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正文:

2.2 取樣
所謂取樣就是在材料上，以適當(dāng)?shù)姆椒ㄈ∠掠?a title="金相" target="_blank" class="sitelink">金相觀察的小試
片，由于后續(xù)的試片準(zhǔn)備過程是相當(dāng)耗時及昂貴的，因此在取樣時就
必頇考慮到試片的數(shù)量、位置及方向，以及觀察到的金相組織能反應(yīng)
出欲獲知的材料特性。一般材料的組織都是非均性(heterogennous)，
因此隨機(jī)性在大塊體積材料取下的試片并不能代表其整體條件。試片
的數(shù)量及位置通常要配合統(tǒng)計學(xué)的觀點，用于重要零件的材料檢驗，
其試片數(shù)量必然較一般品管檢查或?qū)嶒炇已芯抗ぷ鞫嗌显S多，至于位
置與觀察方向的選擇，必頇根據(jù)實驗者的研究目的與用途而定，但通
常不外乎是為了顯示均勻的材料組織、材料組織內(nèi)部的某種特徵或是
材料缺陷，不同的材料製作或加工方式在取樣上皆有其特定的考慮因
素。
其取樣方法有下列五種：
1. 破斷法
對于淬火狀態(tài)的高硬度麻田散鐵鋼，在取樣切斷的過程中會因而受熱
而改變其顯微組織，此時可利用破斷法將試片敲斷，直接面作為金相
試片的觀察面，避免受熱影響，工具鋼常利用這種方法來獲得一個無
塑性變形層的金相表層。當(dāng)材料的延性稍高時，可將其在液態(tài)氮中冷
卻后再予以破斷，除了脆性鋼材外，陶瓷材料也常利用這種方法。
2. 剪斷法
剪斷法通常是用在低碳鋼板或其他軟質(zhì)薄板材料上，在剪斷過程中只
有少數(shù)熱量產(chǎn)生，但剪斷面附近會殘留一些塑性、變形層，進(jìn)行下一
步驟試片處理時必頇將其磨除，剪斷法是極為簡單且速度快的取樣方
法，但是它不適用于會有機(jī)械雙晶出現(xiàn)的非鐵材料或厚板材料。
3. 鋸斷法
這是早期金相實驗室常用的方法，至今仍在使用，通常材料硬度在
350HB 以下才建議使用。使用鋸斷法會有熱及變形層產(chǎn)生，這是不可
避免的，可加入冷卻液改善之。由于鋸斷法的斷面凹擊不齊，在后續(xù)
研磨過程中要耗費相當(dāng)時間將它處理掉，目前只有手鋸較常用而且只
限于形狀複雜無法夾持的試件之取樣工作或是利用自動鋸床來處理
大型的物件。
4. 砂輪切割法
砂輪切割機(jī)是目前金相取樣工作最被常使用的工具，它操作時間短，
可以切割大部份材料，而且有一個平整的切割面，有利于后續(xù)的研磨
過程。砂輪切割片分為兩大類，一為消耗性，另一為非消耗性，一般
常用的為消耗性砂輪片。它是由研磨顆粒和結(jié)合劑所組成，碳化硅顆
粒適合一般非鐵材料，而氧化鋁顆粒則適合鋼鐵材料，絡(luò)、鎳等。依
結(jié)合劑種類亦可將砂輪片分成兩類，使用樹脂結(jié)合劑稱為乾式，它不
具彈性。研磨顆粒易剝落，速度快。適合做軟質(zhì)材料的乾式切割；使
用橡膠為結(jié)合劑稱為濕式，它必頇在有冷卻水供應(yīng)下切割。適合金相
試片取樣工作，這種切割片在切割過程中有燒焦的異味產(chǎn)生，因此切
割機(jī)必頇安置在有抽風(fēng)機(jī)的地方，由于橡膠結(jié)合劑置久會變質(zhì)，砂輪
片有一定的使用年限，通常是一至一年半。在砂輪片是都會有製造日
期的標(biāo)示，平時保存的砂輪片要選擇一個乾燥的環(huán)境。平坦擺置，不
要大量儲存。
由于砂輪切割的原理是利用研磨顆粒與金屬材料間的磨耗作用，快遠(yuǎn)
刮下金屬細(xì)屑并將期帶走。因此顆粒間的結(jié)合力會影響其切割特性。
消耗性砂輪使其顆粒結(jié)合力程度可分為軟質(zhì)或硬質(zhì)，軟質(zhì)砂輪片的孔
隙度大，顆粒易脫落，它消耗功率高，是合作硬質(zhì)材料的切割；硬質(zhì)
砂輪片顆粒較為致密。適合切割軟質(zhì)材料。這種砂輪片在低速運轉(zhuǎn)時
容易崩裂，使用時必頇注意轉(zhuǎn)速的控制，一個良好的切割條件就是磨
耗速率能和被切割材料的硬度相配合，硬度越高，相對應(yīng)提高其磨耗
速率。圖 2-1 為砂輪切割機(jī)。
砂輪片除了以上提到的不同種類外，它還具備不同的直徑與厚度規(guī)格，
金相試片切割機(jī)常用的是 12 英吋直徑規(guī)格的砂輪。對于砂輪片適合
生產(chǎn)性工作。無法得到平滑細(xì)緻的切割面。
鑽石切割片是將鑽石顆粒能力附著在金屬片的外為刃口上。在切割過
程中鑽石顆粒并不會被消耗掉，屬于非消耗的刀片，礦物、石英。玻
璃及陶瓷材料常使用這類刀片在高轉(zhuǎn)速下切割，金屬材料為了獲得無
幾應(yīng)變層的表面，也可利用此類刀片慢速切割，圖 2-2 為慢速鑽石切
割機(jī)。它是製造供穿透式電子顯微鏡觀察用試片不可或缺的設(shè)備，在
金相準(zhǔn)備室中也常被用來做為小型試片的取樣。

出自http://www.bjsgyq.com/北京顯微鏡百科