Aluminiummetallographie: Merkmale

Aluminiumlegierungen decken ein breites Spektrum chemischer Zusammensetzungen und damit ein breites Spektrum an Härtewerten ab. Daher sind die Methoden zur Vorbereitung von Proben für die mikroskopische Untersuchung Mikroclips - aus verschiedenen Aluminiumlegierungen können stark variieren.

Weiche Legierungen und unlegiertes Aluminium sind schwieriger mechanisch zu polieren. Die Hauptgründe hierfür sind:
a) Verformung, das beim Schneiden und Schleifen auftritt, erstreckt sich bis in eine große Tiefe;
b) wahrscheinlicher das Einbringen von Schleifpartikeln in das Metall während des Polierens;
c) harte Partikel der Sekundärphasen werden beim Polieren leicht aus der weichen Aluminiummatrix herausgezogen.

Härtere Aluminiumlegierungen haben andere Probleme. Die Erstellung von Schliffbildern ist einfacher, aber diese Legierungen haben viel mehr unterschiedliche Phasen und ihre Mikrostruktur ist viel komplexer.

Wie bekannt, Aluminium und seine Legierungen werden in zwei Kategorien unterteilt - Guss und Schmiede. Jede dieser Gruppen wird der Reihe nach nach den Hauptlegierungselementen in ihrer chemischen Zusammensetzung in Reihen unterteilt.. Weitere Details finden Sie unter. Klassifizierung von Aluminiumlegierungen.

Für alle diese Aluminiumlegierungen werden die üblichen Methoden der Dünnschliffpräparation und Untersuchung unter dem Mikroskop verwendet.. Gleichzeitig, es gibt einige Besonderheiten für verschiedene Serien und Gruppen von Aluminiumlegierungen, berücksichtigen.

Die Prozesse der Rückgewinnung und Rekristallisation in Aluminiumlegierungen können bei relativ niedrigen Temperaturen stattfinden., Über 150-300 ºS. Diese Temperaturen können bei Schneidvorgängen leicht auftreten., Schleifen und Setzen der Probe im Dorn. Diese Operationen führen selten zu strukturellen Veränderungen., die unter einem Lichtmikroskop sichtbar ist, sie können mit einem Elektronenmikroskop gesehen werden.

Merkmale der Metallographie von technischem Aluminium

Das Gefüge von handelsüblichem Reinaluminium kann seine Struktur aus dem Gießverfahren oder aus einem Kalt- oder Warmumformverfahren erben.. Eines der Probleme ist, dass bei Betrachtung unter einem Lichtmikroskop in der Regel kein Kontrast-"Bild" entsteht – es gibt zu wenige Strukturelemente aus reinem Aluminium. Dies ist ein typischer Fall, beim Eloxieren der Oberfläche eines Dünnschliffs kann helfen.

Die Mikrostruktur von unlegiertem Aluminium nach der Kaltumformung lässt sich am besten elektronenmikroskopisch untersuchen. Dann sieht man Versetzungen und Kornstruktur.

Mikrostruktur von Aluminiumlegierungen

Aluminiumknetlegierungen haben ihren Ursprung aus Gussbarren. Nach dem Gießen und Homogenisieren wurden sie entsprechend mechanisch und wärmebehandelt., was die ursprüngliche Besetzungsstruktur veränderte. Diese Änderungen sind bei großen Produkten nach der Warmumformung relativ gering., z.B, für Schmiedeteile, dicke Platten oder massive Strangpressprofile. Veränderungen werden mit einer Erhöhung des Streckverhältnisses und einer Erhöhung des Grades der Warm- und Kaltverformung deutlicher., sowie Anzahl und Art der Wärmebehandlungen.

Zu den sichtbarsten Veränderungen im Gefüge von Aluminiumlegierungen gehören:
– Auflösung löslicher Phasen oder deren Koaleszenz, um ihre Oberflächenenergie zu verringern;
– Ausscheidung von Legierungsbestandteilen bei erhöhten Temperaturen, die sich in einer übersättigten Lösung der Gussstruktur befanden;
– mechanische Fragmentierung spröder intermetallischer Phasen und deren Dehnung entlang der Hauptrichtungen der Kalt- oder Warmumformung;
– Prozesse Rückführung oder Umkristallisation nach kalter bearbeitung.

Quellen:
1) TALAT 1202
2) Aluminium und Aluminiumlegierungen