含微量Sc的Al-Mg系合金具有密度低、強(qiáng)度高且損傷容限性優(yōu)良等特點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度（UTS）比5083合金的高30%以上，而其屈服強(qiáng)度則比5083合金的大一倍以上，焊縫抗拉強(qiáng)度也比5083的大25%左右，但其伸長率則比5083合金低4%左右，被認(rèn)為是新一代飛機(jī)較為理想的結(jié)構(gòu)材料。

C919大型客機(jī)前機(jī)身大部段初次選用鋁鋰合金、鋁鎂鈧合金等新材料。這些新材料的結(jié)構(gòu)件用于連接飛機(jī)的各個部分，確保了飛機(jī)的安全性和可靠性。金相分析可以檢測材料的組織結(jié)構(gòu)、晶粒大小、晶界、夾雜物等，從而判斷材料的性能和質(zhì)量。下面以鋁鈧合金為例，介紹鋁合金結(jié)構(gòu)件的金相制備過程。

拋光

研磨結(jié)束后，使用9微米的多晶金剛石懸浮液搭配硬編織拋光布來去除試樣劃痕。如UltraPad硬織布拋光布，具有更高的材料去除率，并有助于提高試樣的平整度。MetaDi多晶金剛石懸浮液中的多晶金剛石具有更多的切割面，可更快地去除損傷變形及劃痕，獲得更好的表面質(zhì)量。

對于鋁合金，需增加3微米的拋光步驟，再進(jìn)行終拋。終拋推薦使用0.02um MasterMet2氧化硅拋光液與H?O?溶液混合，在ChemoMet柔軟多孔的耐化學(xué)腐蝕合成布上進(jìn)行拋光，推薦比例為5份膠體二氧化硅與1份H?O?溶液混合。

鑲嵌

鋁和鋁合金一般選用幾乎沒有收縮且抗化學(xué)腐蝕的鑲嵌樹脂。無論使用熱壓鑲嵌還是冷鑲嵌，優(yōu)先選擇環(huán)氧樹脂。

熱壓鑲嵌時建議使用硬度高且充滿礦物的環(huán)氧樹脂，如EpoMet，其收縮非常小甚至沒有，且可抵抗腐蝕劑的化學(xué)侵蝕。

如果需要檢測表面鍍層或者氧化層，優(yōu)先采用低放熱的冷鑲環(huán)氧樹脂，如EpoxiCure 2。EpoxiCure 2耐化學(xué)性，能夠很好地粘附在試樣邊緣，收縮率低，具有很好的保邊性。

在鑲嵌之前，需確保樣品表面干凈以及干燥，使樣品與樹脂能更好地結(jié)合，避免鑲嵌后樣品和樹脂間產(chǎn)生縫隙?？p隙在磨拋過程中會嵌入污染物引入劃痕。

研磨

表面的切割損傷層需使用碳化硅(SiC) 砂紙搭配合適的壓力進(jìn)行粗磨。碳化硅非常堅(jiān)硬，含有尖銳的磨料顆粒，可以在研磨過程中隨著磨盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生新的切屑刃，能更好的提高材料的去除率。

每張砂紙只能使用1-2分鐘，用損耗的SiC砂紙可能會造成表面損傷。如果切割質(zhì)量良好，可以使用P400的SiC砂紙進(jìn)行初始研磨。

由于研磨過程會產(chǎn)生大量的熱，所以在研磨過程中需保證充分的水冷卻。

拋光

制備方案

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應(yīng)用案例 | 鋁合金結(jié)構(gòu)件的金相制備

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