亞共晶Al-12%Si合金中初生α-Al相占比分析方法

馬小紅，徐亞軍，努力古·依明，王秀娟，張 博

（新疆眾和股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

合金制備過程微觀組織中相的研究對了解合金性能有至關(guān)重要的作用。莊凌志研究了Al-30%Si合金初生硅組織形貌的控制技術(shù)[1]。楊亞卓等研究了熱處理對99.995%高純鋁基Al-1%Si合金第二相的影響[2]。合金中相的分析包括其形貌、數(shù)量和分布等的分析。因制備工藝的不同，相的形貌、數(shù)量及分布會有很大不同，且其形貌的不同直接影響合金性能。

本文制備Al-12%Si亞共晶鋁硅合金金相樣品，通過顯微鏡觀察并拍攝顯微組織照片。經(jīng)過Photoshop對合金中初生α-Al相進行顏色突出，后使用Image-pro plus計算初生α-Al相的面積占比。

1 實驗方法

實驗樣品為高純鋁硅合金鑄錠，合金組分Al-12%Si。將合金鋸切至25mm＊25mm＊25mm的小樣塊。使用240#砂紙將試樣鋸切痕跡打磨干凈，后依次使用600#，1000#，1500#，2000#砂紙打磨。將磨好的試樣在拋光機上進行拋光，使用9μm金剛石拋光膏拋至表面無可見劃痕，使用新的拋光布配合3μm金剛石拋光膏拋至樣品表面為鏡面。試樣磨拋使用MoPao300型自動磨拋機。將表面拋光的試樣吹干后使用OLYMPUS GX51光學(xué)顯微鏡觀察組織。樣品的金相圖片經(jīng)Photoshop處理后使用Image pro plus計算初生α相含量。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 鋁硅合金金相組織

Al-12%Si合金鑄態(tài)組織如圖1所示。圖1（a）中均勻分布的白色枝晶狀組織為初生α-Al相，其余為Al-Si共晶組織。在高倍下觀察合金微觀組織如圖1（b）所示，初生α-Al相為邊緣光滑的不規(guī)則形狀，呈灰白色。基體為灰白相間的鋁硅共晶組織。

圖1 Al-12%Si合金鑄態(tài)顯微組織

2.2 初生α-Al相突出顯示

使用低倍50x合金金相圖片進行初生相占比分析，由于不同相顏色對比度小，分析數(shù)據(jù)偏差較大，故使用高倍500x合金金相圖片進行面積比分析。

因初生α-Al相與共晶α-Al相均呈現(xiàn)灰白色，直接使用Image-pro plus軟件計算時無法實現(xiàn)不同相的完全區(qū)分。故首先使用Photoshop進行不同相顏色的突出顯示，如圖2（a）中箭頭所指部位，依次完成所有初生α-Al相的顏色顯示。

操作方法為：Photoshop→磁性套索工具→選中形狀→填充。

圖2 合金中初生α-Al相的占比計算

2.3 初生α-Al相占比計算

使用Image-pro plus打開Photoshop處理后圖片進行初生α-Al相占比計算。使用取色工具選取突出標記相，計算α-Al相面積占比如圖2（b）所示。Image-pro plus計算顯示數(shù)據(jù)單位為像素。為增加計算準確性，對樣品表面不同區(qū)域6個點拍攝金相照片后使用Image-pro plus計算得出數(shù)據(jù)如表1所示。

操作方法：

表1 Al-12%Si合金中初生α-Al相面積占比計算

根據(jù)試樣表面不同區(qū)域6個點統(tǒng)計計算，Al-12%Si合金中初生α-Al相平均面積占比為29.60%。

3 結(jié)論

高純鋁基Al-12%Si亞共晶鋁硅合金中初生α-Al相平均占比為29.60%。使用Photoshop、Image-pro plus計算鋁硅合金中初生a-Al相的方法操作簡便，對設(shè)備要求低，可用于粗略計算組織中相的占比，并可推廣至不同合金微觀組織中相的分析。