亚共晶Al-12％Si合金中初生α-Al相占比分析方法

亚共晶Al-12％Si合金中初生α-Al相占比分析方法
马小红;徐亚军;努力古·依明;王秀娟;张博
【摘要】Al-12％Si亚共晶铝硅合金微观金相组织可见较清晰枝晶状初生α-Al相,本文研究了使用Photoshop、Image-pro plus计算铝硅合金中初生a-Al相的方法.此方法操作简便、对设备要求较低、可用于粗略计算组织中相的面积占比,并可推广至不同合金微观组织中相的分析.
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2018(000)022
【总页数】2页(P152-153)
【关键词】铝硅合金;初生α-Al相;面积占比
【作者】马小红;徐亚军;努力古·依明;王秀娟;张博
【作者单位】新疆众和股份有限公司,新疆乌鲁木齐 830013;新疆众和股份有限公司,新疆乌鲁木齐 830013;新疆众和股份有限公司,新疆乌鲁木齐 830013;新疆众和股份有限公司,新疆乌鲁木齐 830013;新疆众和股份有限公司,新疆乌鲁木齐830013
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.22
合金制备过程微观组织中相的研究对了解合金性能有至关重要的作用。

庄凌志研究了Al-30%Si合金初生硅组织形貌的控制技术[1]。

杨亚卓等研究了热处理对
99.995%高纯铝基Al-1%Si合金第二相的影响[2]。

合金中相的分析包括其形貌、数量和分布等的分析。

因制备工艺的不同，相的形貌、数量及分布会有很大不同，且其形貌的不同直接影响合金性能。

本文制备Al-12%Si亚共晶铝硅合金金相样品，通过显微镜观察并拍摄显微组织照片。

经过Photoshop对合金中初生α-Al相进行颜色突出，后使用Image-pro plus计算初生α-Al相的面积占比。

1 实验方法
实验样品为高纯铝硅合金铸锭，合金组分Al-12%Si。

将合金锯切至25mm＊
25mm＊25mm的小样块。

使用240#砂纸将试样锯切痕迹打磨干净，后依次使用600#，1000#，1500#，2000#砂纸打磨。

将磨好的试样在抛光机上进行抛光，使用9μm金刚石抛光膏抛至表面无可见划痕，使用新的抛光布配合3μm金刚石抛光膏抛至样品表面为镜面。

试样磨抛使用MoPao300型自动磨抛机。

将表面抛光的试样吹干后使用OLYMPUS GX51光学显微镜观察组织。

样品的金相图片经Photoshop处理后使用Image pro plus计算初生α相含量。

2 实验结果与讨论
2.1 铝硅合金金相组织
Al-12%Si合金铸态组织如图1所示。

图1（a）中均匀分布的白色枝晶状组织为初生α-Al相，其余为Al-Si共晶组织。

在高倍下观察合金微观组织如图1（b）所示，初生α-Al相为边缘光滑的不规则形状，呈灰白色。

基体为灰白相间的铝硅共晶组织。

图1 Al-12%Si合金铸态显微组织
2.2 初生α-Al相突出显示
使用低倍50x合金金相图片进行初生相占比分析，由于不同相颜色对比度小，分析数据偏差较大，故使用高倍500x合金金相图片进行面积比分析。

因初生α-Al相与共晶α-Al相均呈现灰白色，直接使用Image-pro plus软件计算时无法实现不同相的完全区分。

故首先使用Photoshop进行不同相颜色的突出显示，如图2（a）中箭头所指部位，依次完成所有初生α-Al相的颜色显示。

操作方法为：Photoshop→磁性套索工具→选中形状→填充。

图2 合金中初生α-Al相的占比计算
2.3 初生α-Al相占比计算
使用Image-pro plus打开Photoshop处理后图片进行初生α-Al相占比计算。

使用取色工具选取突出标记相，计算α-Al相面积占比如图2（b）所示。

Image-pro plus计算显示数据单位为像素。

为增加计算准确性，对样品表面不同区域6个点拍摄金相照片后使用Image-pro plus计算得出数据如表1所示。

操作方法：
表1 Al-12%Si合金中初生α-Al相面积占比计算编号宽度/像素面积占比/%1 1024 768 786432 237908 30.25 2 1024 768 786432 246613 31.36 3 1024 768 786432 241379 30.69 4 1024 768 786432 184790 23.50 5 1024 768 786432 214868 27.32 6 1024 768 786432 271016 34.46平均值 29.60长度/像素总面积/像素α相面积/像素
根据试样表面不同区域6个点统计计算，Al-12%Si合金中初生α-Al相平均面积占比为29.60%。

3 结论
高纯铝基Al-12%Si亚共晶铝硅合金中初生α-Al相平均占比为29.60%。

使用Photoshop、Image-pro plus计算铝硅合金中初生a-Al相的方法操作简便，对设备要求低，可用于粗略计算组织中相的占比，并可推广至不同合金微观组织中相的分析。

参考文献
【相关文献】
[1] 段玉波.Al-30%Si合金初生硅组织形貌控制技术研究[D].南京理工大学,2017.
[2] 杨亚卓，尚再燕，等.热处理对99.9995%高纯Al-Si合金第二相的影响[J]铸造技术，2008,29（1）：64-67.。