（試驗(yàn)技術(shù)與方法鈹鋁合金顯微組織的評(píng)定方法張健康12，浮國(guó)運(yùn)，欒新剛，王戰(zhàn)宏，王東新，趙志靈1，李美歲，呂一格1，李志年1

（1．西北稀有金屬材料研究院 寧夏特種材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，石嘴山753000；2．西北工業(yè)大學(xué) 凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710072）

摘要：對(duì)粉末冶金工藝制備的鈹鋁合金顯微組織的評(píng)定方法進(jìn)行了探討。提出對(duì)該合金顯微組織評(píng)定的4個(gè)定量參數(shù)：鈹聚集區(qū)的最大尺寸、鋁相區(qū)的最大尺寸、鈹相和鋁相的面積分布、鈹相和鋁相的綜合顆粒大小。建議在金相檢驗(yàn)中對(duì)這四方面的特征進(jìn)行測(cè)量，以提高對(duì)材料組織的監(jiān)測(cè)能力。

關(guān)鍵詞：鈹鋁合金；粉末冶金；金相檢驗(yàn)；顯微組織

中圖分類號(hào)：TG146.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-4012（2015）05-0320-03

Evaluation Methods of Microstructure of Be-Al Alloy

ZHANG Jian-kang1,FU Guo-yun',LUAN Xinr-gang2,WANG Zhan-hong',WANG Dong- xin',ZHAO Zhi-ling',LI Mei-sui',Lü Yi-ge',LI Zhi-nian

(1.Key Laboratory of Special Material,Northwest Rare Metal Materials Institute,Shizuishan 753000,China;

2.State Key Laboratory of Solidification Processing,Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710072,China)

Abstract:The microstructure measurement methods of Be-Al alloy made by powder metallurgy were

discussed,The quantitative parameters were presented ineluding the biggest size of Be zone and Al zone, the area

distribution and integrated particle size of Be and Al phase. It was suggested that these parameters should be

measured in metallographic examination to improve the monitoring capacity of microstructure.

Keywords: Be-Al alloy; powder metallurgy; metallographic examination;microstructure

鈹鋁合金結(jié)合了鈹?shù)牡兔芏扰c鋁的易加工性等是分析檢測(cè)工作者的一項(xiàng)重要工作。

許多優(yōu)良特性，在航空、航天、計(jì)算機(jī)制造業(yè)等領(lǐng)域筆者主要針對(duì)成分配比約為Be62A138（鈹?shù)馁|(zhì)得到了大量應(yīng)用。它一般分為低鈹和高鈹兩類，其量分?jǐn)?shù)約為62％，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為38％）的粉末

中高鈹合金的典型運(yùn)用為洛克合金（鈹?shù)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)冶金鈹鋁合金的顯微組織檢測(cè)提出了特征參數(shù)的選

約為62％）。鈹在鋁中的固溶度非常低，顯微組織取與評(píng)價(jià)方法。

中鈹和鋁獨(dú)立成相。鈹鋁合金的制備工藝主要分為1 粉末冶金鈹鋁合金的制備工藝與顯微組精密鑄造和粉末冶金。國(guó)內(nèi)的西北稀有金屬材料研究院在這兩種工藝的制備方法上都做了大量工作組織形貌有些研究指標(biāo)接近或達(dá)到前蘇聯(lián)或美國(guó)相應(yīng)工藝制粉末冶金工藝一般通過(guò)將鈹粉和鋁粉機(jī)械混合造的鈹鋁合金的性能指標(biāo)甲?；?qū)X和鈹?shù)暮辖疱V通過(guò)特殊制備，從而得到鈹鋁作為一種正處于研發(fā)提升階段的材料，如何對(duì)混合粉；再通過(guò)等靜壓工藝，用冷等靜壓預(yù)壓成坯，

材料的外在特征參數(shù)進(jìn)行選取，然后再對(duì)其進(jìn)行定然后將坯料裝入金屬包套中，封焊包套后經(jīng)二次脫性、定量的評(píng)價(jià)，通過(guò)這些參數(shù)反映材料的制備工藝氣，然后進(jìn)行熱等靜壓處理，其處理溫度一般高于鋁是否合理有效，從而為生產(chǎn)控制提供必要的信息，這的熔點(diǎn)。出爐后除去包套，完成鈹鋁材料的生產(chǎn)［2］。

粉末冶金鈹鋁合金的一般組織特征為［3］元素在鈹顆粒周圍大量集聚，而在鈹區(qū)域內(nèi)幾乎不均的情況。存在。鈹和鋁幾乎不溶，在顯微組織中顯示出兩相3 顯微組織評(píng)價(jià)方法分離的狀態(tài)。如圖1所示（試樣經(jīng)過(guò)研磨拋光，沒(méi)有進(jìn)行腐蝕），深色相為鈹顆粒，有團(tuán)聚的現(xiàn)象；淺色相優(yōu)良的粉末冶金鈹鋁合金材料中，其鈹相和鋁為鋁相，呈連續(xù)分布特征。相應(yīng)是分布均勻的，并應(yīng)避免鋁的富集和鈹顆粒的聚集，使鈹相顆粒均勻地被鋁相包圍［2-0。而上述4個(gè)特征正是描述其組織好壞的參數(shù)。但當(dāng)檢驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)上述特征后，如何定量地描述它們，并將這些信息提供給材料工藝控制研究人員用于提高今后工作質(zhì)量的依據(jù)？下面以Be62A138粉末冶金鈹鋁合金為例進(jìn)行介紹。

3.1 對(duì)試樣制備和試驗(yàn)條件的要求

50 μm金相試樣采用粗磨、細(xì)磨、拋光工序制備，不經(jīng)（a） 偏光過(guò)腐蝕；金相分析軟件要求有直線測(cè)量、兩相分割、

面積統(tǒng)計(jì)及截點(diǎn)法測(cè)量晶粒度等功能。

3.2 對(duì)團(tuán)聚鈹粉性能的評(píng)價(jià)

粉末冶金鈹鋁合金的鈹顆粒在不同程度上都存在團(tuán)聚現(xiàn)象，即每個(gè)大的鈹相顆粒幾乎都由幾個(gè)小的鈹晶粒組成的。所以需掃視試樣的整個(gè)金相觀察面，挑出最大的鈹相顆粒，對(duì)其尺寸進(jìn)行測(cè)量并寫人試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告中。如圖2所示，得到最大顆粒尺寸50 uμm為長(zhǎng)軸67μm，短軸51μm。

2 粉末冶金鈹鋁合金的顯微組織特征

通過(guò)對(duì)鈹鋁合金顯微組織的大量觀察，發(fā)現(xiàn)其50μm顯微組織的常見(jiàn)特征如下：

（1）存在團(tuán)聚的鈹粉。在明場(chǎng)下觀察，深色顆粒區(qū)域?yàn)殁攨^(qū)域，將觀察光源轉(zhuǎn)換到偏光后，發(fā)現(xiàn)這些大的鈹顆粒是由一些小的鈹顆粒聚集而成的。

3.3 鋁相富集區(qū)域的評(píng)價(jià)

（2）存在鋁相的富集區(qū)域。正常情況下，該合鋁相的富集區(qū)評(píng)價(jià)和鈹相的一樣，掃視試樣的整個(gè)金相觀察面，挑出最大的鋁相連續(xù)區(qū)域，對(duì)其尺金中的鋁相連續(xù)分布在鈹顆粒間隙周圍，但由于制造中的一系列問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)鋁的富集區(qū)。這些富集寸進(jìn)行測(cè)量并寫人試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告中。如圖3所示，得到最大顆粒尺寸為長(zhǎng)軸114 μm，短軸76μm。區(qū)嚴(yán)重時(shí)宏觀上肉眼就可以看見(jiàn)。其表現(xiàn)為產(chǎn)品表面有白斑，通過(guò)X射線透照后會(huì)發(fā)現(xiàn)底片上有亮斑

3.5整體顆粒大小的情況評(píng)價(jià)

鈹與鋁配比均勻的評(píng)價(jià)點(diǎn)出現(xiàn)。首先在明場(chǎng)情況下拍攝照片，然后利用兩相分產(chǎn)品的不同區(qū)域會(huì)出現(xiàn)鈹與鋁的不均勻配割，將鈹相和鋁相分成對(duì)比明顯的黑白兩種相。采用面積法測(cè)量?jī)煞N相的多少。如圖4所示，黑色鈹比分布。其在顯微組織上表現(xiàn)為黑色鈹相和白色鋁相的占有比例失調(diào)。相的面積百分比為66.3％，白色鋁相的面積百分比對(duì)不同批次的產(chǎn)品，存在各相顆粒大小不為33.7％。Be62Al38t粉末冶金鈹鋁合金的金相觀獨(dú)進(jìn)行尺寸測(cè)量統(tǒng)計(jì)，而筆者的試驗(yàn)中沒(méi)有應(yīng)用該種軟件，此處不再詳述。

4結(jié)論

對(duì)粉末冶金鈹鋁合金顯微組織的評(píng)定提出了4個(gè)定量參數(shù)：最大鈹聚集區(qū)尺寸、最大鋁相區(qū)尺寸、鈹相和鋁相的面積分布、鈹相和鋁相顆粒的綜合大小。通過(guò)這些參數(shù)可表征該合金材料的顯微組織。建議在鈹鋁合金的金相檢驗(yàn)中對(duì)這4個(gè)特征進(jìn)行測(cè)量，以提高對(duì)材料組織的監(jiān)測(cè)能力。察面上正常的面積比為71％～29％，如測(cè)量結(jié)果偏離該范圍，則說(shuō)明兩相分布存在不均現(xiàn)象。