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好方法带来金相“镁”图
发布:kittyll   时间:2016/3/22 16:04:59   阅读:1245 
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图片来源:网络

镁合金是工程应用中最轻的有色金属结构材料,其比强度和比刚度均高于铝合金和钢,目前被广泛用于航空、航天、汽车、武器装备和3C产品等行业,以减轻重量,减少耗油,提高综合性能。

目前,镁合金的金相试样制备技术仍不成熟,存在很多难点。比如制备金相试样易出现划痕,难以选取适当的腐蚀液等,从而影响金相观察质量。且根据合金组织状态的不同,铸态、固溶态及析出态对同一腐蚀液的腐蚀耐受时间不同,电解抛光的工艺亦有差别。为此,北京理工大学和燕山大学的研究人员们优化和细化了AZ80镁合金的金相试样制备技巧,并研究了不同镁合金微观组织状态下的电解抛光工艺,以提高镁合金的金相观察质量。

1 试样制备及试验方法

选用的试验材料为AZ80镁合金,材料状态分别为铸态、固溶态和时效态。

对所选材料进行预处理:将被测金属制成块状或圆柱状试样,大小适宜手握。将制备的试样在金相砂纸上磨光,其所采用的砂纸粒度排号顺序如下:150#→400#→800#→1500#→2000#→2500#→3000#。打磨好后对其进行机械抛光。将机械抛光好的试样置于电解抛光机上;以镁合金试样为阳极,与恒流稳压电源正极相连,并浸入盛有体积分数为37.5%的磷酸酒精电解抛光液的电解容器中;以不锈钢片为阴极,并与恒流稳压电源负极相连,在20℃下进行电解抛光。针对不同组织状态的镁合金,其抛光电压、抛光时间和抛光电流均有不同。具体电解抛光工艺见表1。
 
表1 不同组织状态的AZ80镁合金电解抛光工艺
组织状态 抛光电压/V 抛光时间/s 抛光电流/(A/cm2) 效果
铸态 15 8 0.06 抛光后可以直接进行金相观察
时效态 4 4 0.01 抛光后可以直接进行金相观察
固溶态 8 60 0.3 抛光后可以直接进行金相观察
 
将电解抛光后的金相试样用酒精清洗,即可在光学显微镜下清晰观察到不同组织状态的AZ80镁合金的显微组织。
 
2 试验结果
 
通过试验结果分析观察材料的微观组织状态并结合材料的处理工艺,可以直接了解材料的宏观力学性能所对应的微观组织机制,从改变材料固溶度、晶粒尺寸、析出相尺寸、分布及位向等微观组织方面入手,来进一步提高材料的工艺性和使用性能。

下面就来一组“镁”图大放送,美不美看看就知道:
 

图1 铸态AZ80镁合金的显微组织:(a) 50×(b)500×


图2 时效态AZ80镁合金的显微组织:(a) 200× (b) 1000×


图3 固溶态AZ80镁合金的显微组织:(a) 50× (b) 200×
 
以上这些图清清楚楚地显示出:
  • 铸态镁合金的组织呈典型的枝晶形貌特征,是由α-Mg和β-Mg17Al12相组成。
  • 时效态镁合金的组织是由α-Mg基体和弥散分布的大量连续析出和不连续析出的β-Mg17Al12相组成。
  • 固溶态镁合金的组织为单一α-Mg固溶体,仅有极少量未溶的离异共晶β-Mg17Al12相残留。

上面介绍的镁合金金相试样制备方法确实有效,这些“镁”图,好美!


节选自《理化检验-物理分册》2015年第51卷第7期
 
编辑:李子木
 
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本文作者:郑艺,工程师,硕士,现为北京理工大学工程训练中心热加工理论课教师。
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