耐博 | 金相样品制作方法及常见金属腐蚀剂

2026-04-21

金相分析是金属材料研究、质量检测及失效分析的核心手段，而清晰呈现金相组织则是分析工作的前提。在金相观察中，一个关键前提的是：金相组织间的反射能力差别必须达到10%以上，才能反射不同强度的光线，从而被清晰观察识别。但实际操作中，经过抛光处理的金相试样表面，入射光线会几乎均匀反射，导致金相组织被“掩盖”，无法直接区分。

为解决这一问题，让金相组织形成明显反差、清晰显现，就需要对抛光后的试样进行针对性的金相处理。耐博结合多年金相设备研发与实操经验，整理了常用的金相样品处理方法及常见金属腐蚀剂，助力相关从业者高效完成试样制备，精准开展金相分析工作。常用的金相处理方法主要包括以下几类：

化学侵蚀

8CrNiMo7-6钢，Beraha's 10/3浸蚀图片来源：网络公开资料

纯金属及单相合金的化学浸蚀是一个化学溶解的过程。由于晶界上原子排列不规则，具有较高自由能，所以晶界易受腐蚀而呈凹沟，使组织显示出来，在显微镜下可以看到多边形的晶粒。若腐蚀较深，则由于各晶粒位向不同，不同的晶面溶解速率不同，腐蚀后的显微平面与原磨面的角度不同，在垂直光线照射下，反射进入物镜的光线不同，可看到明暗不同的晶粒。

镁铝合金化学腐蚀

多相合金的化学浸蚀，在腐蚀过程中腐蚀剂对各个相有不同程度的溶解。必须适用合适的腐蚀剂，如果一种腐蚀剂不能将全部组织显示出来，就应采取两种或更多的腐蚀剂依次腐蚀，使之逐渐显示出各相组织，这种方法也叫选择腐蚀法。另一种方法是薄膜染色法。此法是利用腐蚀剂与磨面上各相发生化学反应，形成一层厚薄不均的膜（或反应沉淀物），在白光的照射下，由于光的干涉使各相呈现不同的色彩，从而达到辨认各相的目的。

电解侵蚀

409不锈钢，草酸电解腐蚀

化学浸蚀是无外电源作用的，而电解浸蚀则是将抛光试样浸入合适的化学试剂的溶液中（电解浸蚀剂），通过较小的直流电进行浸蚀。电解浸蚀工作电压和工作电流通常较小，工作电压一般在2~6V之间，工作电流约0.05~0.3A/cm2。电解浸蚀主要用于化学稳定性较高的合金，如不锈钢，耐热钢，镍基合金等，这些合金用化学浸蚀很难得到清晰的组织。

稳定电势浸蚀：

电解浸蚀的一种改良方法称为稳定电势浸蚀。通常电解质中浓度变化而有不同电流负荷，致使试样电势经常变化，用电势稳定器使电势保持不变，就可以得到其它浸蚀方法所不能得到的清晰的反差。

恒电位蚀刻沉积法首先要确定某种金属在某一电解液中的极化曲线，根据极化曲线选取合适的蚀刻电位，然后根据合金中各相的成膜速率不同，利用恒电位仪使该金属在这一外加恒电位作用下完成全部的蚀刻沉积过程。因为各相晶格能不同，在一定电位下成膜速度不同，膜厚不同，因而出现了不同干涉色。

热腐蚀

退火纯钛热腐蚀后的晶粒组织

热腐蚀是将经打磨而不镶嵌的试样在炉子中加热腐蚀的方法，该方法对陶瓷材料的组织显示有很好地效果。热蚀的温度视材料本身的热处理制度而定，一般情况下温度应高到使晶界和表面扩散所需要的浸蚀过程能得以充分发生为宜。对于多数材料来说，合适的温度是在烧结温度以下100~250 ℃范围内。某些材料在热蚀过程中，也可发生沉淀和相变反应，还有玻璃相会熔化，甚至晶界相会蒸发。

金属腐蚀剂

铁和钢