铝

Préparation métallographique铝和铝联盟

Les défis métallographiques associés à l ' aluminum et ses alliages varient considérablement en function de la pureté du métal。Apprenez ici à préparer快速和有效的进口产品铝辅助检验métallographique。

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Les principales caractéristiques de l ' aluminum

L ' aluminum est un matériau aux multiple facettes et usage, notentant que métal de matrice pour composite。Il possède un aspect blanc argenté et est utilisé因此而形成了métal pur,因此而形成了联盟。

Il est extrêmement léger, et de petites quantités d ' éléments d ' alliage peuvent augmenter sa résistance。Il est également très résistant à la腐蚀,grâce à un film passif d 'oxyde d ' al intimement connecté à la surface, capable de se renouveler spontanément si la surface est endommagée。

帕尔米les propriétés importantes de l ' aluminum figrent également sa conductivité thermique élevée et sa facilité de mise en forme (par coulage, travail à chaud ou à froid ou usinage), ainsi que son goût中性et son缺席de toxicité。

使用courantes de l ' aluminum ou ses alliages:
  • 应用联盟une résistance élevée et un poids réduit dans les industries aéronautique, aérospatiale et automobile。
  • 表面poly et brossées et coloris anodisés dans le sector du bâtiment
  • 包装和机器无毒/无goût dans l '工业食品
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图0:alliage al - silica coulé,攻击着色剂avec de l ' ide钼矿,粗化度200x

铝生产

L 'extraction économique de L ' aluminum est unique possible à partir de la铝土矿。Le process de production comporte deux étapes基础性。

提取纯度达铝
La récupération de l ' aluminececpar le concassage et le broyage fin de La铝土矿,puis son chauffage sous pression avec de l 'hydroxyde sodium。水溶铝酸钠的生成过程résidus非disdisfer, de钛和de硅。Des«菌种水晶»氢化铝frais sont ajoutés pour déclencher la précipitation氢化铝pur (Al(OH)3)。L 'eau est ensuite éliminée par煅烧à 1200°C, et il reste L 'alumine酐纯(氧化铝)。

Transformation de l ' alumen aluminium (procédé Hall-Héroult)
La chimie de La réaction de l ' aluminum pure nécessite un procsus électrochimique pour extrire l ' aluminum de son oxyde。铝的熔点étant très élevé(2050°C),冰晶石的熔点mélangé à, afin d’abaisser Le熔点。

L ' électrolyse se déroule dan une grande cuve d ' acier revêtu de carbone ou de graphite, content des tiges d ' acier pour conduire L ' électricité et des block de carbone servant d '阳极。垂件l ' électrolyse, le carbone de l '阳极réagit avec l 'oxygène de l ' alumine et, dans une réaction二次aire, de l ' aluminum métallique est product avec la formation de dioxide de carbone: 2Al2O3.+ 3C→4Al + 3CO2

Ce procédé permet d 'obtenir un aluminium d 'une pureté de 99-99, 9%。Une grande party de cette production est utilisée pour les alliages d ' aluminum。

Alliages d 'aluminium

Comparé à l ' aluminum pur, l ' ajout de très petites quantités d ' éléments d ' alliage à l ' aluminum peut augmenter la résistance à la traction, la limited d ' élasticité et la dureté。Les éléments d 'alliage Les加上重要的sont Si, Mg, Cu, Zn和Mn。Ces composés, pour la plupart eutectiques, doivent être finement dispersés au moyen d 'un process de travail à chaud avant que l 'alliage puisse être travaillé à froid。

铝联盟Vieillissement des alliages d ' al
美铝之花,美铝之花,美铝之花améliorer美铝propriétés mécaniques。Ce processus peut être réalisé自然与人工。
  • 自然景观(例如,AlCuMg)。Après le recuit de mise en solution, la pièce est trempée et, par conséquent, la précipitation d 'Al2Cu dans la solution solid est éliminée。Le vieillissement de la pièce se déroule ensuite à température ambiante。吊坠过程,le réseau d ' aluminum précipite le cuivre de la solution sursaturée。La déformation résultante producite dans le réseau d ' aluminum entraîne une augmentation de La résistance et de La dureté。Le processus要求5 à 8小时。
  • 人工观赏之乐,观赏之乐déroule à une température élevée,渗透之乐réduire时间之乐。Avec un alliage AlMgSi,样例,le vieillissement se product en 4-48 heures à 120-175°C après un recuit de mise en solution et une trempe。La précipitation de La相Mg2Si产品une déformation interne dans le réseau d ' al, entraînant une增强de La résistance et de La dureté。
铝腐蚀同盟
Les principaux éléments d 'alliage des alliages d ' aluminum de corroyage sont le cuivre, le magnésium, le zinc et le manganèse。硅等影响les propriétés mécaniques et la résistance à la腐蚀et peuvent être soit des impuretés, soit des éléments d 'alliage, selon la pureté requise et l 'application。

利用courantes des alliages d ' aluminum de corroyage:
  • 斑块utilisées丹斯l 'ingénierie mécanique等la建筑de moules倒产品laminés,泰尔que les tôles等les bandes, ainsi que les产品plaqués泰尔que les radiateurs et les échangeurs热敏
  • Tôles plaquées倾产品半成品spécifiques destinés à la施工aéronautique欧aux应用décoratives telles que les habillages et les réflecteurs
  • Applications dans les domaines de l 'ingénierie mécanique, du transport automatisé et de l ' électrotechnique, ainsi que les products de sport et de loisirs à résistance élevée, tel que les fixations de snowboard et les pignons de VTT
  • 铝renforcé工业纤维aéronautique等aérospatiale


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图1:alliage d ' aluminum 2024, coulé, présentant une précipitation颗粒连接处共晶,无攻击,粗度200x

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图2:comme la图1,homogénéisé,无攻击,grossissement 200x

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图3:comme la图2,laminé à chaud,无攻击,grossissement 200x

Alliages d ' aluminum coulés
Les coulées d ' aluminum sont alliées principalement pour améliorer Les propriétés mécaniques du métal, et sont différenciées en function de leurs principaux éléments d 'alliage:硅,magnésium et cuivre。长时间的联合supérieures à饱和固体溶液précipitées合成的产物métal硅的混合物和相的合成intermétalliques。

硅améliore l 'aptitude au coulage de l ' al。Dans les alliages eutectiques tels que l 'AlSi12, de petites quantités de sodium sont ajoutées avant la coulée, afin de raffiner l 'eutectique。垂发过程,au lieu de précipiter sous形成d ' aiiguilles ou de斑块grossières(图4),le silicium forme uneutectique très fin avec la溶液α-固体(图5). L 'effet de la trempe dans ces alliages est très failed;C 'est pourquoi on y ajoute du magnésium, afin qu 'ils puissent être durcis par vieillissement。

Les alliages coulés dotés de propriétés spécifiques sont utilisés dans différents groupes de products, notamment pour la fabrication de活塞,de paliers lisses, de pièces pour la construction mécanique, de culasses et d ' étriers de frein。

Quelques例子des +重要联盟de fonderie et leurs propriétés
硅铝合金10毫克 Durci par vieillissement。Résistant aux振动et à la腐蚀
硅铝合金51 Durci par vieillissement。Bonne aptitude au coulage pour le soudage et les sections罚款
AlMg3. Résistant à海洋之水
硅铝合金25+ CuNi Durci par vieillissement。Alliage spécial倒les活塞;résistant à l 'usure grâce à sa teneur élevée en Si
AlMgSiPb Adapté à使用
硅铝合金93. Alliage universal pour coulée, et l 'alliage le plus important pour le moulage sous pression

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图4:铝硅coulé,非affiné, 500倍

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图5:铝硅树脂coulé, affiné, 500倍


La métallographique de l '铝和联盟

La métallographie de l 'aluminium est utilisée dans le contrôle de La qualité pour déterminer La taille des grains et identifier les défauts de微观结构sur les échantillons polis et traités par attack。En oute, une vérification des échantillons est souvent effectuée pour déceler les impuretés, telles que les oxydes ou les alumures de zirium。

在évalue la formme, la répartition des phases et l ' éventuelle porosité d ' un alliage d ' aluminum coulé。Dans les matériaux de腐蚀,on检查les défauts résultant du laminage process et d '挤压et les épaisseurs de placage mesurées。

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图6:氧化铝表面coulé减压,50x

Les défis de la métallographique de l '铝和联盟

Les défis métallographiques que component l ' aluminum et ses alliages varient considérablement en function de la pureté du métal。
  • À测量方法pureté增加,铝的偏差加上趋势等加上敏感的辅助déformations mécaniques等辅助。高铝节pureté,高铝节prépolissage。Par ailleurs, les磨料prépolissage和polissage, tels que les粒子de carbure de硅石和金刚石,peuvent s 'enfoncer dana la surface。
  • 加上"友谊之心",加上"铝之道"Les alliages coulés sont relatimentfaciles à préparer。立范,铝矩阵être bien pole pour éviter les errurs d 'interprétation de la结构。
Aperçu des défis et solutions métallographiques
挑战: 解决方案:
L ' aluminum pur très tendre et sensible aux déformations mécaniques et aux rayures prépolissage计划avec des feuilles碳化硅箔ou des纸加上鳍可能
硅碳化物微粒和表面金刚石微粒échantillon Le polissage diamanté et/ou Le polissage final doivent être suffisamment longs pour éliminer toutes les partices incrustées
Les alliages de corroyage堡垒travaillés et déformés sont difficiles à对比器,rendant difficile l 'interprétation de la结构 - Polissage final avec une suspension de silice colloïdale
-阳极氧化avec du réactif de Barker

Lisez la suite pour obtenir une description détaillée de la méthode de préparation de l ' al et de ses alliages aux fins d 'une分析métallographique rapide et précise。

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图7:金刚石颗粒incorporées dans de l ' al pur après polissage à 3 μm,粗粒率200x

Préparation de l ' aluminum et de ses alliages: tronçonnage et enrobage

Le tronçonnage et l 'enrobage de l ' al ' alliages d ' al sont simple。
  • 倒le tronçonnage de l ' aluminum, utilisez uneMeule de tronçonnage碳硅杜尔,adaptée aux métaux非费雷克斯。
  • Pour l 'enrobage, une树脂Phénolique est généralement suffisante。先登特,les draps et feuilles minces et les échantillons destinés à l ' anodisation doivent être enrobés dans des résines époxy à durcissement lent, en laissant l ' échantillon dépasser à l 'arrière de l ' enrobage, afin de fournir des contacts électriques。
浇en savoir +

Préparation de l ' aluminum et de ses alliages: prépolissage mécanique et polissage diamanté

Pour le traitement de l ' aluminum and de ses alliages, nous建议un prépolissage mécanique, suivi d 'unpolissage镶人造钻石.倒啤酒échantillons铝制品和联盟的腐蚀,勒polissage electrolytiqueEst également recommandé。

Prepolissage mecanique

Le prépolissage plan doit être effectué avec Le grain Le plus fin possible, afin d ' éviter toute déformation mécanique excess。
  • La dureté, La taille et le nombre d ' échantillons doivent être pris en compte。Toutefois, même pour les échantillons d 'aluminium pur de grande taille, un prépolissage plan avec un纸原文如此或者一个feuille SiC箔500#Est généralement持久。
  • 法国pièces coulées欧洲联盟être prépolies avec unefeuille SiC铝箔220#320 #.最重要的que la force de prépolissage soit réduite, afin d ' éviter une déformation profonde et réduire la摩擦力entre lafeuille SiC箔欧勒纸原文如此De prépolissage et la surface De l ' échantillon。

Polissage镶人造钻石

Le polissage diamanté doit être effectué jusqu ' à ce que toutes les rayures profondes udau prépolissage aient été éliminées。Si les constituants solubles dans l 'eau doivent être identifiés, nous建议unpolissage avec une悬浮液diamantée和unlufiant sans eau。

Polissage final pour l ' aluminum pur et les alliages d ' aluminum: la séquence de Polissage /examen
  • 授于政治。Après 1分钟de polissage avec la悬挂OP-U, examinez l ' échantillon au显微镜。
  • Si nécessaire, poursuivez le polissage pendant une minute supplémentaire, puis examinez à nouveau l ' échantillon。
  • Continuez cette séquence de polissage/d ' examen jusqu ' à atteindre la qualité requise。
  • Si des particles de diamant se sont enfoncées dans la surface lors du polissage, elles peuvent conduire à des interprétations erronées de la structure。Par conséquent, la séquence de polissage/d 'examen peut être relativerlongue。Répétez la séquence jusqu ' à ce que vous ne parveniez + à distinguer à l ' eau il nu les zones brillantes et ternes à la surface de l ' échantillon。
  • 环境30秒,波利萨前沿,波利萨前沿倒喷壶échantillon等。
  • Enfin, rincez à nouveau l ' échantillon à l ' eau claire, puis séchez-le。
备注:二氧化硅悬浮液OP-S NonDrypeut causer un relief prononcé, voir la图11

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* Alternativement,MD-Dac

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*倒éviter les rayures grossières, la树叶味SiC箔欧勒纸原文如此Peuvent être frottés avec de la cire avant leprepolissage
* * Alternativement,MD-Dac

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*倒éviter les rayures grossières, la树叶味SiC箔欧勒纸原文如此Peuvent être frottés avec de la cire avant leprepolissage

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图9:铝硅coulé,硅晶après,硅晶diamanté à 3 μm;De petites rayures sont encore visible, grossissement 200x

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图10:结构同一性à celle de la图9,在极好的地方悬挂OP-U.La matrice est bien pole et l 'eutectique est + contrastée, grossissement 200x

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图11:铝-硅coulé, polissage trop long avec une悬挂OP-S, les précipités de silicium se détachent en relief, grossissement 100x

Polissage electrolytique

Le polissage électrolytique铝永久获得表面豁免射线。Il est fréquemment utilisé lors du contrôle qualité,汽车Il产品des résultats rapides et reproducibility。Toutefois, il n 'est pas recommandé pour de nombreux échantillons d 'alliages coulés, en raison des nombreuses phases différentes des alliages coulés。

铝腐蚀同盟
Le polissage électrolytique est particulièrement adapté à l ' aluminum pur et aux alliages de corroyage。
  • 倒les tâches courantes de détermination de la taille des grains à un grossissement 100倍,un prépolissage avec unefeuille SiC箔1000#suffisant。
  • Les surfaces laminées ou étirées ne nécessitent ni prépolissage, ni polissage。
  • Pour l ' aluminum pur et l ' examen précis des formes de grains, l ' échantillon doit recevir un prépolissage fin à2000 #信息共享même à4000 #前卫政治électrolytique。

En anodisant l ' échantillon avec du réactif de Barker après le polissage, vous obtiendrez un contraste de couleur particulièrement adapté à l ' évaluation de la taille des grains。倾其所能,观察之échantillon左左左左lumière polarisée左左右右右敏感λ1 / 4。

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图12:tôle plaquée, anodisée, les zones des grains sont claim visible et adaptées à l’analyse automatique des images;Lumière polarisée avec跛脚teinte敏感λ1 / 4,粗度100x

Découvrez les paramètres du polissage electrolytique De l ' aluminum dans notre note d 'application 这里

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图13:Pièce pressée en aluminium,宏攻击,révélation de précipités primaires et hétérogènes

攻击铝和联盟

铝和同盟之国réactifs宏观攻击之国utilisés倾倒évaluer谷物之国également倾倒金属之国évidence脉络之国résultant挤压之国révéler保护之国。先锋攻击,l ' échantillon doit recevir un prépolissage avec unefeuille SiC箔1200#2400 #

En reason des nombreuses possibilités d 'alliage de l ' al, les différentes phasepeuvent pas toujours être claim identifiées dans cers des alliages multicomposants。Toutefois, les phase共晶sont parfois可侦察à la formme typque de leur共晶。

某些相连接的les色彩caractéristiques suivantes:
  • Si: gris
  • 毫克2Si:蓝色foncé terni pendant le polissage (dans une pièce coulée: caractères chinois)
  • 艾尔2Cu: brun rosé, couleur cuivre
  • 艾尔6Gris claire
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图14:AlSi64Coulé, les différentes phase sont identifiables à leur couleur typque, grossissement 500x

Détermination manuelle de la taille des谷物dans les alliages de corroyage

当然spécifications pour les alliages de corroyage nécessitent une détermination«manuelle»de la taille des grains, car l 'analyse de l 'image n 'est pas assz précise。En outre, les alliages de corroyage don ' la structure est fortement déformée, tels que les feuilles ou les罚金,sont difficiles à对比avec des réactifs d 'attaque chimique。图像自动分析。

Il est recommandé d ' anodiser l ' échantillon avec le réactif de Barker, puis d ' évaluer«manuellement»la structure au显微镜。

解决方案d 'attaque

尊敬的工作时间précautions de sécurité标准的生产设备。

Macro-attaque
倒铝普尔 90毫升淡香水
15毫升盐酸
10毫升氢氟酸
攻击en profondeur pour révéler la结构树突的首要
100毫升淡香水
10-25克氢化钠

Micro-attaque
Réactif de Flick:攻击的关节,颗粒倾倒la plumpart des类型的铝和alliages
90-100毫升葡萄酒
0,1-10毫升氢氟酸
Réactif迪克斯和凯勒:攻击de la表面des颗粒倾倒les alliages d ' al和de cuivre;方便également pour l ' aluminum pur
190毫升淡香水
5毫升硝酸
10毫升盐酸
2毫升氢氟酸
Réactifs d 'attaque colorante: 酸钼溶液conformément à
Klemm ou Weck

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图15:alliage d ' aluminum expérimental avec 6% de Si et 10% de cuivre,无攻击

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图16:identique à la图15,mais traité par攻击吊坠30秒avec 1 g d ' acid钼丹200 ml d 'eau + 6 g de chlorure d '铵。Le silicium est bleu foncé et se distinction du CuAl2grisatre

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的简历

La fail densité, La grande solidité et La résistance élevée à La corrosion de al ' al et ses alliages un matériau de choix pour de nombreuses applications dans les sector de汽车部门,de 'aéronautique, de l 'aérospatiale, du conditionneet autres industries。

La métallographie de l ' aluminum et de ses alliages est utilisée dans le contrôle de La qualité pour déterminer La taille des grains et évaluer les phases, les impuretés et les défauts mécaniques。

L ' aluminum pur est très sensible aux déformations et, par conséquent, le prépolissage ne doit pas être effectué avec des grains grossiers。Un polissage final très minutieux avec une suspension de二氧化硅est nécessaire pour assurel ' élimination complète des particles de diamant incrustées de la surface du spécimen。

Le polissage des alliages d ' al coulés est une tâche relative facile。倒l ' évaluation de la taille des grains, l ' anodisation avec le réactif de Barker producit un meilleur对比que l ' attaque chimique。Les différentes phase des alliages coulés peuvent être identifiées soit par leour couleur caractéristique, soit par l ' tataque avec des solutions spécifiques qui attaquent préférentiellement某些阶段。

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