（試驗技術與方法鈹鋁合金顯微組織的評定方法張健康12，浮國運，欒新剛，王戰宏，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 寧夏特種材料重點實驗室，石嘴山753000；2．西北工業大學 凝固技術國家重點實驗室，西安 710072）

摘要：對粉末冶金工藝制備的鈹鋁合金顯微組織的評定方法進行了探討。提出對該合金顯微組織評定的4個定量參數：鈹聚集區的最大尺寸、鋁相區的最大尺寸、鈹相和鋁相的面積分布、鈹相和鋁相的綜合顆粒大小。建議在金相檢驗中對這四方面的特征進行測量，以提高對材料組織的監測能力。

關鍵詞：鈹鋁合金；粉末冶金；金相檢驗；顯微組織

中圖分類號：TG146.2

文獻標志碼：A

文章編號：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

鈹鋁合金結合了鈹的低密度與鋁的易加工性等是分析檢測工作者的一項重要工作。

許多優良特性，在航空、航天、計算機制造業等領域筆者主要針對成分配比約為Be62A138（鈹的質得到了大量應用。它一般分為低鈹和高鈹兩類，其量分數約為62％，鋁的質量分數約為38％）的粉末

中高鈹合金的典型運用為洛克合金（鈹的質量分數冶金鈹鋁合金的顯微組織檢測提出了特征參數的選

約為62％）。鈹在鋁中的固溶度非常低，顯微組織取與評價方法。

中鈹和鋁獨立成相。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。國內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接近或達到前蘇聯或美國相應工藝制粉末冶金工藝一般通過將鈹粉和鋁粉機械混合造的鈹鋁合金的性能指標甲。或將鋁和鈹的合金錠通過特殊制備，從而得到鈹鋁作為一種正處于研發提升階段的材料，如何對混合粉；再通過等靜壓工藝，用冷等靜壓預壓成坯，

材料的外在特征參數進行選取，然后再對其進行定然后將坯料裝入金屬包套中，封焊包套后經二次脫性、定量的評價，通過這些參數反映材料的制備工藝氣，然后進行熱等靜壓處理，其處理溫度一般高于鋁是否合理有效，從而為生產控制提供必要的信息，這的熔點。出爐后除去包套，完成鈹鋁材料的生產［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，而在鈹區域內幾乎不均的情況。存在。鈹和鋁幾乎不溶，在顯微組織中顯示出兩相3 顯微組織評價方法分離的狀態。如圖1所示（試樣經過研磨拋光，沒有進行腐蝕），深色相為鈹顆粒，有團聚的現象；淺色相優良的粉末冶金鈹鋁合金材料中，其鈹相和鋁為鋁相，呈連續分布特征。相應是分布均勻的，并應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個特征正是描述其組織好壞的參數。但當檢驗人員發現上述特征后，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量的依據？下面以Be62A138粉末冶金鈹鋁合金為例進行介紹。

3.1 對試樣制備和試驗條件的要求

50 μm金相試樣采用粗磨、細磨、拋光工序制備，不經（a） 偏光過腐蝕；金相分析軟件要求有直線測量、兩相分割、

面積統計及截點法測量晶粒度等功能。

3.2 對團聚鈹粉性能的評價

粉末冶金鈹鋁合金的鈹顆粒在不同程度上都存在團聚現象，即每個大的鈹相顆粒幾乎都由幾個小的鈹晶粒組成的。所以需掃視試樣的整個金相觀察面，挑出最大的鈹相顆粒，對其尺寸進行測量并寫人試驗數據報告中。如圖2所示，得到最大顆粒尺寸50 uμm為長軸67μm，短軸51μm。

2 粉末冶金鈹鋁合金的顯微組織特征

通過對鈹鋁合金顯微組織的大量觀察，發現其50μm顯微組織的常見特征如下：

（1）存在團聚的鈹粉。在明場下觀察，深色顆粒區域為鈹區域，將觀察光源轉換到偏光后，發現這些大的鈹顆粒是由一些小的鈹顆粒聚集而成的。

3.3 鋁相富集區域的評價

（2）存在鋁相的富集區域。正常情況下，該合鋁相的富集區評價和鈹相的一樣，掃視試樣的整個金相觀察面，挑出最大的鋁相連續區域，對其尺金中的鋁相連續分布在鈹顆粒間隙周圍，但由于制造中的一系列問題，會出現鋁的富集區。這些富集寸進行測量并寫人試驗數據報告中。如圖3所示，得到最大顆粒尺寸為長軸114 μm，短軸76μm。區嚴重時宏觀上肉眼就可以看見。其表現為產品表面有白斑，通過X射線透照后會發現底片上有亮斑

3.5整體顆粒大小的情況評價

 鈹與鋁配比均勻的評價點出現。首先在明場情況下拍攝照片，然后利用兩相分產品的不同區域會出現鈹與鋁的不均勻配割，將鈹相和鋁相分成對比明顯的黑白兩種相。采用面積法測量兩種相的多少。如圖4所示，黑色鈹比分布。其在顯微組織上表現為黑色鈹相和白色鋁相的占有比例失調。相的面積百分比為66.3％，白色鋁相的面積百分比對不同批次的產品，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進行尺寸測量統計，而筆者的試驗中沒有應用該種軟件，此處不再詳述。

4結論

對粉末冶金鈹鋁合金顯微組織的評定提出了4個定量參數：最大鈹聚集區尺寸、最大鋁相區尺寸、鈹相和鋁相的面積分布、鈹相和鋁相顆粒的綜合大小。通過這些參數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中對這4個特征進行測量，以提高對材料組織的監測能力。察面上正常的面積比為71％～29％，如測量結果偏離該范圍，則說明兩相分布存在不均現象。