鋁合金的相鑒別及試樣制備

鋁及鋁合金的金相分析中重要內容之一是合金相的確認，即要正確鑒別，而正確的金相樣品的制備是準確鑒別合金相的基礎。

鋁合金金相試樣制備

一、取樣、鑲樣

根據所需檢測面的組織取樣，鋁合金一般較軟，可用手工鋸方式，也可線切割等，確定磨拋面，然后再鑲樣機上鑲樣，樣品大小如果合適就不必鑲樣。

二、磨光、拋光

1） 磨光

原則（最終要求） ：一個平面、劃痕朝一個方向

磨光一般包括粗磨和細磨兩個階段，每步都要達到上面要求即只有一個平面，劃痕朝一個方向；粗磨一般在 300-1000 的砂紙上進行，細磨一般在 1500-2000 上砂紙上進行，樣品比較平整的可以直接進行細磨。

技巧：手拿著樣品放在預磨機上保證壓力均勻的壓著樣品，用力要適中，手不動。細磨時也可以不在預磨機上直接把砂紙放在桌上手工磨，手工磨時要保證磨的方向朝一個方向，用力均勻。

容易出現的問題：a、磨出幾個平面；b、磨成斜面；c、磨的時候沒加水導致嚴重氧化；d、手指拿樣品時靠砂紙太近，不知不覺把手機磨破；

2） 拋光

原則（最終要求） ：光亮、無劃痕、無污點

將磨好的試面清洗后在拋光機上進行粗拋、洗拋。拋光織物一般用絲絨（不要用化纖類的），磨料一般選用氧化鋁懸浮液或者金剛砂噴劑（2.5左右）。拋光時候注意壓力不能太重，線速度不能太，以防出現變質、擾亂層，而不能反映出試樣的基體真實形貌。精拋時拋光機轉速一般在150r/min~200 r/min為宜。

拋光布的濕度以拋光的試樣取出后能迅速從表面的一端干到另一端為宜，磨料太稀或磨料加的次數太多均易使樣品表面易于在拋光過程中發生氧化現象，在試樣表面產生一層灰色的氧化膜。試樣一腐蝕，表面立即發灰，倍下觀察時可見鋁基體上很多小黑點，實為組織假像。精拋光時滴入洗滌劑，以利磨面光亮，到樣品表面極光亮、無磨痕時即可進行浸蝕、觀察。

技巧：手拿樣品控制好壓力，開始時可以用點力，多加點拋光粉，且手拿樣品從拋光布中央向邊緣（線速度大）游走，這樣即可以使磨光過程產生的粗大劃痕可以快點磨掉，也能延長拋光布的使用壽命；到后期則基本不用力，保證樣品跟拋光布接觸即可，同時拋光粉稍微少加點，但一般不建議不加用清水拋，清水拋容易出新劃痕，手拿樣品讓樣品從邊緣向中央游走，同時用手指旋轉樣品，到后期停留在接近中央位置，也要旋轉樣品。

用電解拋光儀對鋁合金試樣進行電解拋光可克服機械拋光易生擾亂層的缺陷。

三、顯示（腐蝕）

鋁及鋁合金的金相分析有時不需浸蝕直接在拋光態下觀察，大多要根據不同樣品不同分析目的選擇不同的試劑進行浸蝕。最常用的浸蝕劑為0.5%HF水溶液，科爾試劑：HF 2ml, HCl 3ml, HNO 35ml, H₂O 190ml，還有混合酸水溶液、H2SO4水溶液、HNO3水溶液等。

有些鋁合金用一般的化學浸蝕法晶界往往難以分辨，很難分清每一個晶粒。常采用陽極化制膜處理，在試樣表面形成與結晶學位向相關的不同厚度的薄膜，在顯微鏡的偏光照明下不同位向的晶粒有不同的亮度，可測定晶粒的形狀和大小。

附：常用金相腐蝕劑

鋁合金相的鑒別

鋁及鋁合金中有不同的合金元素且含量也不同，形成不同的相。由于各種相之間有時十分相似，僅從外形難以區分；有時一些相由于變形難以辨認，因此，要從其幾何形態、物理特性（光學特性硬度等）、化學特性（各種試劑下不同反應等）以及化學成分組成來綜合進行準確鑒別。

鋁合金的相鑒別一般在鑄態或鑄后熱處理狀態下進行。若經鍛壓、軋制，有些強化相、雜質相往往被破碎，在某些熱處理條件下有些相還會聚集長大，給相鑒別帶來困難。

當鋁合金相破碎變形后，以及一些四元或多元復雜化合物相，單用上述方法已較難鑒別，而要借助X光結構分析儀、電子探針或能譜分析儀等手段從晶體結構、化學成分組成來鑒別。

鋁合金（鑄態）的常見合金相的形態特征