实验-1.3 铝合金金相组织的检验

1.3 铝合金金相组织的检验

本次实验每位同学需要制备、显示一个样品，此样品是同学自己在之前的实践教学环节过程中镶嵌的。请根据之前的记录，确认自己制备样品的工艺。样品涉及4种工艺，参看下表：

样品制备、组织显示提示：

每一位同学寻找、领取属于自己的样品后，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行。磨光过程经历200、400、600、800等四种规格的水砂纸，然后抛光；随后，显微组织蚀刻。这一过程，实际上大家已经有过经验。下面的小字体提示，仅作为帮助：技巧小贴示：

为了消除切割造成的影响，在第一道粗砂纸上暴露出完整样品截面后，继续减薄0.5mm。由于铝合金比较软，在样品制备过程中相应地请注意样品与砂纸之间接触时的黏着感，掌握控制样品平衡的技巧。最初向下用力不要过大，有经验后再逐步加大接触的力度。800号砂纸磨光时，在基本完成前，可以水流加大、用力减轻，近似于漂浮在砂纸上，这样，可以减少砂粒嵌入的机会，减轻样品表面内部损伤层的厚度。同时，样品上应当保持一个方向的划痕。

在整个制备过程中，样品的『倒角』一定要始终保持，特别是抛光阶段。

为了保证样品在磨光过程中尽量不出现歪斜，请按照下面示意的实线磨削方向进行磨光操作，避免沿虚线示意的方向进行。

铸锭、固溶处理样品的磨光方向轧制、轧制时效样品的磨光方向样品制备的要点：

A 缩短在砂纸上停留的时间（包括全过程及每次接触）

B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水

C 样品抛光前必须在砂纸上修出倒角

D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当

E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光

样品蚀刻方法请注意：

为了保证腐蚀效果，样品避免放置在腐蚀液中长时间不动，应当每隔20~30秒钟移动、按动（在脱脂棉上），以保证金属面所接触腐蚀液的效力。同时，样品表面倾斜放置，保证腐蚀产生的气泡顺利溢出。

实验涉及到的设备、耗材、器具：

M-2型预磨机，P-2型抛光机，帆船牌水砂纸，海军尼，金刚石抛光膏（2.5W ），培养皿，脱脂棉，不锈钢镊子，蚀刻剂，吸水纸以及金相显微镜（CK40M ）。

每一位同学样品制备完毕后，请清理自己的工作环境，包括：预磨机、抛光机、剪切砂纸的地方，（用抹布清理工作台面，不允许将任何废弃物往地面丢弃、将抛光用水瓶注满水）。

蚀刻剂采用HF1.0%、HCl1.5%、HNO 32.5%、水95%的混合试剂[1]；根据工艺不同，腐蚀时间为1~5分钟。注意安全！

磨光、抛光，以及组织蚀刻在441；样品腐蚀后，经教师检查无误，去第一实验楼421实验室进行显微镜观察、手工记录。注意观察、记录其他同学的样品。

实验报告的建议：

请带好HB 铅笔以及实验报告纸（可以预先画好4个直径30mm 的圆圈）。

1. 观察各种工艺下的样品以及显微组织图片，分析各种工艺处理后，形成的显微组织的特点、原因（注意放大倍数的影响）。这部分是本实验的重点所在。

下面列出正常4种工艺[2]的金相组织图片；为了分析的方便，同一样品采集有不同放大倍数的图片。

图1 铸造组织50× 图2 铸造组织500×

图3 固溶处理组织50× 图4 固溶处理组织500×

图7 轧制、轧制时效50×

说明：

轧制与轧制+时效样品的显微组织类似。相图中的θ相，是指CuAl

铝合金可分为铸造铝合金、变形铝合金；变形铝合金还可以再分为不能热处理强化铝合金

铝、超硬铝、锻铝）。硬铝中研究最为透彻的是4%Cu-Al合金[3]。

金相检验，其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9

晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态[4]。

2. 分析、总结同学自己在样品制备、组织显示过程中的收获、问题。

3. 请结合力学性能测试结果，分析各种工艺组织的力学性能表现的原因（本部分内容也可以出现于实验1.4的分析部分）。这部分是1.3、1.4两个实验环节的衔接重点。

[3] 崔崑．钢铁材料及有色金属材料[M]．北京：机械工业出版社，1981.

[4] 刘国权，刘胜新，黄启今等．金相学和材料显微组织定量分析技术[J]．中国体视学与图像分析，2002，7（4）：248-251.

LY12的热处理工艺制度[2]：

淬火温度：496~504℃；人工时效温度：185~195℃，6~12小时。过烧危险温度：507℃。

LY12的熔铸、轧制、挤压、锻造温度（℃）范围[2]：

熔炼温度：700~750；铸造温度：690~710；轧制温度：390~430；挤压温度：400~450；锻造温度：380~470。