专利名称：一种测量镁合金铸态组织成分均匀性的方法
技术领域：
本发明涉及镁合金铸态组织成分的研究，具体指一种测量镁合金铸态组织成分均 勻性的方法，通过本方法可评测镁合金铸态组织的成分偏析，属于镁合金材料技术领域。
背景技术：
在铸造条件下，获得化学成分完全均勻的铸件(锭)是十分困难的。铸锭中化学成 分不均勻的现象称为偏析。偏析分为宏观偏析与微观偏析。偏析对铸件质量影响很大。镁 合金铸件中的宏观偏析使铸件各部分的机械性能和物理性能产生很大差异，影响铸件的使 用寿命和工作效果；另外，还会使铸锭及加工产品的组织和性能很不均勻，导致铸锭的加工 性能或成品率降低，增加切削废料，浪费资源、能源。微观偏析对铸件的机械性能有明显的 影响。由于成分不均勻，造成组织上的差别，导致冲击韧性和塑性下降，增加铸件的热裂倾 向性。枝晶偏析是属于一个晶粒范围内的显微偏析，一般可通过加热或热处理消除，但枝晶 臂间距较大时则不能消除，会给制品造成电化学性能不均勻。总之，镁合金凝固组织中成分 均勻性对铸锭和产品性能有重要影响。因此，特需要一个合理的镁合金铸态组织成分均勻 性评定方法，用以检测铸件中各个区域成分均勻性程度，为铸件热处理及后续加工工艺制 定提供参考依据。镁合金铸态组织大多具有发达清晰的一次枝晶和二次枝晶。在一个枝晶单元内， 能方便的区分出枝晶主干、一次枝晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙各区域。借 助扫描电镜能谱可测出每种合金元素在这五个特征区域的相对质量百分含量。历史上，铸态组织微观偏析的大小用偏析比&表示，即
权利要求
1.一种测量镁合金铸态组织成分均勻性的方法，其特征在于其测量步骤为(1)将铸态镁合金试样在水砂纸上研磨平整光亮后，用无水乙醇清洗，在抛光机上用绒 布加清水抛光至镜面，再用无水乙醇清洗；用腐蚀剂对试样进行侵蚀腐蚀，直至能看到明显 的枝晶组织；(2)将腐蚀后的试样在扫描电镜上观察，并将显微组织枝晶单元分为枝晶主干、一次枝 晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙五类特征区域；(3)通过扫描电镜能谱测量每类特征区域内某合金元素的质量百分含量，该合金元素 在枝晶主干、一次枝晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙上的质量百分含量分别以C I、C U、c m、C w 和 C V 表不；(4)将C pCpCupCjv和 Cv代入公式叫=〗…I +ClI+CIU)/ (3 (cw+cv))中，Il1 值越 接近于1，表明该合金元素分别在枝晶臂上与在枝晶间隙的质量百分含量越接近，合金的化 学元素分布越均勻。
2.一种测量镁合金铸态组织成分均勻性的方法，其特征在于其测量步骤为(1)将铸态镁合金试样在水砂纸上研磨平整光亮后，用无水乙醇清洗，在抛光机上用绒 布加清水抛光至镜面，再用无水乙醇清洗；用腐蚀剂对试样进行侵蚀腐蚀，直至能看到明显 的枝晶组织；(2)将腐蚀后的试样在扫描电镜上观察，并将显微组织枝晶单元分为枝晶主干、一次枝 晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙五类特征区域；(3)通过扫描电镜能谱测量每个特征区域内某合金元素的质量百分含量，该合金元素 在枝晶主干、一次枝晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙上的质量百分含量分别以C I、C U、c m、C w 和 C V 表不；(4)将c I、c U、Clip (3 和(^代入公式112=(0 I +Cn+Cm+Cjv)/ (4c v)中，n2 值越接近 于1，表明该合金元素在一个枝晶单元内与枝晶间隙的质量百分含量越接近，合金的化学元 素分布越均勻。
3.一种测量镁合金铸态组织成分均勻性的方法，其特征在于其测量步骤为(1)将铸态镁合金试样在水砂纸上研磨平整光亮后，用无水乙醇清洗，在抛光机上用绒 布加清水抛光至镜面，再用无水乙醇清洗；用腐蚀剂对试样进行侵蚀腐蚀，直至能看到明显 的枝晶组织；(2)将腐蚀后的试样在扫描电镜上观察，并将显微组织枝晶单元分为枝晶主干、一次枝 晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙五类特征区域；(3)通过扫描电镜能谱测量每个特征区域内某合金元素的质量百分含量，该合金元素 在枝晶主干、一次枝晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙上的质量百分含量分别以C I、C U、c m、C w 和 C V 表不；(4)将c 丨、c U、cm、c 和 c v分别代入公式 ni=2 (c ！ +c π+C111)/ (3 (c w +c v))以及公 式112=((3 I +cII+cIII+cIV)/ (4cv)中，H1值越接近于1，表明该合金元素在枝晶臂上与在枝 晶间隙之间成分分布差异越小；n2值越接近于1，表明该合金元素在一个枝晶单元内与枝晶 间隙的质量百分含量越接近，合金的化学元素分布越均勻。
4.根据权利要求1或2或3所述的测量镁合金铸态组织成分均勻性的方法，其特征在 于在测量每个特征区域内某合金元素的质量百分含量时，每个特征区域测七个点，除去一个最高值点和一个最低值点，以剩下五点的平均值作为该特征区域内该种合金元素的质量百分含量。
全文摘要
本发明公开了一种测量镁合金铸态组织成分均匀性的方法，将显微组织枝晶单元分为枝晶主干、一次枝晶臂、二次枝晶臂、二次枝晶间隙和枝晶间隙，测量每个特征区域各种合金元素的含量，以cⅠ、cⅡ、cⅢ、cⅣ和cⅤ表示并代入n1=2(cⅠ+cⅡ+cⅢ)/(3(cⅣ+cⅤ))和n2=(cⅠ+cⅡ+cⅢ+cⅣ)/(4cⅤ)中，n1值越接近于1，表明该合金元素在枝晶臂上与在枝晶间隙的质量百分含量越接近；n2值越接近于1，表明该合金元素在一个枝晶单元内与枝晶间隙质量百分含量越接近，合金的化学成分分布越均匀。本发明能准确、可靠地评测镁合金铸态组织成分均匀性，进而判断出铸态组织枝晶偏析程度，比较出不同工艺条件下合金中每种合金元素在各个区域的分布状况。本方法结果准确可靠，能提供更详细的化学元素分布信息。
文档编号G01N21/29GK102087209SQ20101058957
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者彭建, 汤爱涛 申请人:重庆研镁科技有限公司