xxx铝合金的微观组织(金相分析)

a）铸造组织 b）c）d）均匀化后组织 a）铸造组织 b）c）d）均匀化后组织
均匀化后TEM照片
减少消除、晶界处非平衡相 晶界变细 减少消除晶内偏析 过饱和固溶体的分解（形成弥散相） 晶粒一般不会长大
3. 3 材料热加工过程中的动态软化
静态回复、再结晶： 在进行变形后的加热保温过程中发生的回复、再结晶 动态回复、再结晶： 热变形过程中，与塑性变同时发生的回复、再结晶
再结晶：晶粒内部无小角度晶界
未再结晶: 晶粒内部有小角度晶界
3. 5.1 轧制变形铝合金的微观组织（典型组织）
等轴晶粒沿轧制方向被拉长 为纤维组织
未溶相沿轧制方向呈链状排 列
7B50铝合金轧制变形态金相组织图 a）80% b）90% c）95% d）图b局部放大
固溶时效后金相组织图 a）b）80% c）d）90%e）f ）95%
7xxx铝合金的微观组织 （金相分析）
汇报人：XXX 指导老师：XXX教授
目录
一. 金相分析基础
二. 7xxx铝合金的微观组织（金相组织）
一. 金相分源自文库基础
台式金相显微镜示意图
金相组织显示原理
试样中各组成相及其边界具有不同 物理化学性质，利用这些差异转化 为磨面反射光强度和色彩的区别， 然后金相显微镜利用磨面反射光的 差异来成像
7085 铝合金热变形中的动态再结晶
变形晶粒晶界处出现细小等轴晶粒
3. 4 变形铝合金中的再结晶组织 （1）铝合金中再结晶组织演变：
热变形过程中，部分变形晶粒发生动态再结晶，形成变形晶粒和少量再结 晶晶粒混合组织 固溶过程中，温度较高，发生静态再结晶，再结晶比例大幅增加 时效温度很低，合金一般不会发生进一步的再结晶
a)晶界处光线散射 b)纯铁微观组织示意图
化学浸蚀原理
它是一个电化学溶解过程。金属与合金 中的晶粒与晶粒之间，晶粒与晶界之间， 各相之间的物理化学性质不同，在电解 质溶液中具有不同电位，形成微电池。 较低电位为微电池阳极，溶解较快，溶 解部分呈现凹陷或沉积反应物
2. 1 纯金属及单相合金的浸蚀
a)未浸蚀 b)晶界浸蚀 c)晶粒浸蚀
多相合金的浸蚀，除了有单相合金 反应特征外，由于组织中有明显的 相组成物，电位差距较大，发生相 之间的电化学腐蚀，其中一相被溶 去一薄层，而相界被浸蚀较深呈现 凹坑，结果在相与相界间相与相间 出现凹坑，从而显示出相或组织
二. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析）
1. 铝合金分类
铸造铝合金：成分点在D点之右，存 在共晶组织，流动性好，适合铸造。 通过铸造直接获取工件
部分晶界清晰 未溶相明显减少 出现再结晶晶粒
3. 5.2 挤压变形铝合金的微观组织（典型组织）
7A85铝合金挤压态金相组织，挤压比为 a)17 b)30 c)67
沿挤压方向被拉长 晶界模糊
未溶相较多
不同时效温度时效24小时合金的金相组织
未溶相减少 部分晶界更清晰
3. 5.3 锻造态7xxx铝合金的微观组织
铝合金属于高层错能材料，热变形过程中（热轧、锻造、挤压等）容易发生
动态回复，只有变形条件较合适，在热变形过程中才会发生动态再结晶。
动态回复
动态回复应力—应变曲线
动态回复：位错的运动与重组
7085 铝合金热变形中的动态回复
变形晶粒内产生等轴亚晶组织
动态再结晶
动态再结晶应力—应变曲线
动态再结晶：形成大角度晶 界 + 长大
（2）铝合金中再结晶组织的表征方法：
OM分析：
用Graff Sargent腐蚀液进行腐蚀。此种腐蚀液优 先腐蚀晶界和亚晶界。所以未再结晶区域由于
亚结构被腐蚀，腐蚀颜色较深；再结晶区域则 为未腐蚀区域。
OM
BSE
BSE分析：
再结晶晶粒 ：内部均匀
未再结晶晶粒：内部不均匀
EBSD
EBSD分析（晶界图）：
晶界处排列不规则，缺陷杂质多，晶 界处电位低于晶粒内部，成为微电池 阳极，晶界处溶解较快
继续浸蚀，晶粒内也开始溶解，溶解 多发生在密排原子面上，使密排原子 面露出来，因为磨面上各晶粒取向不 同，各晶粒浸蚀平面与原平面角度不 同，垂直光照射下显示为明暗不同的 晶粒
2. 1 多相合金的浸蚀
不同放大倍数下的珠光体 a)高倍 b)中倍 c)低倍
7085三火锻造金相组织
等轴状晶粒被拉长 存在大量未溶相 晶界模糊
固溶时效处理后的金相组织
未溶相减少 晶界变清晰
3. 5.4 小结
（1）经过热加工（轧制、挤压、锻造）后：
晶粒均被不同程度拉长 均有大量未溶相存在 晶界均比较模糊
（2）经过固溶时效后：
出现再结晶晶粒 未溶相含量大幅减小 晶界变清晰
变形铝合金：成分点在D点以左，铸 造性能不好，形成铸锭后要进行塑 性加工为型材，来改善铸造缺陷， 使用型材来获取工件
2. 变形铝合金的实验研究工艺路线
合金成分设计
熔炼、铸造
均匀化处理
热加工（轧制、挤压、锻 造）
微观组织检测
固溶 + 时效
机理研究
性能测试
3. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析） 3. 1 铸锭的金相分析
7136铝合金铸态金相组织照片 （1）晶界存在较多非平衡结晶相 （2）晶界较粗、弯曲（铸造缺陷多） （3）存在过饱和固溶体（冷却速度快） （4）存在成分偏析现象（晶粒内部有枝晶）
3. 2 铸锭的均匀化处理
目的：减少、消除晶内偏析，以及晶界处、枝晶处 的非平衡共晶相，促进过饱和固溶体分解，从而提 高合金铸锭的变形性能。
1. 光学法
常用的金相显示方法
铝合金铸锭（未腐蚀）
组成相与基体对入射光的反射 能差异大
把金相试样放在反射光中，把肉眼无法 分辨的光学信息转化为可变衬度的方法。 如偏振状态与位向差异，试样不经过其 他显示方法，只利用显微镜上的特殊附 件来实现的
2. 化学浸蚀法
化学浸蚀是指将抛光好的试样磨面浸入化学试剂中 或用化学试剂擦拭试样表面，使之显示出显微组织 的一种方法，也是最常用的方法