Поверхность образца выравнивают на шлифовальном круге или напильником так, чтобы края образца не сминались, затем шлифуют на шлифовальных бумагах различных номеров с постепенным уменьшением крупности частиц абразива. При этом неровности поверхности образца постепенно срезаются абразивными частицами. Образец необходимо охлаждать водой, нельзя допускать его разогрева и возможного изменения структуры поверхностного слоя. Шлифовку следует производить не менее чем в 4-5 переходов. При переходе с одного номера бумаги на другой необходимо поворачивать шлиф на 900 и шлифовать в направлении, перпендикулярном рискам от предыдущей бумаги, до тех пор, пока эти риски полностью не исчезнут. Шлифование производят вручную или на механических станках. При шлифовании вручную бумагу кладут на стекло, что обеспечивает горизонтальность поверхности и отсутствие завалов. При шлифовке на станках скорость вращения дисков может быть различной: от 200 до 1500 об/мин. Для шлифовки металлов с легко выкрашивающимися включениями рекомендуются малые скорости. При несоблюдении последовательности шлифовки можно получить дефект – так называемую «ложную шлифовку». При переходе от грубой шлифовки к тонкой, минуя бумагу со средней крупностью абразива, получается видимость удаления рисок, поверхность шлифа выглядит ровной, хорошо полированной. Но после травления все дефекты шлифовки выявляются и искажают структуру металла.
Основным недостаткам механического метода приготовления шлифов является деформация поверхности образца. Образуется наклепанный слой с искаженной структурой, в который вкраплены частицы абразива. Глубина слоя 0,75-2,5 мкм. Разработаны различные способы удаления деформированного слоя: электрополировка, многократное чередование операций механической полировки и химического травления, полировка тонким алмазным порошком и пастами.