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06

2022

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锆合金试样的金相抛光方案

作者：

锆合金试样的金相抛光方案

锆合金是锆或其他金属的固溶体。锆具有非常低的热中子吸收截面，高延展性和耐腐蚀性。锆合金的主要用途是核技术领域，例如核反应堆内的燃料棒等。核级锆合金的典型组成是超过95%锆和低于2%的锡，铌，铁，铬，镍和其它金属，加入这些金属来提高机械性能和耐腐蚀性。

锆合金和纯锆都是密排六方晶体结构的金属，其特点是比较软易发生延展。因此锆合金在磨抛过程中很容易留下较深的变形层和难以去除的划痕。此外，在切割、镶嵌和研磨过程中若力度控制不当则可能有孪晶产生。因此，锆及其合金的金相制备要十分小心。

01设备和耗材

设备

特鲁利 Alpha-600 磨抛机；

Leica DM2700M金相显微镜；

吹风机；

耗材

酒精；脱脂棉；

特鲁利PL-W抛光润滑液；

特鲁利SiC金相砂纸(P2000；P2500)；
 

特鲁利YS-JP 白色纤维抛光布(8in)；

特鲁利ET-JP白色合成人造丝抛光布(8in)；

特鲁利3μm多晶金刚石抛光液 ；

特鲁利1μm多晶金刚石抛光液 ；

特鲁利0.05μm二氧化硅抛光液；

02制样过程

2.1-研磨

由于来样表面状况较好，故使用Alpha-600自动磨抛机研磨试样，砂纸P2000→P2500（来样表面状态好，若未处理则可从P400开始）。

设备

Alpha-600自动磨抛机

耗材

砂纸：P2000；P2500

参数

压力15N，同向200rpm，时间120s

2.2-粗抛

使用Alpha-600自动磨抛机抛光试样，使用YS抛光布，先配合3μm多晶金刚石抛光液粗抛，然后再配合1μm多晶金刚石抛光液粗抛。金刚石抛光液要配合抛光润滑液使用。

设备

Alpha-600自动磨抛机

耗材

YS抛光布，3μm/1μm多晶金刚石抛光液，PL-W抛光润滑液

参数

压力22N，同向150rpm，时间300s

2.3-精抛

使用Alpha-600自动磨抛机抛光试样，然后使用ET抛光布配合0.05μm二氧化硅抛光液精抛。（二氧化硅抛光液中加入25%的氨水和3%的过氧化氢）

设备

Alpha-600自动磨抛机

耗材

ET抛光布，0.05μm二氧化硅抛光液

参数

压力20N，反向120rpm，时间600s

2.4-观察

设备

Leica DM2700M金相显微镜

耗材

 

参数

50×→500×倍观察

03分析

锆的硬度很低，容易发生嵌入和划痕缺陷。在精抛光时使用化学机械抛光法可有效去除试样表面的变形层从而得到光亮完美的表面。
需要指出的是客户热镶样质量较差，树脂和试样间有缝隙存在，为防止不同研磨颗粒间交叉污染建议在每道间进行超声波清洗。其次热镶嵌料并未完全烧透融合，研磨抛光后产生了掉块和掉色，建议改进。

 

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