xxx铝合金的微观组织(金相分析)
铝合金的金相组织观察
实验套数
1
每组人数
6
最多容纳人数
10
实验项目简介：
通过制备试样，并在显微镜下观察对比铝合金热处理前后的金相组织，使学生掌握金相试样制备的方法，认识铝合金的金相组织和形态特征，建立成分与组织之间相互关系的概念，进一步认识热处理的目的和作用。
实验目的：
1.掌握铝合金的制备过程和抛光机等仪器设备的使用方法；
4.要求用正规实验报告纸，书写清晰。
其他特殊要求：
无。
2.掌握金相显微镜的使用方法；
3.认识Al-Si合金热处理前后的金相组织；
4.结合理论，理解Al-Si合金成分、热处理工艺与组织之间的相互关系。
对实验原理与方法的要求：
要求学生掌握相关教材的基本知识，通过查阅手册和文献了解铝合金常规的金相组织，对有关名词、概念有清楚地认识，了解观察显微组织的原理、方法和作用。
铝合金的金相组织观察
项目编号
08505923
项目名称
铝合金的金相组织观察
面向专业
材料成型与控制工程
课程名称
材料成型与控制工程专业综合实验
教材、实习指导名称
材料成型与控制工程专业实验指导书
所属院系
材料科学与工程学院
所属实验室
材料成型实验室
实验类别
选做
难易程度
中等
计划学时
15
学分
对操作技能与仪器设备的要求：
要求学生有较强的动手能力，了解砂纸的型号和使用，熟悉抛光机和显微镜的使用，会判断试样制备的好坏。仪器设备：手锯、砂纸、抛光机、吹风机、金相显微镜等。
对实验报告的要求：
1.记录实验过程；
2.根据金相照片分析成分和金相组织的关系；
铝铜合金金相显微组织分析
铝铜合金金相显微组织分析
铝铜合金是由铝和铜两种金属混合而成的复合材料，具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，因此在航空、船舶、汽车、石油和化工等行业得以广泛应用。
尽管已经有大量研究表明铝铜合金具有多种特性，然而要理解材料的性能，就必须研究其微观组织。
在此基础上，金相显微组织分析可以有效地识别和定量分析铝铜合金内部的金属结构。
金相显微组织分析可以用各种光学显微镜观察金属结构，并采用先进的形貌分析技术。
使用该分析方法，可以清楚地查看和测量合金组织中晶粒形貌、尺寸和分布。
除此之外，还可以检测金属结构中的杂质、气孔和疲劳裂纹等缺陷。
金相显微组织分析可以确定材料的晶粒尺寸、形貌和分布，以及对外界的反应。
通过对表面、边缘、表界面和焊点等结构的研究，可以有效地确定合金的物理和化学性能，比如硬度、塑性和抗腐蚀性等。
与传统的显微组织分析相比，金相显微组织分析更加准确、可靠，能够更深入地了解材料的微观结构。
在铝铜合金实际应用中，金相显微组织分析可以作为一种强大的工具用于控制材料性能和质量，并研究和设计新型材料。
它可以有效地洞察材料性能，揭示成败的关键所在，并提出改善性能的建议。
总之，金相显微组织分析在铝铜合金的研究、开发和应用中占有重要地位，可以有效地探索、分析和控制材料的微观结构，从而提高材料的性能和使用寿命。
- 1 -。
铝合金金相实验方法及实验结果
铝合金金相实验方法及实验结果引言铝合金是一种常用的轻质金属材料，在工业生产中具有广泛的应用。
金相实验是一种常用的材料测试方法，通过观察材料的组织结构和相变情况，可以评估其性能和质量。
本文旨在介绍铝合金金相实验的方法与实验结果。
方法1. 样品准备：选择合适的铝合金样品，并进行表面处理，如去除氧化层等。
2. 组织切割：使用金相切割机将铝合金样品切割成适当大小的试样。
3. 粗磨与细磨：使用金相磨片对试样进行粗磨和细磨，以去除表面的砂痕和切割留下的痕迹。
4. 电解腐蚀：将试样放入适当的电解液中进行腐蚀处理，以去除试样表面的氧化物和污染物。
5. 腐蚀后的清洗：将试样从电解液中取出，并用酒精和蒸馏水进行清洗。
6. 试样打磨：使用金相打磨机对试样进行打磨，以获得光滑的表面。
7. 试样腐蚀：将试样放入适当的腐蚀液中进行腐蚀处理，以显现材料的细微组织结构。
8. 显微镜观察：将腐蚀后的试样放在金相显微镜下观察，通过调整放大倍数和焦距，可以获取不同放大倍数下的图像。
9. 实验数据记录：对观察到的组织结构进行描述，并记录下相关的实验数据。
实验结果经过金相实验，我们观察到了铝合金的组织结构和相变情况。
具体实验结果如下：1. 铝合金的组织结构：我们观察到铝合金由颗粒状、晶粒状和晶界等组织结构组成。
不同的铝合金材料具有不同的组织特征，如晶粒大小、晶界分布等。
2. 相变情况：通过金相显微镜的观察，我们可以发现铝合金在不同条件下发生的相变情况，如固溶体的析出、晶格形变等。
3. 实验数据记录：我们记录了每个观察点的放大倍数、焦距和所观察到的组织结构特征等数据。
结论铝合金金相实验是评估铝合金材料性能和质量的重要方法。
通过观察铝合金的组织结构和相变情况，可以了解其内部结构和性能特点。
金相实验结果的准确记录和分析，有助于指导铝合金材料的生产和应用。
参考文献(请根据需要列出参考文献)。
7xxx铝合金的微观组织(金相分析)
a)未浸蚀 b)晶界浸蚀 c)晶粒浸蚀
2. 1 多相合金的浸蚀
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
不同放大倍数下的珠光体 a)高倍 b)中倍 c)低倍
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
性能测试
机理研究
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）
BSE分析：
再结晶晶粒 ：内部均匀 未再结晶晶粒：内部不均匀
EBSD分析（晶界图）：
EBSD 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
常用的金相பைடு நூலகம்示方法
1. 光学法
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
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 的特殊附件来实现的
2. 化学浸蚀法
铝合金金相组织图
铝合金金相组织图王元瑞 上海材料研究所检测中心（上海200437） 1材料：AC4CHV组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500×2 材料：LY-12CZ组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500×3 材料：A390组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×4 材料：T B -2 M组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状Β(Al 9Fe 2Si 2)相抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500×5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500×6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×。
A356铝合金显微组织及断口分析
目录1 绪论11.1断口分析的意义11.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析11.3研究方法和实验设计31.4预期结果和意义32 实验过程42.1 生产工艺42．1.1 加料42.1.2 精炼42.1．3 保温、扒渣和放料52.1. 4 单线除气和单线过滤52.1. 5连铸62.2 实验过程62.2. 1 试样的选取62.2.2 金相试样的制取82.2.3 用显微镜观察92.3 观察方法102.3.1显微组织的观察102.3.2 对断口形貌的观察113 实验结果及分析123.1对所取K模试样的观察123.2 金相试样的观察及分析133.2.1 对显微组织的观察133.2.2 断口缺陷16结论24致谢25参考文献26 附录281 绪论1.1断口分析的意义随着现代科技的发展以及现代工业的需求，作为21世纪三大支柱产业的材料科学正朝着高比强度，高强高韧等综合性能等方向发展。
长久以来，铸造铝合金以其价廉、质轻、性能可靠等因素在工业应用中获得了较大的发展。
尤其随着近年来对轨道交通材料轻量化的要求日益迫切[1]，作为铸造铝合金中应用最广的A356铝合金具有铸造流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小，经过变质和热处理后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能[2-3]，与钢轮毂相比，铝合金轮毂具有质量轻、安全、舒适、节能等，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[4]。
然而，由于其凝固收缩，同时在熔融状态下很容易溶入氢，因此铸造铝合金不可避免地包含一定数量的缺陷，比如空隙、氧化物、孔洞和非金属夹杂物等[5-7]。
这些缺陷对构件的力学性能影响较大，如含1%体积分数的空隙将导致其疲劳50%，疲劳极限降20%[8-9]。
所以研究构件中缺陷的性质、数量、尺寸和分布位置对力学性能的影响具有重要意义[10]。
而这些缺陷往往是通过显微组织和断口分析来研究的。
另外，通过显微组织和断口分析所得到的结果可以分析这些缺陷产生的原因，研究断裂机理，比结合工艺过程分析缺陷产生的原因，从而对改进工艺提出一定的有效措施，确定较好的生产工艺，以提高铝合金铸锭的性能。
铝合金金相组织观察
北京工业大学实验报告模块（课程）名称：材料工程基础综合实验实验名称：铝合金金相组织观察学号：08090206姓名：左迎雪一、实验目的⒈了解铸造、固溶处理、轧制及时效处理4种加工条件对铝合金的组织特征的影响；⒉分析不同材料加工工艺对铝合金力学性能的影响；3. 深入了解材料四要素之间的内在联系。
二、实验内容1. 铝合金铸造、固溶处理、轧制及时效处理后金相组织的观察；2. 不同工艺处理后铝合金静态拉伸实验；3. 实验报告撰写。
三、实验过程1. 制样每一位同学根据名单选取相应工艺的样品，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行。
磨光过程经历200、400、600、800等四种牌号的水砂纸，然后抛光、腐蚀。
制样的要点：A 缩短在砂纸上停留的时间（包括全过程及每次接触）B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水C 样品抛光前必须在粗砂纸上修出倒角D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光2. 组织观察3. 结果分析（1）请同学写出自己制备样品（铸造、固溶、轧制或轧制时效处理）的简要生产工艺过程；（2）观察图片，分析铸造、固溶处理、轧制、轧制时效工艺处理后，形成的组织的特点、原因（注意放大倍数的影响）；（3）分析自己制备样品的质量。
图中所示为铝合金铸态组织，主要由α-Al固溶体与晶界上和枝晶间的低熔点共晶组成。
晶粒基本呈等轴状，在晶界处和晶内均分布有大量的第二相颗粒，并且在晶界上还能看到存在一些显微疏松组织，可能是由于铸造过程中的收缩或气体含量过高造成的。
此外，由于铸造过程中的过冷度很大，成分偏析十分严重，这种偏析在会在晶界处富铸造组织50×集，越靠近晶界附近合金元素含量越高区域偏析越严重。
晶粒细小。
图中所示为铝合金固溶处理组织，可以明显看出合金晶粒粗化，再结晶组织增多，粗大的第二相组织基本溶解。
同时成分偏析得到一定消除，组织趋于均匀。
铝铜合金金相显微组织分析
铝铜合金金相显微组织分析铝铜合金是世界上最常用的金属合金，由于其优良的力学性能和良好的加工性能，在建筑、制造、交通等各个领域得到了广泛的应用。
但是，为了获得良好的性能，在开发铝铜合金时，必须综合考虑多种因素，包括其微观组织、晶粒尺寸、均匀度和含量等。
从金相显微镜的角度来看，金相显微组织分析可以更全面地了解铝铜合金的组织结构和性能特征，从而更好地实现性能的优化和改进。
铝铜合金金相显微组织分析主要可以从两个相关性方面进行。
首先，金相显微镜可以观察到合金中细小晶粒的形状、尺寸和分布情况，以及合金组织中相互关系的特征。
其次，金相显微镜可以准确地分析铝铜合金中基体和夹杂物之间的相互作用，揭示合金中基体、析出物、熔合现象以及其他特殊组织成分的聚集状态和分布规律。
进行金相显微组织分析前，需要准备具有良好的外观性质的铝铜合金，以确保技术结果的准确性。
通常，需要对样品进行热处理，以消除机械冲击、疲劳和拉伸等影响，从而有效地稳定晶界和含量，使分析结果更准确。
其次，样品需要进行锉削，以消除表面的划痕和污染，使表面的晶界更加明晰和更加自然。
此外，金相显微镜分析一般采用原子比色分析技术，通过观察晶界的颜色差异，从而准确地识别和分析基体与夹杂物之间的特征和分布规律。
铝铜合金金相显微组织分析技术的准确性和可靠性决定了铝铜合金加工工艺的发展，同样也直接影响着性能的优化和改进。
因此，在实际应用中，金相显微组织分析无论对于对新型铝铜合金的开发和改进，以及对现有材料应用的改进都是至关重要的。
综上所述，金相显微组织分析可以更准确地解释铝铜合金的组织结构，揭示其微观组织的特性和分布规律，提高合金的性能，并有效地指导铝铜合金的开发和应用。
因此，金相显微组织分析一直是铝铜合金加工的重要技术，也是未来铝铜合金加工产业发展的核心能力。
铝金相实验报告
一、实验名称铝金相分析二、实验目的1. 掌握铝金相试样的制备方法。
2. 学习使用金相显微镜观察和分析铝的显微组织。
3. 了解铝的成分、组织结构与其性能之间的关系。
4. 结合理论，加深对金属材料微观结构的认识。
三、实验原理金相分析是一种利用光学显微镜观察金属材料的显微组织结构的方法。
通过制备金相试样，并在金相显微镜下观察，可以了解材料的内部结构，从而分析其性能和工艺过程。
铝是一种轻质金属，具有良好的塑性、导电性和耐腐蚀性。
其显微组织主要由固溶体、析出相和杂质相组成。
通过金相分析，可以观察铝的晶粒大小、形态、分布以及析出相的类型和分布情况。
四、实验材料与仪器1. 实验材料：纯铝、铝合金试样。
2. 仪器设备：金相显微镜、抛光机、砂轮机、各号金相砂纸、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液。
五、实验步骤1. 试样制备1.1 取样：从纯铝和铝合金试样上截取一定尺寸的试样。
1.2 粗磨：使用砂轮机对试样进行粗磨，去除表面的氧化层和杂质。
1.3 细磨：使用不同号数的砂纸对试样进行细磨，直至达到所需的抛光程度。
1.4 抛光：使用抛光机对试样进行抛光，使其表面光滑。
1.5 浸蚀：将抛光后的试样放入3~5硝酸酒精溶液中，进行浸蚀，以突出组织结构。
1.6 清洗：将浸蚀后的试样用脱脂棉擦干。
2. 金相显微镜观察2.1 将制备好的试样放置在金相显微镜的载物台上。
2.2 调整显微镜的焦距和光圈，使试样清晰可见。
2.3 观察试样的晶粒大小、形态、分布以及析出相的类型和分布情况。
六、实验结果与分析1. 纯铝试样1.1 晶粒大小：纯铝的晶粒大小较为均匀，平均晶粒尺寸约为5μm。
1.2 晶粒形态：纯铝的晶粒呈多边形，具有一定的方向性。
1.3 析出相：纯铝中几乎没有析出相。
2. 铝合金试样1.1 晶粒大小：铝合金的晶粒大小与纯铝相似，平均晶粒尺寸约为5μm。
1.2 晶粒形态：铝合金的晶粒形态与纯铝相似，具有一定的方向性。
1.3 析出相：铝合金中存在析出相，主要呈针状或片状分布。
铝合金金相观察资料
1）铸造组织：
铸造金属在冷却时由于局部负温度梯度，导致过冷度不同，金属晶粒多呈树枝晶生长。
又由于冷却的速度较快，各组分析晶温度不同，固相中的原子来不及扩散，以至于结晶分先后顺
序，在枝晶间产生成分偏析。
所以在凝固后的铸造组织中，可观察到树枝状晶粒。
在高倍显微镜下观察时，还能明显地观察到枝晶间的成分偏析现象，表现为颜色深度不同的带状分界，颜色深度不同是因为其中的铜元素含量不同，因而在腐蚀液作用下产生颜色梯度，在局部还能看到CuAl2存在于枝晶间。
（2）固溶处理：
固溶处理将金相组织中的成分逐渐均匀化。
由于温度再次升高，导致晶粒长大。
高倍镜下晶界间有黑色小点（CuAl2杂质），这是由于冷却过程中得到过饱和固溶体，固溶处理保温的时间较短，铸态组织中的树枝状晶粒并未完全转化，枝晶偏析未完全消除，存在杂质CuAl2。
（3）固溶处理+轧制：
轧制是通过应力使金属内部的位错产生运动从而发生塑性变形。
在金相组织中，可观察到晶粒呈纤维状，顺着轧制方向被拉长，而沿其他方向的尺寸无明显变化。
在高倍镜下可观察到大量明显的位错。
（4）固溶处理+轧制+时效：
时效是过饱和固溶体的脱溶分解，析出第二相的过程。
但实验中在低倍显微镜观察下时只发现很少的第二相。
其金相组织与固溶处理+轧制后的金相组织没有明显的区别。
铝合金金相组织的观察及力学性能测定
铝合金金相组织的观察及力学性能测定一、实验目的⒈了解铸造、固溶处理、轧制及时效处理4种加工条件对铝合金的组织特征的影响；⒉分析不同材料加工工艺对铝合金力学性能的影响；3. 深入了解材料四要素之间的内在联系。
二、实验内容1. 铝合金铸造、固溶处理、轧制及时效处理后金相组织的观察；2. 不同工艺处理后铝合金静态拉伸实验；3. 实验报告撰写。
三、实验过程（一）金相样的制备及组织观察1. 制样每一位同学根据名单选取相应工艺的样品，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行。
磨光过程经历200、400、600、800等四种牌号的水砂纸，然后抛光、腐蚀。
由于铝合金比较软，在样品制备过程中相应地请注意样品与砂纸之间接触时的黏着感，掌握控制样品平衡的技巧。
最初向下用力不要过大，有经验后再逐步加大接触的力度。
800号砂纸磨光时，在基本完成前，可以水流加大、用力减轻，近似于漂浮在砂纸上，这样，可以减少砂粒嵌入的机会，减轻样品表面内部损伤层的厚度。
同时，样品上应当保持一个方向的划痕。
在整个制备过程中，样品的『倒角』一定要始终保持，特别是抛光阶段。
为了保证样品在磨光过程中尽量不出现歪斜，请按照下面示意的实线磨削方向进行磨光操作，避免沿虚线示意的方向进行。
铸锭、固溶处理样品的磨光方向轧制、轧制时效样品的磨光方向制样的要点：A 缩短在砂纸上停留的时间（包括全过程及每次接触）B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水C 样品抛光前必须在粗砂纸上修出倒角D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光腐蚀剂采用HF1.0%、HCl1.5%、HNO 32.5%、水95%的混合试剂；腐蚀时间为5分钟左右。
注意安全！为了保证腐蚀效果，样品避免放置在腐蚀液中长时间不动，应当每隔20~30秒钟移动、按动（在脱脂棉上），以保证金属面所接触腐蚀液的效力。
样品腐蚀后，经教师检查无误，去第一实验楼425实验室进行数字图像采集、记录。
铝合金金相组织检验与力学性能实验
实验1.3 1.4 铝合金金相组织的观察及力学性能测定一、实验目的1.巩固制备金相试样的方法与技术2.了解各种加工工艺对铝合金显微组织以及力学性能（硬度）的影响二、实验内容1. 对4种试样进行硬度测试本次试验采用的是TH320全洛氏硬度计。
本次实验所涉及的样品中内应当包括：铸态、固溶处理、固溶处理+轧制、固溶处理+轧制+时效，4种样品。
每个样品至少测试4点，第一点不计。
两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的4倍，并且不应小于2mm；任一压痕中心距离试样边缘的距离至少应为压痕直径的 2.5倍，并且不应小于1mm。
分别记录4种样品的硬度数据，并结合之后所观察得到的金相组织作出恰当分析。
2.制备、观察4种金相试样。
本次实验制备、显示一个样品，此样品是在之前的课程中制作的。
样品涉及领取属于自己的铝合金样品后，按照金相样品制备的一般要求进行。
磨光过程经历200、400、600、800等四种规格的水砂纸，然后进行抛光和腐蚀。
完成金相试样的制备后进行显微镜观察、手工记录。
注意观察、记录其他三种样平品，并结合上一个实验所测得得硬度数据，分析加工工艺对于金相力学性能的影响。
三、实验数据记录1、四种试样洛氏硬度测试结果如下表：四、实验结果分析1、观察各种工艺下的样品以及显微组织图片，分析各种工艺处理后，形成的显微组织的特点、原因。
答：（1）铸态组织由于冷却的速度较快，固相中的原子来不及扩散，以至于先结晶和后结晶部分的成分不同，形成晶内偏析。
由于负温度梯度，导致金属多呈树枝状，先结晶的枝轴与后结晶的的枝间的成分不同，即形成枝晶偏析。
在凝固后的铸态组织中，可观察到凝固过程中的树枝晶将金属液分割成互不连通的小熔池。
（2）固溶处理一般来说，固溶处理是将合金加热到单相区，保温一段时间后，再快速冷却，以获得过饱和固溶体的一种热处理工艺。
从固溶处理后的金相组织中，出现较大的晶粒，且分布有细小黑色枝状物。
原因是固溶处理保温的时间较短，导致铸态组织中的树枝晶为完全溶解，枝晶偏析未完全消除。
铝合金金相报告
铝合金金相报告1. 引言铝合金是一种重要的结构材料，具有良好的强度和轻质化特性，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
金相分析是研究铝合金组织和性能的重要手段之一。
本报告旨在对一种铝合金样品的金相组织进行分析和描述，以了解其组织特征和性能表现。
2. 实验材料和方法2.1 实验材料本实验使用的铝合金样品为Al-Mg-Si系列合金，化学成分含有3%的镁和1%的硅。
2.2 试样制备首先，从铝合金板材中切取合适大小的试样。
然后，通过机械打磨和研磨，将试样表面进行粗磨和细磨处理，直到试样表面平整光滑。
最后，使用电解腐蚀法进行腐蚀处理，去除试样表面的氧化层。
2.3 金相试样制备将腐蚀后的试样进行清洗，去除残留的腐蚀液和污物。
然后使用酸性溶液（如HCl）进行脱脂处理，并用酒精进行清洗和干燥。
最后，使用光学显微镜切割机将试样切割成适当大小，以便于金相观察和分析。
2.4 金相观察将制备好的金相试样放置在金相显微镜上，调节显微镜的放大倍数和对焦，以获得清晰的金相图像。
通过观察试样的组织结构、晶粒形貌和相分布等特征，进行组织分析和描述。
3. 实验结果与分析根据金相观察结果，铝合金试样的组织主要由铝基体、Mg2Si相和Al-Mg-Si共晶相组成。
铝基体呈现出均匀的晶粒分布，晶粒尺寸较小。
Mg2Si相以细小的颗粒形式存在于铝基体中，分布较为均匀。
Al-Mg-Si共晶相以细小的片状或条状晶粒形式存在，分布相对较稀疏。
通过观察铝合金试样的金相组织，可以得出以下结论： 1. 试样的晶粒尺寸较小，晶界清晰，具有良好的晶粒织构性能。
2. Mg2Si相的细小颗粒分布均匀，可以有效提高合金的强度和硬度。
3. Al-Mg-Si共晶相的存在可能对合金的塑性和韧性产生一定影响。
4. 结论通过金相分析，我们对铝合金试样的组织特征和相分布有了详细的了解。
该铝合金样品具有良好的晶粒织构性能，Mg2Si相和Al-Mg-Si共晶相的存在对合金的力学性能具有一定影响。
铝铜合金金相显微组织分析
铝铜合金金相显微组织分析
铝铜合金金相显微组织分析是一种重要的手段，它可以为我们提供有关金属材料组织和微观性能的定量测量及诊断信息。
它将金相显微镜与X射线能谱仪相结合，具有双重功能：提供细微结构的定量测量及物质成分的分析。
近年来，由于全新的光学显微技术和数据处理技术的发展，金相显微组织分析技术取得了显着的进步，在金属材料研究中也受到了广泛的应用。
借助于这一分析技术，可以获得关于金属材料表面的金属组分、结构形状、化学成分、均匀度和尺寸等金相参数的准确信息。
具体而言，金相显微组织分析能够检测出铝铜合金的组织形貌、结构及元素分布等，以及材料材料的物理性能和力学性能，提供及时准确的分析结果，有利于深入了解材料的失效机理，减少产品的质量事故，提高工作效率。
此外，金相显微组织分析还可以用于诊断金属材料的微细损伤，帮助我们更加清楚地了解损伤的类型、厚度和形状，以及发展对应的检修保养措施。
本文介绍了铝铜合金金相显微组织分析的基本原理、便利性及应用，它不仅能帮助我们了解金属材料的微观形态及化学成分，而且可以为研究金属材料的性能和失效机理提供有力的支持。
在探索金属材料的新应用时，金相显微组织分析技术将成为不可缺少的重要工具。
7xxx铝合金的微观组织(金相分析)
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
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
未溶相减少 晶界变清晰
固溶时效处理后的金相组织
3. 5.4 小结
（1）经过热加工（轧制、挤压、锻造）后：
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
7085 铝合金热变形中的动态再结晶
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
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：
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
【18】：生命像一只鼓风而去的风筝，有时又默默被裁剪，像一只流淌着生命汁液的马蹄兰。 --林清玄 《生命的风筝》 【45】：命运企图改变我的想法，很可惜，它低估了我的坚持。 【49】：天塌不下来 没有什么事过不去的；坚持坚持就过去了 【39】：只要心中有爱，总会遇见那份最美丽的意外 【17】：生活有时是默默的等待，等到就够了●ｖ● 【7】：耐得住寂寞，才能看见繁华 伤内分泌 生气对内分泌系统容易产生影响,如生闷气可导致甲状腺功能紊乱。 【6】：你总要去坚持一次！即使全世界都告诉你，那是错的。 【25】：亢奋绝对是做一件事最初的原动力。 --张皓宸 《世上所有的坚持都是因为热爱》
a56铝合金显微组织及断口分析
目录1 绪论 (1)1.1断口分析的意义 (1)1.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析 (1)1.3研究方法和实验设计 (3)1.4预期结果和意义 (3)2 实验过程 (4)2.1 生产工艺 (4)2．1.1 加料 (4)2.1.2 精炼 (4)2.1．3 保温、扒渣和放料 (5)2.1. 4 单线除气和单线过滤 (5)2.1. 5连铸 (6)2.2 实验过程 (6)2.2. 1 试样的选取 (6)2.2.2 金相试样的制取 (8)2.2.3 用显微镜观察 (9)2.3 观察方法 (10)2.3.1显微组织的观察 (10)2.3.2 对断口形貌的观察 (11)3 实验结果及分析 (11)3.1对所取K模试样的观察 (11)3.2 金相试样的观察及分析 (12)3.2.1 对显微组织的观察 (12)3.2.2 断口缺陷 (15)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (27)1 绪论1.1断口分析的意义随着现代科技的发展以及现代工业的需求，作为21世纪三大支柱产业的材料科学正朝着高比强度，高强高韧等综合性能等方向发展。
长久以来，铸造铝合金以其价廉、质轻、性能可靠等因素在工业应用中获得了较大的发展。
尤其随着近年来对轨道交通材料轻量化的要求日益迫切[1]，作为铸造铝合金中应用最广的A356铝合金具有铸造流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小，经过变质和热处理后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能[2-3]，与钢轮毂相比，铝合金轮毂具有质量轻、安全、舒适、节能等，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[4]。
然而，由于其凝固收缩，同时在熔融状态下很容易溶入氢，因此铸造铝合金不可避免地包含一定数量的缺陷，比如空隙、氧化物、孔洞和非金属夹杂物等[5-7]。
这些缺陷对构件的力学性能影响较大，如含1%体积分数的空隙将导致其疲劳50%，疲劳极限降20%[8-9]。
所以研究构件中缺陷的性质、数量、尺寸和分布位置对力学性能的影响具有重要意义[10]。
铝合金微观组织
-23-
◎
◎
中鋼/中鋁研發處
◎
材質受熱後，差排重新排列成次晶粒
差排 (Dislocation) 次晶粒 (Subgrain)
A
B
1μm
-24-
◎
◎
中鋼/中鋁研發處
◎
次晶粒合併 → 完全再結晶
-25-
◎
◎
中鋼/中鋁研發處
◎
再結晶晶核成核位置
晶出物成核
應力最集中之處，易成為 再結晶成核位置。
鋁胚 均質化
Mg
-14-
◎
◎
中鋼/中鋁研發處
◎
均質化處理可促進晶出物球化
As-cast
(3003 Alloy) Homo.620℃x12hrs.
x200
x500
目的：成核位置、改變集合組織、利於深沖加工
-15◎ ◎
中鋼/中鋁研發處
◎
二次析出物之TEM觀察
(3003合金)
Homo.470℃ Homo.620℃
-21-
◎
◎
中鋼/中鋁研發處
◎
加工硬化差排
低加工量差排
電子顯微鏡觀察
高加工量差排
-22-
◎
◎
中鋼/中鋁研發處
◎
3. 退火再結晶組織 (Recrystallization)
再結晶驅動力：應變能 + 熱能 步驟：晶核成核→成長(次晶粒、晶粒) 再結晶晶核成核位置：晶出物、晶界、高密度差排
Liq+Al Al 0.04% 1.8% Al+Al3Fe 928K
1. 鑄造時所產生 2. 尺寸大小: 約數十至一百m
Al
AlFe
50μm
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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. 金相分析基础
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
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
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
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
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。
（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）：
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
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
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
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%