Для исследования микроструктуры надо изготовить образец. Главное, чтобы он имел зеркальную поверхность. Этот образец называется «шлиф».

Первой операцией подготовки образца является отрезка. После нее зеркальной поверхности, как известно не бывает. Вид поверхности после реза ножовкой показан на рис. 1. Медь достаточно мягкая, чтобы она могла быть хорошо разрезана вручную. И сталь, и хром более износостойкие, поэтому линии реза тоньше.

а	б

Рисунок 1 . Поверхность реза после отрезки ножовкой: а – медь М1, б – композиция хром-сталь3 (слой хрома сверху)

После отрезки режущим кругом (рис.2 а) следы реза аккуратнее. Металл можно отрезать и резцом на станке (рис.2,б). На поверхности будет своеобразная «завитушка», по которой и узнается, как резали.

а	б

Рисунок 2.Поверхность реза стали Р6М5 (а) и алюминиевого сплава (б).

Как еще можно отрезать? Можно гидроабразивной резкой. Это отрезка при помощи струи воды с абразивным материалом – определенного рода песком. Такой песок показан на рис. 3а; это частицы корунда (окиси алюминия Al₂O₃). В результате отрезки получим характерную поверхность царапанного вида (рис. 3 б).
Все перечисленные способы – это способы механические. Можно отрезать и теплом. Если использовать поток плазмы, то можно расплавить металл в том месте, где мы хотим его разрезать. Поверхность при этом оплавляется (рис. 3 в). На рисунке видно, как расплавленный металл тек и застывал.

а	б
в

Рисунок 3. Корундовый песок (а) и поверхность реза стали 12Х18Н10Т после гидроабразивной (б)  и плазменной (в) резки.

Какая бы ни была поверхность после отрезки, далее следует ее отшлифовать. Это второй этап подготовки образца. Задача при этом – удалить слой металла, поврежденный резкой. Шлифовка сначала производится на шлифовальном круге или грубой шкурке; потом на более тонкой шкурке. Следы шлифовки всегда хорошо видны на поверхности (рис.4 а). Они могут быть широкими или не очень, в зависимости от номера шкурки (т.е. от того, насколько она грубая или нет). На рис.4 б показана поверхность шкурки с размером абразивных частиц около 100 мкм.

а	б

Рисунок 4. Поверхность стали 40Х после шлифовки на шкурке (а) и абразивные частицы на поверхности шлифовальной шкурки (б).

После шкурки шлифование производят на шлифовальной пасте. Шлифовальная (или полировальная) паста представляет собой органическое связующее вещество с наполнителем из абразивного материала. Используют последовательно несколько паст с разной величиной полирующих частиц. Поверхность металла после полировки на пасте еще не блестит, хотя и хорошо отражает свет. На рисунке 5 показаны следы полировки на пастах: на рис.5 а – более грубая полировки, 5 б – на более тонкой пасте.

а	б

Рисунок 5. Поверхность сплава АК6 после шлифовки на полировочных пастах разных номеров

Следующий этап полировки – на сукне с водой, иногда с суспензией окиси хрома или окиси алюминия. После этого шлиф готов окончательно. Что на нем увидится? Если полированная поверхность идеальна, то освещенную отражающую поверхность с возможными дефектами: трещинами в металле, сернистыми включениями и т.д. На рис. 6 а показан хороший шлиф. Видны включения сульфидов железа. Если шлиф приготовлен плохо, то на нем видны царапины (рис.6 б).

а	б

Рисунок 6. Сернистые включения в стали: а - на хорошо приготовленном шлифе, б – шлиф с царапинами

Для того, чтобы увидеть структуру, шлиф надо протравить. Это значит, обработать определенными реактивами для выявления структуры. Подробнее об этом сказано в разделе «О металлах и неметаллах. Травление шлифов». Здесь покажем только результат травления стали, рис. 7. После травления видны вытянутые включения сульфидов, а также зерна перлита и феррита.

Рисунок 7. Структура стали 45 после травления.

Если на каком-либо из этапов пробоподготовки ошиблись, то шлиф непригоден. Пример показан на рис. 8. После отрезки не провели достаточной шлифовки на шкурке и следы реза остались, они видны в виде полос. Так их и заполировали и шлиф протравили. Структура после этого не видна. Ясно только, что что-то медное.

а	б

Рисунок 8. Неправильно приготовленный шлиф меди: а – край образца, б – центр