铝合金低倍组织检验方法
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铝合金低倍组织检验方法
一、铸锭的低倍组织检验
低倍组织检验是用肉眼或借用于放大镜(8～10倍以下)来观察铝及铝合金其浸蚀面和断口的宏观组织及缺陷的一种检测方法。低倍检验所需设备简单，操作简便迅速，结果直观，易于掌握。它是鉴定制品品质的一种重要方法，也是研究铝及铝合金铸造、加工工艺以及对制品进行品质分析时普遍采用的一种手段。铝合金铸锭的低倍组织检验可参考国家标准GB/T3246.2《变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法》进行检验。
1．1试片的切取和加工
生产检验中，低倍浸蚀试片要取自制品最容易产生各种缺陷的部位。研究用的低倍浸蚀试片要选自需要研究的有代表性的部位。试片的数量应根据检验目的及要求来确定。检验半连续铸锭的试片，应从切去头尾后的铸锭的两端部位切取，试片切取的厚度一般为l5～30 mm，试片通常采用锯切和剪切等方法切取。
试片检验面的光洁度应根据检验目的、技术以及浸蚀剂的浸蚀强烈程度而定。铸锭的试片车光即可，必要时也可以用细砂纸磨光。试片检验面的加工表面粗糙度应达到Ra l.6μm，要保证试片检验面的清洁，不应有油污、脏物和机械划伤。
1．2试片浸蚀
铝及铝合金中的组织不均匀和组织缺陷之所以能够用浸蚀方法来显示，是因为它们以不同的速度与浸蚀剂起作用而使试片观察面上呈现浮雕现象，从而显现了如粗晶区、光晶区、白斑、金属化合物等组织缺陷。有些缺陷在浸蚀前如气孔、疏松等，容易和其他部分连接在一起，有些缺陷尺寸非常小，它们很难用肉眼予以鉴别，需要借助浸蚀的方法使其在尺寸上相应的被扩大些，达到肉眼可见的程度，将其清晰的显示出来。试片检验面的组织及缺陷显示程度主要取决于：浸蚀剂的成分、温度、浸蚀时间及检验面的光洁度等。
低倍组织检验对浸蚀剂的要求是：能清晰正确的显示组织及缺陷；成分简单，配制方便；成本低；在使用过程中成分稳定；操作时所产生的气体少而无害。铝及铝合金铸锭常用的浸蚀剂是8%～l2%的氢氧化钠溶液。在显示软合金制品的晶粒度时，使用的浸蚀剂是成分为5 mL氢氟酸、75 mL盐酸和25 mL硝酸的混合溶液。铝及铝合金常用浸蚀剂的成分、用法及适用范围见表1。
表1铝及铝合金常用低倍浸蚀剂表
成 份/mL 用 法 适应范围
10%～20%氢氧化钠溶液 温室或加热至40℃，浸蚀时间根据合金不同而异 铝及铝合金的宏观组织显示
氢氟酸
盐酸
硝酸
水 10
5
5
380 浸蚀时，可用浸入法，也可用试擦法，生成的黑膜用清洗液清洗干净 硬铝合金晶粒度的显示
氢氟酸
盐酸
水 10
l5
90 晶粒度的显示，特别适用于纯铝
氢氟酸
盐酸
硝酸
水 l5
42
l6
27 浸蚀时间约6 min，当硝酸含量增加时，则浸蚀之对比度亦能增加。浸蚀后用清水洗试片，并用碳酸钠溶液中和 纯铝的宏观浸蚀
(1)氯化铁
水
(2)氢氟酸
水
溶液(1)和(2)以等分混合 10
100
0.5
100
纯铝的宏观浸蚀
16％硫酸钠溶液
10％铬酸溶液
盐酸
水 50
3
l5
30 溶液中的铬酸含量尚可提高，铬酸应在使用之前加入 纯铝及高纯铝晶粒的显示
氢氟酸
盐酸
硝酸 14
43
43 浸蚀温度20℃，浸蚀时间．1 min，多次间断浸蚀，以防试样表面发热和浸蚀太强烈 铝、钛合金及锅的宏观浸蚀
氯化铁
盐酸
氢氟酸
甘油 9
75
1.5
l8 热处理不强化铝合金
氯化铁
硝酸
盐酸 5
25
75
热处理不强化铝合金
硫酸
氢氟酸
水 l0
l0
80 浸蚀时间不超过30 min 铝及铝合金的宏观浸蚀，
特别是大型试样 磷酸
氢氟酸
水
(氢氟酸可用等量的盐酸代替) l0
5
85
浸蚀时间不超过30 min 铝及铝合金的宏观浸蚀
25%～30%硝酸溶液 去除浸蚀后的黑膜
重铬酸钾
硫酸
水 25
60
500 去除浸蚀后的黑膜
浸蚀剂的浓度、温度和时间都影响试片检验面的显示程度。浸蚀剂浓度降低，浸蚀时间就要延长。浸蚀剂的温度增高，反应激烈，浸蚀速度加快，这时若浸蚀时间稍有加长，试片就可以能被浸蚀过度，而失去组织及缺陷的真实性。反之，浸蚀剂的温度过低，浸蚀速度缓慢，浸蚀时间就要延长。为了便于试验，浸蚀最好在温室下进行。浸蚀过程中浸蚀试片较多时，由于试片浸蚀剂的作用，浸蚀剂温度容易升高。应当指出，浸蚀过程中由于浸蚀剂的反复使用，其浓度可能降低，因此，当其组织及缺陷显示不太清楚时可以适当延长浸蚀时间。检验焊缝及氧化膜的试片，其浸蚀时间要比一般组织及缺陷的浸蚀时间增加1～2倍。若试片浸蚀过渡时，需要重新加工，要铣去1 mm以上的表面然后再进行浸蚀。
铝及铝合金铸锭的试片浸蚀后，应迅速移入水槽中清洗。然后用20%～30%硝酸溶液洗去黑膜，再放入水槽中冲洗干净。显示软合金加工制品晶粒度时，浸蚀最好分段进行。先浸一段时间后，取出进行冲洗。根据浸蚀程度，再浸蚀，再清洗，直至晶粒完全清洗显现。由于浸蚀剂及清洗液在使用时都有挥发气体，浸蚀需在通风设备下进行。铝及铝合金的浸蚀设备简单，一般可用瓷器、玻璃槽或木槽等，也可用耐酸、耐碱的塑料板焊槽。
