Микроструктура деформируемых алюминиевых сплавов

Как известно, деформируемые алюминиевые сплавы делятся на восемь основных серий сплавов по их главным легирующим элементам. Поэтому каждая такая серия будет иметь свои особенности микроструктуры. Другое деление алюминиевых сплавов относится к их способности к термической обработке (серии 2ххх, 6ххх, 7ххх) или деформационному упрочнению – нагартовке (1ххх, 3ххх, 5ххх). Это также имеет отражение в микроструктуре сплавов.

Микроструктура технического алюминия серии 1ххх

В микроструктуре этой серии обычно находят фазы алюминий-железо и алюминий-железо-кремний. Это связано с тем, что железо и кремний имеют низкую растворимость в алюминии и являются примесными элементами. Поэтому в этом металле с помощью травления 0,5 %-ным раствором плавиковой кислоты легко выявляют такие фазы как FeAl3, Fe3SiAl или Fe2Si2Al9. Если интерес представляет структура зерен алюминия, то применяют анодирование с помощью реагента Баркера.

Микроструктура алюминиевых сплавов серии 3ххх

Эти сплавы имеют главным легирующим элементом марганец. Поэтому они содержат такие фазы, как (Mn,Fe)Al6 или (Mn,Fe)3SiAl12, которые выявляются травлением в 10 %-ном растворе фосфорной кислоты H3PO4. Для выявления зеренной структуры, полученной холодной обработкой или отжигом, применяют анодирование.

Микроструктура алюминиевых сплавов серии 4ххх

Большинство из этих сплавов имею большое содержание кремния и применяются как материалы для сварки и пайки, когда они переплавляются. Литейными фазами являются обычно кремний Siи частицы Fe2Si2Al9. При термической обработке кремний коалесционирует, тогда как железосодержащие фазы остаются без изменений. Эти частицы вытравливаются 0,5 %-ным раствором плавиковой кислоты.

Микроструктура алюминиевых сплавов серии 5ххх

Магний — главный элемент в этих сплавах. Он имеет в алюминии значительную растворимость. При избыточном содержании может присутствовать в виде частиц эвтектики Mg2Al3. После холодной прокатки и отжига их можно находить на границах зерен, а после холодной обработки они могут выделяться в виде деформационных полос. В обоих случаях структура выявляется травлением в 10 %-ной фосфорной кислоте H3PO4. Поскольку в сплавах этой серии хром является частой добавкой, то соединение Cr2Mg3Al18 может появляться в виде мелких дисперсоидов.

Микроструктура алюминиевых сплавов серии 6ххх

Это семейство сплавов термически упрочняется за счет выделения частиц Mg2Si. Травление микроструктуры производят 0,5 %-ным раствором плавиковой кислоты. Травление выявляет нерастворимые  железосодержащие фазы типа Fe3SiAl12 и Fe2Si2Al9, а также грубые выделения Mg2Si. Начальную стадию выделения можно видеть только в электронный микроскоп.

Микроструктура алюминиевых сплавов серии 2ххх

В полном объеме микроструктуры этих сплавов можно видеть только в электронный микроскоп. Они имеют весьма сложную структуру из-за большого количества добавок, которые применяют для повышения прочности, коррозионной стойкости или контроля размера зерна. Поэтому микроструктура этих сплавов многофазная, особенно в литом состоянии. Травление шлифов ведут в 10 %-ном растворе фосфорной кислоты. Характерные фазы – Al2CuMg и Al7Cu2Fe. При содержании меди 3,5-5 % их можно видеть в световой микроскоп при травлении реагентом Келлера.

Микроструктура алюминиевых сплавов серии 7ххх

Эта серия алюминиевых сплавов содержит цинк, магний и медь в качестве главных легирующих элементов, а также добавки хрома, циркония, марганца, а также железа и кремния. Поэтому число составляющих и фаз в микроструктуре довольно велико. Для из выявления применяют реагент Келлера. Зеренную структуру вытравливают 10 %-ным раствором фосфорной кислоты.

Источник: TALAT 1202

Запись опубликована в рубрике Металлография алюминия. Добавьте в закладки постоянную ссылку.