摘 要：在實(shí)際的金相檢驗(yàn)工作中，通常會(huì)采取電解法，將電流通入電解質(zhì)中，通過發(fā)生反應(yīng)對(duì)金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更好的認(rèn)識(shí)，與機(jī)械制樣方法相比，該方法首先可以避免拋光時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)，其次速度快，消耗時(shí)間少，而且能夠節(jié)約材料，工作效率大大提高，能取得更好的制樣效果，應(yīng)用越來越廣泛。本文對(duì)其在金相檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

　　關(guān)鍵詞：管理科學(xué),不銹鋼金相檢驗(yàn),電解制樣,應(yīng)用分析

　　引言

　　金相指的是金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理或化學(xué)狀態(tài)，反映金相的具體形態(tài)叫做金相組織，主要包括馬氏體、鐵素體、奧氏體等。在制備金相試樣時(shí)，主要采取的方法有手工法、機(jī)械法以及電解法等。人工法現(xiàn)在已很少用，機(jī)械法因?yàn)樾枰�進(jìn)行拋光，往往會(huì)在磨光面上出現(xiàn)一些雜質(zhì)，而且需要多次拋光，浪費(fèi)大量時(shí)間。電解法是當(dāng)前較為常見的一種制樣方法，在有色金屬及耐熱不銹鋼等制樣中較為適用，在較短的時(shí)間內(nèi)就能完成制樣工作，減輕了勞動(dòng)量，提高了工作效率，值得推廣應(yīng)用。

　　1 金相技術(shù)及制備

　　金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)成分決定著其性能，為判斷金屬的性能，經(jīng)常要對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是金相。金相分析檢驗(yàn)通過對(duì)金屬性能的判定，對(duì)零件生產(chǎn)工藝做進(jìn)一步的完善，從而能找出零件缺陷的原因。金相檢驗(yàn)對(duì)金屬行業(yè)及各種金屬產(chǎn)品的制作意義重大，在檢驗(yàn)過程中，首先要遵循規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，及制備試樣，一旦試樣工作出現(xiàn)失誤，極有可能會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論，因此應(yīng)重視試驗(yàn)制備的作用。在試樣中，經(jīng)常要依次進(jìn)過取樣、鑲嵌、標(biāo)記、磨光以及拋光、浸蝕等程序，在此以電解法為例，對(duì)整個(gè)檢驗(yàn)過程做了簡(jiǎn)要分析。

　　2 電解制樣試驗(yàn)

　　試驗(yàn)材料主要有A(馬氏體不銹鋼)、B(鐵素體不銹鋼)、C(奧氏體不銹鋼)三種不銹鋼材料。在每一種材料上進(jìn)行切割，得到小塊的試樣，并用專用的金相砂紙預(yù)磨檢驗(yàn)面。這次試驗(yàn)采取的是電解法，設(shè)備是集拋光、腐蝕于一體的電解拋光儀，能夠自動(dòng)將電流、電壓等等電解參數(shù)自動(dòng)顯示出來。電解液多使用電磁泵作為驅(qū)動(dòng)。關(guān)于其電解參數(shù)，必須保證其符合要求，主要有如下幾種：工作電壓在150V以內(nèi)，輸入電壓為220V;正常使用的電流在0-6A，輸出的直流電流在0-10A之間;電磁泵的轉(zhuǎn)速保持在0-750r/min，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，磁泵的兩極磁感應(yīng)的強(qiáng)度在0.08T以上;電磁泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率通常為30W，電壓為12V;進(jìn)行拋光時(shí)，要注意拋光面積，最大面積不超過5cm2，時(shí)間在1-999s內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況而定;為了能夠在更多的材料中使用，通常會(huì)在陰極配備有銅鋁及不銹鋼等材料，三者可以互換使用。圖1所表示的是電壓與電流密度在拋光、腐蝕中的最佳狀態(tài)。

　　基礎(chǔ)工作做好后，連接電源，拋光儀的穩(wěn)壓器和攪拌器開始工作，首先利用金相砂紙對(duì)試驗(yàn)面浸入到電解液中，電解液主要包含蒸餾水、酒精、高氯酸及乙醇等物質(zhì)，同時(shí)利用陰極上的條形磁鋼價(jià)格試樣壓住，對(duì)穩(wěn)壓器的電力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直到拋光工作結(jié)束，取出試樣，其檢驗(yàn)面多呈銀灰色。然后將其放入腐蝕液進(jìn)行電解腐蝕，C材料在此溶液中進(jìn)行檢驗(yàn)，A、B兩種材料在適宜采取化學(xué)腐蝕腐法進(jìn)行。最后用水沖洗試樣，進(jìn)行吹干，在專門的設(shè)備下仔細(xì)觀察。

　　3 影響電解制樣的因素

　　從上面的試驗(yàn)結(jié)果中，可對(duì)電解制樣有更深一步的認(rèn)識(shí)，與電解質(zhì)量密切相關(guān)的主要有以下因素。

　　3.1 電解的電壓影響

　　如果電解液是磷酸或高氯酸等成分，在拋光過程中，應(yīng)選擇圖1中的CD段作為最適合的電壓。如果電壓過高，在電解時(shí)會(huì)擊破試樣表面的薄膜，以至于有腐蝕坑出現(xiàn)。如果是鐵基材料，在選擇拋光電壓時(shí)盡量選擇25-40V的電壓，電解腐蝕電壓以0.2-10V為佳，即圖1中的AB段。

　　3.2 電解拋光液

　　電解拋光液有很多種，且效果也有很大差異，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，拋光質(zhì)量要有保證，同時(shí)還要重視其通用性，盡量對(duì)多種材料都能適用。經(jīng)過大量試驗(yàn)可知，在拋光液中含有10%的草酸水溶液時(shí)，對(duì)C種不銹鋼的變形帶及晶粒等參數(shù)能夠很好的顯示。

　　3.3 泵速及拋光時(shí)間

　　電解過程中，在磁力泵的驅(qū)動(dòng)下，電解液通過陰極管濺到試樣表面，所以磁力泵的速度應(yīng)保持適中，若太快的話，很容易對(duì)試樣表面形成沖刷，加大壓力，出現(xiàn)腐蝕不均的情況，甚至表面會(huì)有波紋產(chǎn)生，泵速以400-500r/min為佳。拋光時(shí)間要結(jié)合磨面的粗糙程度、材料類別以及對(duì)結(jié)果的要求做綜合考慮，一般只需十幾秒，在電壓充足的情況下，如果表面起始很好，則效率快，時(shí)間就短。此外，為了保持拋光面浸蝕的均勻度，試樣拋光盤應(yīng)當(dāng)水平放置。

　　4 電解制樣過程中的問題及解決措施

　　4.1 氧化膜

　　由于在攪拌電解液時(shí)不到位，或者電解時(shí)的電壓不符合要求等原因，試樣表面會(huì)形成一種黑色無光澤的薄膜，即氧化膜，對(duì)電解效果有一定程度的影響。解決方法很簡(jiǎn)單，將電壓調(diào)至要求范圍內(nèi)即可，也可通過加強(qiáng)攪拌工作來實(shí)現(xiàn)。

　　4.2 腐蝕坑

　　引起腐蝕坑的出現(xiàn)的原因有很多，如電壓過高，電解液時(shí)間較久、性能下降，再加上電解時(shí)間太長(zhǎng)，很容易導(dǎo)致試樣檢驗(yàn)面出現(xiàn)許多麻點(diǎn)，即是腐蝕坑，腐蝕坑極小，只能借助專業(yè)的觀察設(shè)備進(jìn)行觀察。腐蝕坑對(duì)檢驗(yàn)工作會(huì)產(chǎn)生一定的副作用，從而影響電解制樣的質(zhì)量，解決這些問題，可采取適當(dāng)降低電壓，減少電解時(shí)間以及更換電解液等方法。

　　4.3 過腐蝕

　　在電解過程中，如果電解的電壓或電流密度過大，而且電解時(shí)間較長(zhǎng)，極有可能對(duì)試樣顯微組織造成過腐蝕，影響到檢驗(yàn)效果。因此，在電解時(shí)，務(wù)必要對(duì)這些問題加以重視，對(duì)電解時(shí)間、電壓電流等都有所調(diào)整，保證各項(xiàng)參數(shù)都符合要求標(biāo)準(zhǔn)。

　　4.4 其他注意事項(xiàng)

　　從當(dāng)前的水平來看，電解制樣在其他非金屬夾雜物的試樣制備中還缺乏應(yīng)用，可能是電位差的影響，因?yàn)榻饘倩�體和夾雜物間的電位差通常比較大，在電解過程中，兩者交界處很容易有強(qiáng)烈的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)，以至于形成腐蝕坑，難以對(duì)夾雜物進(jìn)行明確的評(píng)級(jí)。而對(duì)不銹鋼材料進(jìn)行電解時(shí)，電流多集中于試樣邊緣及棱角等部位，導(dǎo)致此處會(huì)發(fā)生劇烈的金屬腐蝕，以至于試樣邊緣常會(huì)出現(xiàn)倒角。另外，若不使用夾具，直接用機(jī)械對(duì)試樣進(jìn)行磨制，在試樣邊緣也會(huì)產(chǎn)生倒角，如果電解制樣能夠正常進(jìn)行，即便出現(xiàn)些微的倒角，也不影響顯微組織的檢驗(yàn)工作。關(guān)于夾具，應(yīng)避免與電解液直接接觸，若受條件限制，不得不接觸時(shí)，可選擇銅等惰性較大的夾具材料，這樣可有效防止選擇性腐蝕。

　　5 結(jié)束語

　　電解制樣在不銹鋼金相檢驗(yàn)中得到了良好的應(yīng)用，但還處于初步階段，目前也有很多問題值得進(jìn)一步解決，因此，應(yīng)對(duì)該技術(shù)不斷進(jìn)行改善，將其廣泛普及。

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