金相学 | 色彩与相衬度分析－微观结构对比分析（上）
时间：2024-01-02 阅读：376
显微组织形貌的检测在材料科学和失效分析中起着决定性的作用。在光学显微镜中有许多可能使材料的真实结构可视化。本文中显示的图像示例演示了使用的这些技术的信息及潜力。
第一步通常需要制作一个经过抛光的金相试样。但是，真正的微观结构制备，只能在试样表面洁净且无形变的情况下方可完成。试样制作后，通常需要立刻放入酸性、碱性溶液或盐溶液中进行腐蚀，以获得微观结构。这会腐蚀晶界或使晶粒变粗糙，而导致相界在明场变暗。
如果上述技术手段不足以完成全部检测，腐蚀结果无法满足标准要求，或者材料具有耐腐蚀性，那么，还可以使用着色腐蚀或其他光镜技术手段，例如，偏光、暗场或微分相衬等观察方法。通常情况下，将着色腐蚀和光学相衬这两种观察方法结合使用，能够获得最佳检测结果。针对铜合金试样的相同细节图片展示不同种类的成像技术（图 1-6）。
图 4–6（从左到右）：偏光中铜合金的面心立方晶格以及不同角度的图像。
图 7 - 12 显示了对比不同材料微观结构组成的不同方式。此处采用的着色腐蚀技术，会在晶粒或混合晶体区域上产生厚度不同的硫酸层。
该横截面将在 Klemm (K) 或 Beraha (B) 腐蚀剂中予以腐蚀，所述腐蚀剂是基于亚硫酸钾的着色侵蚀剂。Günter Petzow 和 Veronika Carle 于 2006 年通过 Borntraeger 出版的“Metallographisches, keramographisches, plastographisches Ätzen"一书中给出了上述组分。在图 7 和 8 中，钢的铁素体已经着色，同时，碳化铁仍保持白色，以获得碳化物沉淀的清晰对比度。图 9 和 10 展示了奥氏体钢的焊接层。图像不仅突出了铸态组织，还突出了偏析和高热影响区。图 11 还显示了由于初熔造成的锡青铜试样出现偏析的现象。图 12 很好地展示了多大程度的腐蚀才能使亚晶粒结构清晰可见。
图 7–9（从左到右）：不同晶粒或混合晶体区域的着色腐蚀以及不同厚度的硫酸层
图 10–12（从左到右）：不同晶粒或混合晶体区域的着色腐蚀以及不同厚度的硫酸层
通过对显微镜下的腐蚀试样进行光学偏振处理，常常能够增强色彩对比度，并促进特定微观结构的构成。在图 13 - 18 中，利用上述方法突出了不同的变形机制（主要在半成品或部件中催生），随后，还将突出显示材料微观结构中的特定变形结构。
图 13–15（从左到右）：带/不带着色腐蚀的偏光
