凝固微观结构的发展的作用

凝固的作用在材料性能和微观结构的发展变得越来越重要的处理技术,包括凝固,比如加法制造,正变得越来越普遍。

本文中概述的研究,基于论文Ezemenaka和Genau (杂志的晶体生长577年(2022)126389),用能量色散谱(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)进行调查AI-Cu-Mg合金通过定向凝固加工。

结果表明,凝固速率和温度影响合金的微观结构和组成。

结果与讨论

研究用Bridgman-type炉定向凝固共晶成分(Al - 15.5在% %铜- 10.6毫克)合金样品,融化在一个电炉。凝固条件控制达到一个稳定的显微结构的增长模式。

研究分析了平行的横截面样本的凝固方向与49毫米增长使用EBSD高度。这些部分是由机械抛光降至0.1µm金刚石研磨膏,紧随其后的是2小时的精炼与0.05µm硅胶振动抛光机。

最后EBSD样品制备完成使用Gatan的胸大肌^™二世宽束离子抛光机,还有一个两步铣,4 kV梁10分钟和2 kV梁为60分钟。

EBSD使用清晰的数据收集^™直接检测器操作在20 kV加速电压和1 nA梁,而EDS数据收集使用辛烷精英探测器。微观结构是由三个像可视化^™图像如图1所示。

图1所示。)像最高ROI图像显示原子序数反差,b)像中产ROI图像显示方向对比度和c)像底部的ROI图像显示合金定向凝固Al-Cu-Mg地形对比。图片来源:EDAX。

图2。复合EDS RGB图红色通道信号对应于铜,铝的绿色通道对应的信号,蓝色通道信号对应于镁。图片来源:EDAX。

图1显示了原子序数反差从上感兴趣的区域(ROI)的样本。图1 b显示了中心ROI像图像,显示方向对比不同谷物和阶段的样本。

图1 c描述了ROI图像像底部,这突显出样品的表面形貌差别造成的抛光率成分的阶段。

这多阶段样品展览表面形貌的微分的抛光率组成阶段。

如图3所示,EDS信息被用于ChI-Scan™分析最准确和高效相映射。NPAR^™应用于提高信噪比。

相位图描绘了正常two-lamellar /宽一竿模式在这个三元共晶合金。铝和铝层状阶段形成的₂CuMg阶段,而杆形成的阶段₂铜的阶段。

这个EBSD数据使得它简单确定每个阶段的粒径和形貌。还发现一个空心Al-Si-Mg阶段,从一个未知的来源是由污染造成的。

图3。阶段的三元共晶合金Al-Cu-Mg地图测量使用通过ChI-Scan EDS-EBSD数据分析相结合。图片来源:EDAX。

图4显示了IPF铝、地图的₂CuMg,艾尔₂铜阶段,方向颜色相对于分析表面的法线方向。

图4中的分析表明[001][001]的铝相平行₂铜和铝的[100]₂CuMg阶段,表明类似的方向之间的阶段。

这些取向关系可以通过绘制彩色可视化在逆方向杆每个阶段的数据,如图5所示。

通过比较图3和图4,可以看出铝颗粒毗邻空心Al-Si-Mg阶段从其它谷物偏离方向和预期的关系。

图4。IPF定向地图的铝,b)₂CuMg和c)₂铜阶段,方向的相对于表面的曲面法线方向测量。图片来源:EDAX。

图5。IPF情节的铝,b)₂CuMg和c)₂铜阶段,方向从图4彩色使用相同的配色方案。图片来源:EDAX。

结论

本文演示了如何结合EDS和EBSD可以用来完全描述的方向和方向关系存在于一个复杂的三元共晶合金由定向凝固。

清晰、辛烷精英,ChI-Scan NPAR可以用来优化EBSD模式索引的准确的结果出现在每个阶段准备的一个复杂的三元共晶合金定向凝固。

作者承认许可由多米尼克Ezemenaka使用数据。

这些信息已经采购,审核并改编自EDAX提供的材料。亚博网站下载

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