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应用案例 | 铝合金结构件的金相制备

来源:广州领拓仪器科技有限公司   2024年03月06日 15:52  



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含微量Sc的Al-Mg系合金具有密度低、强度高且损伤容限性优良等特点,其抗拉强度(UTS)比5083合金的高30%以上,而其屈服强度则比5083合金的大一倍以上,焊缝抗拉强度也比5083的大25%左右,但其伸长率则比5083合金低4%左右,被认为是新一代飞机较为理想的结构材料。

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C919大型客机前机身大部段初次选用铝锂合金、铝镁钪合金等新材料。这些新材料的结构件用于连接飞机的各个部分,确保了飞机的安全性和可靠性。金相分析可以检测材料的组织结构、晶粒大小、晶界、夹杂物等,从而判断材料的性能和质量。下面以铝钪合金为例,介绍铝合金结构件的金相制备过程。

抛光

研磨结束后,使用9微米的多晶金刚石悬浮液搭配硬编织抛光布来去除试样划痕。如UltraPad硬织布抛光布,具有更高的材料去除率,并有助于提高试样的平整度。MetaDi多晶金刚石悬浮液中的多晶金刚石具有更多的切割面,可更快地去除损伤变形及划痕,获得更好的表面质量。

对于铝合金,需增加3微米的抛光步骤,再进行终抛。终抛推荐使用0.02um MasterMet2氧化硅抛光液与H₂O溶液混合,在ChemoMet柔软多孔的耐化学腐蚀合成布上进行抛光,推荐比例为5份胶体二氧化硅与1份HO溶液混合。



镶嵌
铝和铝合金一般选用几乎没有收缩且抗化学腐蚀的镶嵌树脂。无论使用热压镶嵌还是冷镶嵌,优先选择环氧树脂。


热压镶嵌时建议使用硬度高且充满矿物的环氧树脂,如EpoMet,其收缩非常小甚至没有,且可抵抗腐蚀剂的化学侵蚀。


如果需要检测表面镀层或者氧化层,优先采用低放热的冷镶环氧树脂,如EpoxiCure 2。EpoxiCure 2耐化学性,能够很好地粘附在试样边缘,收缩率低,具有很好的保边性。


在镶嵌之前,需确保样品表面干净以及干燥,使样品与树脂能更好地结合,避免镶嵌后样品和树脂间产生缝隙。缝隙在磨抛过程中会嵌入污染物引入划痕。



研磨
表面的切割损伤层需使用碳化硅(SiC) 砂纸搭配合适的压力进行粗磨。碳化硅非常坚硬,含有尖锐的磨料颗粒,可以在研磨过程中随着磨盘转动产生新的切屑刃,能更好的提高材料的去除率。

每张砂纸只能使用1-2分钟,用损耗的SiC砂纸可能会造成表面损伤。如果切割质量良好,可以使用P400的SiC砂纸进行初始研磨。

由于研磨过程会产生大量的热,所以在研磨过程中需保证充分的水冷却。


抛光

研磨结束后,使用9微米的多晶金刚石悬浮液搭配硬编织抛光布来去除试样划痕。如UltraPad硬织布抛光布,具有更高的材料去除率,并有助于提高试样的平整度。MetaDi多晶金刚石悬浮液中的多晶金刚石具有更多的切割面,可更快地去除损伤变形及划痕,获得更好的表面质量。

对于铝合金,需增加3微米的抛光步骤,再进行终抛。终抛推荐使用0.02um MasterMet2氧化硅抛光液与HO溶液混合,在ChemoMet柔软多孔的耐化学腐蚀合成布上进行抛光,推荐比例为5份胶体二氧化硅与1份HO溶液混合。

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制备方案
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