金相显微试样的制备.docx

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金相显微试样的制备

金相显微试样的制备

一、绪论

二、金相试样制备步骤

三、镶样

四、磨光

五、抛光

六、金相试样的腐蚀

绪论：

显微分析是研究金属内部组织的最重要的方法。

在金相学的发展历史中，绝大部分研究工作是借助于光学显微镜完成的。

试样制备工作包括许多技巧，需要有长期的实践经验才能较好地掌握；同时它也比较费时和单调，往往使人感到厌烦。

金相显微镜的使用之所以比生物显微镜晚二百年，其原因就是由于长期没有解决好试样制备问题。

由于研究材料各异，金相显微制样的方法是多种多样，其程序通常可分为取样、镶样、磨光、机械抛光（或电解概抛光、化学抛光）、腐蚀等几个主要工序，无论哪一个工序操作不当，都会影响最终效果，不适当的操作可能形成“伪组织”导致错误的分析。

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一．金相试样制备步骤：

1．1．1取样

1．纵向取样纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向进行取样。

主要检验内容为：

非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。

2．横向取样横向取样是只垂直于钢材锻扎方向取样。

主要检验内容为：

金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。

3．缺陷或失效分析取样  截取缺陷分析的试样，应包括零件的缺陷部分在内。

取样时应注意不能使缺陷在磨制时被损伤甚至消失。

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1．1．2试样尺寸

金相试样的大小以便于握持、易于磨制为准。

通常显微试样为直径15mm、高15~20mm的圆柱体或边长为15~25mm的立方体。

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1．1．3试样的切割

试样可用手锯、砂轮切割机、剪切、锯、刨、车、铣等截取。

硬而脆的金属可以用锤击法取样。

不论用哪种方法切割，均应注意不能使试样由于变形或过热导致组织发生变化。

对于使用高温切割的试样，必须除去热影响部分。

二.镶样

对于形状特殊或尺寸细小不易握持的试样，要进行镶嵌或机械夹持

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一般情况下，如果试样大小合适，则不需要镶样，但试样尺寸过小或形状极不规则者，如带、丝、片、管，制备试样十分困难，就必须把试样镶嵌起来。

镶嵌分冷镶嵌和热镶嵌二种。

目前一般多采用塑料镶嵌。

镶嵌材料有热凝性塑料（如胶木粉）、热塑性塑料（如聚氯乙烯）、冷凝性塑料（环氧树脂加固化剂）及医用牙托粉加牙托水等。

牙托水镶嵌法，这种方法操作方便。

室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状（不能太稀），将欲镶嵌的细小试样放置在一块平整的玻璃上，用合适的金属圈或塑料圈套在试样外面，室温下将牙托粉加适量的牙托水调成糊状（不能太稀），并迅速注入金属圈或塑料圈内待30分钟后即固化，目前这样方法完全可取代低熔点合金镶嵌法。

三.磨光磨光分为粗磨与精磨

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（1）粗磨的目的是为整平试样，并磨成合适的形状。

金相试样的磨光除了要使表面光滑平整外，更重要的是应尽可能减少表层损伤。

每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层（至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序产生的变形层深度），而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去；同时，该道工序本身应做到尽可能减少损伤，以便于进行下一道工序。

最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅，保证能在下一道抛光

（2）精磨

精磨的目的是消除粗磨时留下的较深的磨痕，为下一步抛光打好基础。

精磨通常是在砂纸上进行，砂纸分水砂纸和金相砂纸。

通常水砂纸为SiC磨料不溶于水，金相砂纸的磨料有人造刚玉、碳化硅、氧化铁等，性均极硬，呈多边棱角，具有良好的切削性能，精磨时可用水作润滑剂进行手工湿磨或机械湿磨，通常使用粒度为240、320、400、600四种水砂纸进行磨光后即可进行抛光，对于较软金属，应用更细的金相砂纸磨光后再抛光。

不可以换砂纸  

可以换砂纸[/center][center]

对于有一定数量的试样，精磨可用手工采用机械磨制进行。

将不同粒度的砂纸分别置于边缘略有突起的电动转盘上，则随着转盘转动，可进行机械磨，磨光效率能进一步提高

四．抛光

抛光的目的是要尽快把磨光留下的细微磨痕成为光亮无痕的镜面，金相试样的抛光基本分为机械抛光、化学抛光、电解抛光三类。

1、机械抛光

抛光的目的就是要尽快反磨光工序留下的变形层除去，并使抛光产生的变形层不影响显微组织的观察。

在机械抛光中抛光盘由电动机带动，上面铺以抛光布。

粗抛采用帆布呢或粗呢，精抛用绒布、细呢或丝绸。

抛光液为在水中加入粒度为0.3-1.0微米的AL2O3悬浮液，配比为5-10克/升。

对于一些高硬度样品，采用金刚石石膏作为抛光剂。

抛光时间不宜过长，以磨痕全部消除呈镜面即可停止，清洗干燥后备用。

抛光样品可以进行如夹杂物、疏松等项目的观察，其余项目需进行腐蚀，以便观察相关的组织。

抛光操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生的损伤层，同时要使抛光产生的变形层不致影响最终观察到的组织，即不会产生假象。

以往，粗抛常用的磨料是粒度为10~20μm的α-Al2O3、Cr2O3或Fe2O3，加水配成悬浮液使用。

目前，人造金刚石磨料已逐渐取代了氧化铝等磨料，因其具有以下优点：

1）与氧化铝等相比，粒度小得多的金刚石磨粒，抛光速率要大得多，例如4~8μm金刚石磨粒的抛光速率与10~20μm氧化铝或碳化硅的抛光速率相近；2）表面变形层较浅；3）抛光质量最好。

2、电解抛光

机械抛光时，试样表面要产生变形层，影响金相组织显示的真实性。

电解抛光可以避免上述问题，因为电解抛光纯系电化学的溶解过程，没有机械力的作用，不引起金属的表面变形。

对于硬度低的单相合金以及一般机械抛光难于做到的铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、不锈钢等宜采用此法。

此外，电解抛光对试样磨光程度要求低（一般用800号水砂纸磨平即可），速度快，效率高。

但是电解抛光对于材料化学成分的不均匀性，显微偏析特别敏感，非金属夹杂物处会被剧烈地腐蚀，因此电解抛光不适用于偏析严重的金属材料及作夹杂物检验的金相试样。

3、化学抛光

化学抛光是靠化学溶解作用得到光滑的抛光表面。

这种方法操作简单，成本低廉，不需要特别的仪器设备，对原来试样表面的光洁度要求不高，这些优点都给金相工作者带来很大方便。

化学抛光的原理与电解抛光类似，是化学药剂对试样表面不均匀溶解的结果。

化学抛光是将试样浸在化学抛光液中，进行适当的搅动或用棉花经常擦试，经过一定时间后，就可以得到光亮的表面。

化学抛光兼有化学腐蚀的作用，能显示金相组织，抛光后可直接在显微镜下观察。

化学抛光液的成分随抛光材料的不同而不同。

一般为混合酸溶液，常用的酸类有：

正磷酸、铬酸、硫酸、醋酸、硝酸及氢酸；为了增加金属表面的活性以利于化学抛光的进行，还加入一定量的过氧化氢。

化学抛光液经使用后，溶液内金属离子增多，抛光作用减弱，需经常更换新溶液。

五．金相试样的腐蚀

试样机械抛光后，在显微镜下，只能看到光亮的磨面及夹杂物等。

要对试样的组织进行显微分析，还必须让试样经过腐蚀。

常用的腐蚀方法有化学腐蚀法和电解腐蚀法（观察非金属夹杂的金相试样，直接采用光学法，不需要作任何腐蚀）。

化学腐蚀

化学腐蚀是将抛光好的样品磨光面在化学腐蚀剂中腐蚀一定时间，从而显示出其试样的组织形貌。

化学腐蚀的方法是显示金相组织最常用的方法。

其操作方法是：

将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物，然后将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭，抛光的磨面即逐渐失去光泽；待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净，用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面，即可放在显微镜下观察。

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单相组织和双相组织的显微组织图

试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料，组织和显微分析的目的来确定，同时还应与观察者所需要的显微镜的放大率有关；高倍观察时腐蚀稍浅一些，而低倍观察则应腐蚀较深一些。

一般而言，组织越弥散越易侵蚀，淬火钢、合金元素含量高的材料、不锈钢等组织侵蚀时间宜长些。

侵蚀时间在相当程度上取决于制作经验，一般侵蚀到表面稍微发暗即可。

侵蚀好的样品应立即用水冲洗干净，干燥后即可进行金相观察。

相关问题

1.制备金相试样经常碰到一个问题：

腐蚀时，腐蚀液的使用量总是把握不好，要么少了一点，表面不是很暗，放在显微镜下视场较亮；要么就是多了，表面被腐蚀的相当暗。

答：

你的问题应该是值腐蚀的程度控制，即腐蚀的时间。

一般腐蚀可以采取两种方法，即浸泡法和搽拭法。

浸泡法腐蚀的比较均匀，适合不规则试样和较大的试样；

搽拭法可以较好的控制腐蚀程度。

另外，腐蚀程度与腐蚀液的性质相关，以轴承钢GCr15为例，采用硝酸酒精溶液腐蚀。

如果是淬火低温回火态，可以采用4%HNO3进行浸泡腐蚀，时间长一点没有关系，这种热处理状态的GCr15相对耐腐蚀；如果是调质态或球化退火态，因为比较易腐蚀，所以建议采用1-2%HNO3溶液进行搽拭法腐蚀。

总之，腐蚀由浅至深，腐蚀的浅一些没有关系，可以继续再腐蚀；腐蚀的过头了，就得重新磨抛了。

2.磨和抛光有夹杂的试样很困难，总是下来一观察，整个观察面都有夹杂了，根本就没有办法评级了，怎么解决这个问题？

问和使用的砂纸有关系吗？

和用力大小有关系没？

（这里的夹杂是指比较大的夹杂，还有就是有裂纹的试样也有这个问题。

）

答：

和使用粗砂纸没有关系,主要在后期的细磨和抛光，尤其是在抛光时,用力不应过大,否则容易出现坑点.

3.经常在腐蚀后的表面发现点状腐蚀坑（不是组织固有的），请问产生这种腐蚀坑可能由于哪些原因？

怎么预防？

谢谢！

答：

我认为是在抛光过程中出现的坑点。

【是否证明过不是组织固有的，我看是显微疏松。

】

4.抛光绒布用时间长了，毛就结在一起了，试样放上去就像放地板上一样硬。

问:

这样的绒布影响抛光效果吗？

抛光布应该多久换一次？

我拿出来在蒸馏水用超声波清洗后重新用会不会好点。

我们用的是美国标乐的布

答：

抛光绒布用时间长,会影响抛光效果的,一般抛光看见绒布硬而平就应该更换,使用新的.对于超声波清洗我没有用过,

对于美国标乐的布,我没有用过,我想你应该试试在每次用完后,及时清洗干净。

另外抛光手的压力不要太大,如果大了,绒毛就会聚集发硬,如果你是做金属分析,可以选择绒毛短的织物。

抛光结束后，绒布的清洗很重要，另外：

清洗后记得要将转盘继续转一会儿，把绒布上残留的水甩掉。

一般都是用洗涤剂清洗，配合毛刷，把绒布上的残留物除去。

5.请问如果试样尺寸较小或者形状不规则应该如何取样？

答：

要看具体情况啦,什么样的东西,怎么取合适,比如不规则的可以用手工锯来取,或者直接做现场金相.

小的试样如果可以直接上磨光机更好,如果不行,就用钻钻屑,然后镶嵌

6.对观察镀层的试样，镀层和基体硬度差别较大的，在磨样后观察发现镀层和基体不在一个平面上，特别是高倍时候。

这个问题如何解决

答：

首先要保证镀层和基体在粗加工时,保持同一个平面.如果你发现镀层和基体不在一个平面上,必须重新制备试样。

【制样时候没有问题，是磨的过程中产生的】

【是不是已经采用镶样保护了？

有一种氩离子束截面抛光设备，据说效果不错。

如果有钱，可以购置一台试试。

实在不行，上SEM上观察组织。

】

【选择合适的镶样方式，如在样品镀层一侧加一块钢铁试样或将两个样品的镀层先贴合并以502胶粘结后在镶样，可以防止软的镀层出现倒边。

】

7.想问问大家在对试样进行侵蚀以后，一般用什么方法进行清洗侵蚀的表面，有的直接擦干，有的用冷水清洗，有的用开水清洗，有的用酒精清洗，最后再用吹风机吹干，放在金相显微镜下进行观测！

我想了解一下大家多在用什么方法？

？

答：

我们的做法是:

用冷水清洗,然后再用酒精冲洗,最后用吹风机吹干。

【我们公司实验室使用的是高压气体喷嘴，风力比较大，比吹风机效果好，基本不会出现残留物。

】

8.问个外行的问题：

腐蚀是去除试样的什么东西？

原理？

答：

是利用化学试剂的溶液,借助于化学作用来显示金属的内部组织.

这个腐蚀纯粹是一个化学溶解过程,抛光面表层的原子被溶入腐蚀剂中,在这个溶解过程中晶粒与晶粒的溶解度不同,组织就被显示出来.

9.请教有关腐蚀的问题：

经常在腐蚀后的试样上有残留物，覆盖在要观测的组织上，造成伪组织，请问除了超声波清洗外，还有什么好的方法？

因为一般超声波也不能完全洗掉?

主要还是腐蚀液引起的吗？

答：

抛光后先用自来水冲洗，再用酒精冲洗，然后将样品垂直压在滤纸上，用吹风机先在样品四周吹干，再将样品磨面吹干，基本可以清除残留物。

10.大家平时都用哪个厂家的砂纸磨样？

砂纸的好坏对磨样的影响有多大呢？

磨样是不是操作时间长了自然会有提高？

答：

我们最近用豫白鸽.进口的没用过.砂纸不好会给抛光程序带来麻烦.

12.在机械抛光过程中应注意那些事项

答：

主要抛光时手的压力不要大.

要经常注意观察抛光面.

抛光液加入要均匀.

13.为什么在抛光完了，还是会留下抛光的划痕，是抛光布的问题，还是用的研磨膏太粗了啊，可是我磨得是碳钢，用1.5um的应该够细了吧？

答：

应该是你还没有抛光好吧，你在磨的最后一道程序不要用那么粗的砂纸，后的抛光应该就好啦。

14.金刚石涂层硬质合金刀具等样品制备技巧如何？

请指点。

答：

选取你需要的那个面，进行抛光腐蚀，样品大可以切割小一点。

金相制备技术

对金相试样制备的要求，传统的观点强调获得无磨痕的光亮表面，而现代观点则强调试样表面变形损伤层的有效去除，只有这样，才能在显微镜下观察到试样的真实组织。

其次，还要注意提高试样制备效率和降低成本。

传统的金相试样制备步骤有切割、镶嵌、磨成平面、磨光、抛光等项，前两项属于试样制备的准备步骤，后三项属于试样制备的主要步骤。

金相试样切割：

切割后的表面是试样制备的起始点，对切割后表面的两项基本要求为：

①平整性好；②变形损伤层尽可能小。

通常对切割工序没有给予足够的重视，严重影响了切割质量和效率。

在为特定的材料选择了适当的砂轮片后，还应设法最有效地利用砂轮片中的磨料，这就要求砂轮片与样品之间的接触面积尽可能小并保持恒定，这就是所谓的“最小接触面积切割”原则。

传统切割机的运行方式是直切，对于小零件，接触面积始终较小，采用直切方式简便易行；但是对于大尺寸和形状复杂的零件，接触面积的变化比较大，有时会造成砂轮片转速减慢甚至停止转动，而且试样表面的变形损伤也比较大。

为了克服直切方式的不足，生产厂商研制出多种新型切割机，例如，美国Buehler公司近年推出的Delta系列轨道式自动切割机就是比较成功的一种。

这种切割机在砂轮片进入工件的同时，其心轴沿切割方向作小椭圆状平面运动，每秒一次，每次只切掉样品上一小条材料。

这样的切割方式使接触面积仅仅取决于进料速率而不受样品尺寸的限制，一旦样品材料和尺寸改变时，只需重新设定所需的进料速率和切割深度，就可使接触面积保持不变直到切割完毕。

试验结果表明，对于硬度约为20HRC的低硬度材料，直切和轨道式切割所需的时间几乎一样；但是对于硬度为60HRC的样品，直切所需的时间要比轨道式切割多50％。

此外，采用轨道式切割，砂轮片的使用寿命远高于直切时的寿命。

金相实验室经常使用的另一类切割机是精密切割机（例如Buehler公司的Isomet系列精密切割机），这种切割机适于切割尺寸较小、易损或特硬的材料，或是要求切割面尽可能接近规定的位置、切缝和材料损耗尽可能小等情况。

精密切割机的转速范围很大，由150r/min到5000r/min，取决于被切割材料的品种、切割片的类型和所用的磨料。

切割片的直径从75mm到200mm，共有两种类型：

一类为橡胶粘接的氧化铝或碳化硅砂轮片，其厚度为0.5mm～0.8mm，这种切割片仍属于磨耗型；另一类切割片由镀铜的钢片制成，金刚石或立方氮化硼磨料粘接在切割片的两侧边缘部分，其宽度为3.2mm～5mm，切割片的厚度为0.15mm~0.76mm，这种切割片属于非磨耗型切割片，它的使用寿命要比砂轮片的使用寿命长得多。

由于精密切割机的切割片比常用的砂轮片薄得多，切割时对样品施加的载荷也小得多，因此切割表面的变形损伤深度也要浅得多，这样就为缩短试样制备时间、提高试样制备效率创造了有利条件。

镶嵌：

热镶嵌是最快捷和最有效的镶嵌方法，最常使用和最便宜的镶嵌树脂是酚醛树脂，俗称胶木粉。

当试样边缘部分的硬度较高时（例如经过渗碳或渗氮等表面处理后的试样），为了不使试样边缘形成圆角，可在镶嵌时先加入一薄层硬度较高、含有填料的树脂，例如Buehler公司的EpometF或EpometG型树脂，然后再加入普通的树脂，以降低镶嵌成本。

如果试样镶嵌后要进行电解抛光或在扫描电子显微镜下观察，则应使用能导电的树脂，例如Buehler公司的Probmet或Konductomet型树脂，前者在树脂中加入铜、后者则加入石墨作为填料使其能够导电。

现今生产的压力镶嵌机，例如Buehler公司的Simplimet3000型自动镶嵌机，整个镶嵌过程的各个参数，包括加热温度和时间、压力和压力保持时间、冷却速率等，均可事先设定并自动完成。

当试样在镶嵌时不能承受压力或温度时（例如淬火马氏体受热后会转变为回火马氏体），就需要进行冷镶嵌。

冷镶嵌所用的材料通常为环氧树脂和固化剂，二者在浇注前按一定比例混合均匀，随后发生的放热反应使树脂固化。

镶嵌介质应当与试样能良好地附着并不产生固化收缩，否则会产生裂纹或缝隙。

环氧树脂的硬度较低，与试样的硬度相比，差别较大，试样的边缘在制备时就容易形成圆角。

过去曾将一定比例的烧结氧化铝颗粒作为填料加入树脂中，以提高固化后的硬度，但由于氧化铝的硬度高达2000HV，其磨光与抛光特性无法与金属材料相匹配。

近年来，Buehler公司研制出一种比较软（硬度约为775HV）的陶瓷填料（Flat-EdgeFiller），其磨光与抛光特性与金属材料的匹配较好，可以作为提高镶嵌树脂硬度的填料。

冷镶嵌树脂的固化时间通常需数小时至十几小时，如果要求冷镶嵌在短时间内完成，可以使用丙烯酸类树脂（例如Buehler公司生产的SAMPL-KWICK和VARIDUR型冷镶嵌树脂），其固化过程可在5min~10min内完成，前者可用于印刷电路板的批量检验，后者由于硬度较高可用于硬度较高的试样，使其边缘保持平整。

对于有淬火裂纹、表面有腐蚀产物、或具有孔隙的等离子涂层试样，只能进行冷镶嵌，以避免加压时组织受到损毁。

但是在镶嵌时需要进行真空浸透，以便驱除裂纹或孔隙中的空气，使环氧树脂得以进入其中，否则在以后的制备过程中，裂纹或孔隙会扩大，试样的边缘也会形成圆角。

Buehler公司的EPO-THIN型环氧树脂具有低黏度（＜250cP），用于真空浸透时，能使树脂易于进入裂纹或孔隙。

磨成平面：

试样的磨光与抛光，采用半自动制样设备。

如果使用一次可以夹持多块试样的中心加载试样夹持器，在进行磨光前，首先要使这些试样在最短时间内都处于同一平面并产生最小的变形损伤。

有时，试样切割后的表面比较粗糙（例如用手锯或锯床切割时），这时也需要进行“磨成平面”工序。

如果使用单独加载的试样夹持器，而且试样经过仔细切割，表面比较平整，就不必进行这道工序。

用砂轮片切割的试样，通常可用180号（平均粒度78μm）或240号（平均粒度5l.8μm）的碳化硅砂纸完成磨成平面工序；如果试样是用手锯切割的，其表面比较粗糙，就应使用120号（平均粒度116μm）～180号的砂纸。

尽管碳化硅（SiC）砂纸已经成功地使用了多年，但是它的使用寿命相当短，特别是当使用半自动制样设备时，一张砂纸只能使用lmin～2min，甚至不足以完成装在一个夹持器上的多个试样的一道工序，从而给试样制备带来不便。

近20年来，研制出了一些使用金刚石磨料的新型制备表面来完成磨成平面工序，其工作效率和使用寿命均远超过碳化硅砂纸，例如：

①Buehler公司生产的ULTRA-PREP型金刚石磨光盘——这种磨光盘的特点是，磨料（包括粘接剂）呈规则的不连续的规则点状阵列涂镀在盘的基底上，以减小表面张力，提高材料去除速率。

金属粘接的金刚石磨料尺寸为125μm～6μm；树脂粘接的金刚石磨料尺寸为30μm～3μm。

根据试样硬度的不同，可以使用金属粘接的45μm磨料或树脂粘接的30μm磨料的ULTRA-PREP盘完成磨成平面工序。

②不锈钢丝编织物制成的制备表面，例如Buehler公司生产的ULTRA-PLAN磨光织物——使用的磨料为较粗的水基金刚石悬浮液。

将磨料喷洒在织物上时，磨料颗粒会嵌入不锈钢编织物上，这种织物只能用于硬材料。

传统的磨光和抛光步骤都是多工序操作，使用的术语也较多，例如粗磨光、细磨光、粗抛光、细抛光、最终抛光等等。

这些术语并没有严格的定义和明确的分界线，只是随着一道道试样制备工序的进行，试样表面的变形损伤逐渐减小，直至最后基本消除。

从外观上看，试样表面越来越光亮，磨痕越来越细，直到最后消失。

表1为多数金属材料金相试样的传统制备方案，可以看出，试样的制备工序多达9道，而且还是使用半自动制样设备，并不包括更换工序时的辅助操作时间。

如果完全采用手工操作，总的制备时间还要长得多。

磨光：

磨光是试样制备最关键的阶段，磨光时，固定在某种基底（例如砂纸的纸基）上的磨料颗粒以高应力划过试样表面，以产生磨屑的形式产生材料去除，在试样表面留下磨痕并形成具有一定深度的变形损伤层。

磨光的目的是使试样表面的变形损伤逐渐减小直到理论上为零，即达到了无损伤。

实际操作时，只要使变形损伤减小到不会影响观察到试样的真实组织就可以了。

只有电解法（又称电解抛光）才有可能将试样表面的变形损伤全部去除。

将磨光阶段改称为无损伤阶段（integritystage），以区别于传统概念上定义比较含糊的“磨光”。

使用试样夹持器在半自动磨光机的砂纸上正确进行过磨光的试样，如果在放大100×的显微镜下观察，其磨痕应当具有清晰的三维形貌，不同方向的磨痕互相穿插，好象是由磨痕编织在一起似的，正确的磨光能对试样产生有效的材料去除，所产生的变形损伤也较小。

随着使用的磨料越来越细，在显微镜下越来越难以看清磨痕的形貌。

然而，如果改用暗视场照明，只要磨光操作正确，依然能在暗的背景下看到非常细而清晰的磨痕。

如果砂纸上的磨料使用变钝后还继续使用，尽管试样表面的光反射性看起来更好了，但是放在显微镜下观察，磨痕却更象是处于同一平面，缺乏三维感，而且不那么清晰，这样的“磨光”使试样表面产生了塑性流变（又称挤抹），它不仅不能产生有效的材料去除，试样表面以下的变形损伤深度也增加到正确磨光时的2至3倍。

因此，砂纸上的磨料使用变钝后，应当弃之不用。

图9示意地给出SiC砂纸的特性曲线，即试样表面的变形损伤深度随使用时间的变化。

随着磨光的进行，试样的初始变形损伤（Z0），即残余损伤，逐渐减小直至到达某一最低门槛值（Z1），此时砂纸上的磨料破碎并变钝。

如果继续使用，尽管试样的表面会更加光亮，变形损伤反而再次增加（曲线又趋上升）。

对于低碳钢，320号和600号SiC砂纸的Z1值分别为30μm和20μm；对于高碳钢，相应的Z1值分别为25μm和15μm。

也就是说，砂纸的粒度越细，材料越硬，最低门槛值的位置也越低。

图9所示的现象告诉我们，磨光应当终止于最低门槛值所对应的时间（t1），而且一定不要超过。

由于最低门槛值的位置还受许多其它因素的影响，找到它有一定的难度。

但是正如以前所指出过的，最简便的检验办法就是在显微镜下检查磨痕的形貌，只要磨痕保持良好的三维形貌，磨光操作就是正确的，试样表面的变形损伤就会继续减小。

如果从t1开始，换用一张更细的砂纸，其特性曲线如上图右下方曲线所示，这张砂纸的最低门槛值为Z2，也就是说，它的有效使用时间应当是（t2-t1）。

如