柱体之夹具
图7－6圆环形夹持夹具图7－7圆环形夹持齿轮的夹具
图7－8低熔点合金镶嵌试样
使合金熔化，使用是非常方便的。
因低熔点合金的熔点比较低，所以在镶嵌时不会引起试样显微组织的改变，即使是经过淬火处理的钢，淬火马氏体在100℃以下也不会发生组织的变化。
有些试样对温度影响不敏感，则可以采用较高熔点的合金镶嵌。
如淬火回火后的高速钢，在加热到560℃以下，也不会使组织发生变化，象这种金相试样就可以用铅锡合金进行镶嵌，甚至用纯铅也可镶嵌。
尽管低熔点合金镶嵌有许多优点，但也存在许多不足之处。
因为低熔点合金一般都含有较贵重的金属，如铋、镉等，所以不常使用，而且低熔点合金比较软，在砂轮和砂纸磨削操作时，常会使擦落碎屑嵌入砂轮或砂纸的砂粒之间，从而减弱磨削作用，增加试样表面的形变层。
此外，由于低熔点合金与镶嵌试样之间存在电极电位的差别，在侵蚀时低熔点合金迅速地被侵蚀溶解，而试样本身因受低熔点合金的保护，侵蚀极为困难，必须加长侵蚀时间才能显示组织。
因此，这种低熔点合金镶嵌用得比较少。
除了上述几种镶嵌法以外，尚有一种冷镶嵌的方法（又称浇注镶嵌）。
此方法与低熔点合金镶嵌相似，不需要加压，也不需要加热，适合于淬火钢、较软的金属材料镶嵌，从而避免了加压镶嵌法的主要缺点，操作时与低熔点合金镶嵌法相同。
将试样放在玻璃板上，在试样外面围以一个用金属、电木粉或塑料等制成的圈，将调好后呈糊状的树脂注入圈内，等凝固后即可应用。
此冷镶嵌的镶嵌剂仅借化学催化作用镶嵌成型的。
借化学催化作用聚合的树脂有很多种，其中最常用者为有机玻璃和环氧树脂两种。
有机玻璃（甲基丙烯酸甲脂聚合树脂）系由甲基丙烯酸甲脂单体聚合而成。
甲基丙烯酸甲脂单体是一种透明无色的液体，当受光热或过氧化物（例如过氧化苯甲酰）的催化作用时即聚合成为一种透明的固体，称为有机玻璃。
如在甲基丙烯酸甲脂单体中加入适量的防结合剂作为药用材料（市场有出售），可称为“牙托水”，此外还有一种粉末状材料，具有催化充填作用者，称为“牙托粉”。
在使用时将这两种东西混合在一起，调均匀，使其呈糊状，然后注入镶嵌试样的模内，慢慢聚合凝固硬化，大约需要10h后才能完全硬化，如果放在热水中（≤80℃）加热，则数小时即可完成聚合硬化的过程。
另一种为环氧树脂。
这种材料用得较多，这种树脂硬度高，凝结时体积收缩很少，并且与金属粘合得很紧密，它主要是由一定量的树脂与固化剂（固化剂一般是胺类）彻底调匀混合，也常加入增韧剂磷苯二甲酸二丁脂，有时为了增加硬度也加入填充料（如氧化铝粉、硅粉等）进行浇注镶嵌，根据加入的催化剂的种类和数量的不同，可以控制其聚合时间在数分钟到数小时的范围内。
这种冷镶法的优点是不需要加热加压，不需要专用镶嵌机器，并且它的硬度比热塑性塑料高，可以防止被镶嵌金相试样的倒角。
但必须注意，如在配比不合适或温度太高时（高于30℃），在镶嵌块上会出现大量的气泡，而影响镶嵌的质量。
当温度太低（低于10℃），不易搅拌均匀，此时最好用水浴稍微加热。
对于多孔或有细微裂纹的试样用真空冷镶，借助于真空镶样材料可以填满孔洞和裂纹，镶样材料中出现的气泡也可以消除，提高镶嵌的质量。
对于有些表面有脱碳，或经过渗碳、氧化及表层镀覆等试样，在金相检验工作中常要求分析表面情况，象这种试样在制备时要求是很高的，但在一般制备时，表层或多或少总要受磨光、抛光的影响而产生倒角现象，这就需要用特殊的方法来保证表层及边缘的金相检验，一般用电镀镀覆法是保证边缘不倒角的较好的一种办法。
钢铁试样可以用镀铜，在镀铜前先将试样放在乙醚中清洗除去油脂。
为了防止试样放入强酸性电镀液中表面受侵蚀作用，先在“初镀液”槽内镀上一薄层铜，然后移入硫酸铜强酸电镀液内镀上一层很厚的铜，然后将镀好的试样进行塑料镶嵌成金相试样，这样经磨光、抛光后，可得到较好的效果，保证了试样表层及边缘的金相检验。
现有一种用镀铁层来代替镀铜层以防止试样的边缘倒角，效果也非常好，并且它对试样表面要求也较低，就是表面带有铁鳞、氧化皮等也能镀上一层坚固致密的铁层。
但必须注意，在电镀时严格控制温度，如温度低于85℃时镀铁层气孔极多，产生脆性并且易裂，如温度过高，镀铁层松并且镀粒粗，非常易剥落，所以用镀铁层必须严格控制操作温度。
第三节金相试样的磨光
金相试样经截取、镶嵌装夹成合适尺寸试样或直接从工件上切取的试样，其表面粗糙，形变层厚，需要经过一系列的制备工序，才能得到光滑无痕的金相磨面。
从非常粗糙的表面到光滑无痕的磨面，必须经过磨光与抛光，在磨光与机械抛光过程中的一个共同问题就是磨料的选择。
磨料选择适当与否，对制备好金相试样是很重要的。
磨光的目的是为了消除取样时产生的形变层，是使检验面初步得到一个平整光滑的磨面，为试样的抛光准备好条件．为此磨光分粗磨与细磨二步。
一、粗磨
对于由手锯、砂轮切片或锤击所得到的金相试样，不但表面极为粗糙并且也不平整，要把作显微观察的一面，先进行平整手续，要磨成合适的外形。
对于各种软硬不同的材料，选择的磨料也各不相同。
一般钢材试样用砂轮来整平是最常用的方法。
砂轮粒度一般为100＃（颗粒尺寸约125～150um）。
粗磨时，要在砂轮的侧面进行磨制，首先要将试样握紧，把需要检验的面和砂轮的侧面基本保持平行，然后缓慢地将式样从砂轮的中心靠近接触砂轮，这是因为砂轮的中心转速较边缘缓慢，试样不易被打出，然后均匀地对试样施加一定压力，将试样沿砂轮径向往复地缓慢移动，以免砂轮侧面被磨成凹槽和凸起，使以后的金相试样难以磨平。
在砂轮机上进行粗磨，很容易产生大量的热，以致使试样内的组织发生变化，特别对热处理过的试样，极易发生组织转变。
所以在粗磨时，必须保证试样不致发热。
在砂轮上磨制的试样要经常放入冷水中，使之充分冷却，以保证试样不应发热而发生组织变化。
在试样与砂轮接触粗磨过程中，施加压力不易过大，压力过大会使砂轮碎裂分出，产生极大的危险。
对试样磨面讲接触压力过大，不但在试样表面形成极深的磨痕，而且对精磨与抛光增加困难。
还有磨制金相试样用的砂轮不宜过于细密，过密的砂轮，磨下的切屑微粒容易嵌入砂轮微孔而使砂轮变钝，增加试样与砂轮间的摩擦力，从而产生了过多的热量，导致试样检验面的组织发生变化。
在砂轮粗磨时，要注意需要观察边缘的试样一定要保留好边缘，不观察边缘的试样将棱角，尖角、飞边等在砂轮上全部磨掉倒角，以免在下道工序进行时，将砂纸、抛光布划破，使试样飞出而出事故，以上是在砂轮上粗磨时必须引起注意的。
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