金相顯微鏡在鋼材檢測(cè)中的應(yīng)用探析

宦棟梁 毛福寶

摘 要：現(xiàn)階段，鋼材檢測(cè)的過程中金相顯微鏡的應(yīng)用范圍極其廣泛，隨著科技水平的不斷提升，金相顯微鏡的功能也在不斷增加，其應(yīng)用過程中體現(xiàn)了操作性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)便等諸多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也大大提高了檢測(cè)效率，減少了檢測(cè)環(huán)節(jié)耗時(shí)，為高效準(zhǔn)確可靠地提供鋼材檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而保證所使用的鋼材質(zhì)量和保障工程質(zhì)量發(fā)揮了積極的作用。本文主要分析了金相顯微鏡在鋼材檢測(cè)中的應(yīng)用相關(guān)問題，并提出了相應(yīng)的見解與思考，希望可為鋼材檢測(cè)人員帶來借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：金相顯微鏡；鋼材檢測(cè)；應(yīng)用

現(xiàn)階段我國(guó)建筑事業(yè)迅猛發(fā)展，而工程建筑過程中的鋼材可謂是極其重要的施工材料，若想保證工程施工質(zhì)量，就必須在鋼材進(jìn)場(chǎng)前實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)，確保鋼材的質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)。鋼材檢測(cè)過程中金相顯微鏡的應(yīng)用相對(duì)廣泛，它的應(yīng)用可大大提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，還能使檢測(cè)過程更加便捷、高效，最后為施工單位提供完整、有效的鋼材檢測(cè)報(bào)告，以供借鑒與參考。接下來筆者首先針對(duì)金相顯微鏡的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

一、金相顯微鏡組成結(jié)構(gòu)

在對(duì)鋼材進(jìn)行質(zhì)檢的過程中，通常都會(huì)運(yùn)用金相顯微鏡，值得一提的是，金相顯微鏡主要由三個(gè)部分構(gòu)成，分別為：機(jī)械系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)由光源、反光鏡、物鏡組、目鏡及多組聚光鏡組成。照明系統(tǒng)由安裝在底座上的低壓燈泡、聚光鏡、反光鏡孔徑光闌和安裝在支架上的視場(chǎng)光欄等組成。機(jī)械系統(tǒng)由載物臺(tái)、物鏡轉(zhuǎn)換器、目鏡筒、粗調(diào)和微調(diào)手輪、視場(chǎng)光闌和孔徑光闌組成。隨著材料的不斷更新，以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，現(xiàn)階段已有新型金相顯微鏡，為其增加了圖像處理以及高清抓拍等各項(xiàng)新功能，應(yīng)用價(jià)值更加顯著，不過就顯微鏡成像原理而言變化甚微?；诖?，筆者針對(duì)金相顯微鏡在鋼材檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

二、鋼材檢測(cè)中金相顯微鏡的應(yīng)用

在對(duì)鋼材進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)的過程中，金相顯微鏡的作用主要是確定鋼材的微觀組織形貌，即運(yùn)用金相顯微鏡對(duì)經(jīng)過必要的熱處理后以及加工后的鋼材組織進(jìn)行分析，進(jìn)而明確鋼材質(zhì)量等級(jí)。這一過程中將會(huì)得出鋼材在硫化物以及氧化物等環(huán)境中的金屬顆粒度大小以及分布情況等相關(guān)數(shù)據(jù)，以下為鋼材組織及相的研究。

（一）研究鋼材組織與相

在鋼材檢測(cè)的過程中，要求檢測(cè)人員首先對(duì)鋼材樣品做浸蝕處理，而后再借助金相顯微鏡對(duì)鋼材的亞纖維組織情況全面觀測(cè)。通常情況下，由于晶界的成分原因與結(jié)構(gòu)問題，晶界處耐腐蝕能力差，容易產(chǎn)生凹凸，使得晶界處產(chǎn)生漫反射，光線無法有效進(jìn)入物鏡內(nèi)被觀察到，所以呈現(xiàn)為黑色。所謂的鋼材組織結(jié)構(gòu)指的就是被晶界所分割的部分。檢測(cè)過程中，可借助金相顯微鏡，對(duì)鋼材實(shí)施定性分析，其中所涉及的內(nèi)容有：非金屬雜質(zhì)、鋼材的組織形貌以及晶粒大小等，而后再進(jìn)一步明確鋼材在硫化物與氧化物環(huán)境下的分布情況。在此基礎(chǔ)上，確定鋼材的化學(xué)成分，最后再對(duì)加工處理后的鋼材顯微組織進(jìn)行分析，確定鋼材質(zhì)量等級(jí)。

在鋼材質(zhì)量檢測(cè)過程中，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合檢測(cè)結(jié)果即實(shí)際顯示形態(tài)，對(duì)鋼材品質(zhì)進(jìn)行分析。通常情況下，石墨會(huì)呈現(xiàn)出黑色團(tuán)絮狀、鍛鑄鐵則為退火態(tài)。值得一提的是，石墨外形相對(duì)規(guī)則。而鍛鑄鐵未經(jīng)浸蝕處理其基體為白色。在鋼材檢測(cè)的過程中所抽取的樣品大多為白口鑄鐵生胚。而退火態(tài)的石墨經(jīng)過處理后，將會(huì)顯現(xiàn)黑色片狀形態(tài)，如若未對(duì)其作浸蝕處理，那么其基體同樣呈白色狀。石墨的呈現(xiàn)形態(tài)為片狀、分散布置，彼此間不存在關(guān)聯(lián)性。但是片狀的石墨其長(zhǎng)度則會(huì)體現(xiàn)一定的差異，性能也會(huì)有所不同。

（二）偏光顯微鏡相差分析

在對(duì)鋼材進(jìn)行質(zhì)檢的過程中，需要首先明確鋼材的組織形態(tài)，借助金相顯微鏡獲取準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。在檢測(cè)過程中很多時(shí)候會(huì)接觸與鋼材組織相近的組織，兩種組織同時(shí)進(jìn)入到金相顯微鏡的入射光波范圍，再進(jìn)一步反射，而后發(fā)現(xiàn)兩種組織的反射光性能大體一致，但是它的周向相對(duì)較差。如若想通過肉眼對(duì)這兩種組織形態(tài)進(jìn)行分辨，那么將極具難度，同時(shí)也容易受外界環(huán)境的影響。針對(duì)以上情況，檢測(cè)人員可有效利用相板與環(huán)形光光欄，再將光線全面射入，對(duì)光線波長(zhǎng)予以記錄，這一過程中容易產(chǎn)生正負(fù)相差，此數(shù)值主要是將周相差的光轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度差的光，這樣可大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度，不僅如此，檢查過程中也會(huì)減少外界干擾，大大提高辨識(shí)能力。

（三）鋼材雜質(zhì)

在利用金相顯微鏡對(duì)鋼材進(jìn)行檢測(cè)的過程中，需要對(duì)鋼材的雜質(zhì)進(jìn)行分析，分析時(shí)常運(yùn)用定量分析法，對(duì)雜質(zhì)的分布情況、顏色、大小及形態(tài)等仔細(xì)、認(rèn)真觀察，通過明視場(chǎng)達(dá)到以上目的。接下來則會(huì)利用暗視場(chǎng)進(jìn)一步觀察鋼材雜質(zhì)的透明度以及色彩飽和度。在此之后，還需對(duì)雜質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，進(jìn)一步判定雜質(zhì)種類。通常情況下，硫化亞鐵會(huì)呈現(xiàn)沿晶界的分布狀態(tài)、而氫氧化錳以及氧化鋁會(huì)呈現(xiàn)串狀形態(tài)，硅酸鹽則會(huì)呈現(xiàn)孤立的分布形態(tài)。而后再對(duì)鋼材雜質(zhì)的分布形態(tài)進(jìn)行分析，進(jìn)而判斷雜質(zhì)類型。

三、結(jié)束語

綜上所述，本文主要針對(duì)金相顯微鏡在鋼材檢測(cè)中的應(yīng)用相關(guān)問題進(jìn)行分析，首先闡述了金相顯微鏡的結(jié)構(gòu)，而后探討了鋼材檢測(cè)中金相顯微鏡的應(yīng)用方式及要點(diǎn)，希望可為有關(guān)的檢查人員帶來借鑒與參考，盡可能保證鋼材檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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