镁合金是工程应用中最轻的有色金属结构材料，其比强度和比刚度均高于铝合金和钢，目前被广泛用于航空、航天、汽车、武器装备和3C产品等行业，以减轻重量，减少耗油，提高综合性能。

目前，镁合金的金相试样制备技术仍不成熟，存在很多难点。比如制备金相试样易出现划痕，难以选取适当的腐蚀液等，从而影响金相观察质量。且根据合金组织状态的不同，铸态、固溶态及析出态对同一腐蚀液的腐蚀耐受时间不同，电解抛光的工艺亦有差别。为此，北京理工大学和燕山大学的研究人员们优化和细化了AZ80镁合金的金相试样制备技巧，并研究了不同镁合金微观组织状态下的电解抛光工艺，以提高镁合金的金相观察质量。

1 试样制备及试验方法

选用的试验材料为AZ80镁合金，材料状态分别为铸态、固溶态和时效态。

对所选材料进行预处理：将被测金属制成块状或圆柱状试样，大小适宜手握。将制备的试样在金相砂纸上磨光，其所采用的砂纸粒度排号顺序如下：150#→400#→800#→1500#→2000#→2500#→3000#。打磨好后对其进行机械抛光。将机械抛光好的试样置于电解抛光机上；以镁合金试样为阳极，与恒流稳压电源正极相连，并浸入盛有体积分数为37.5%的磷酸酒精电解抛光液的电解容器中；以不锈钢片为阴极，并与恒流稳压电源负极相连，在20℃下进行电解抛光。针对不同组织状态的镁合金，其抛光电压、抛光时间和抛光电流均有不同。具体电解抛光工艺见表1。
  将电解抛光后的金相试样用酒精清洗，即可在光学显微镜下清晰观察到不同组织状态的AZ80镁合金的显微组织。
 
2 试验结果
 
通过试验结果分析观察材料的微观组织状态并结合材料的处理工艺，可以直接了解材料的宏观力学性能所对应的微观组织机制，从改变材料固溶度、晶粒尺寸、析出相尺寸、分布及位向等微观组织方面入手，来进一步提高材料的工艺性和使用性能。

下面就来一组“镁”图大放送，美不美看看就知道：
   
以上这些图清清楚楚地显示出：

• 铸态镁合金的组织呈典型的枝晶形貌特征，是由α-Mg和β-Mg17Al12相组成。
• 时效态镁合金的组织是由α-Mg基体和弥散分布的大量连续析出和不连续析出的β-Mg17Al12相组成。
• 固溶态镁合金的组织为单一α-Mg固溶体，仅有极少量未溶的离异共晶β-Mg17Al12相残留。

上面介绍的镁合金金相试样制备方法确实有效，这些“镁”图，好美！


节选自《理化检验-物理分册》2015年第51卷第7期
 
编辑：李子木
 
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本文作者：郑艺，工程师，硕士，现为北京理工大学工程训练中心热加工理论课教师。