二元合金组织分析

Fe-C共晶组织(4.3%C, 100X) 组织分析：莱氏体组织 浸蚀剂：4%硝酸酒精溶
金相显微分析技术
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Ａl-Cu合金
Al-4.5%Cu合金组织 组织分析：次晶CuAl2(θ)分布于α晶界 和晶内 浸 蚀 剂：0.5% HF水溶液 放大倍数：450X
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Ｚn-Mg合金
金相照片
Sb-16%Fe合金包晶组织（４５０Ｘ） 组织分析：由于包晶反应不能完全进行，灰色为先析出 相ε，包围着其周围白色为包晶反应产物FeSb2化合物， Sb-Fe相图 黑色为共晶中的Sb相（浸蚀剂：FeCl3盐酸水溶液）
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金相照片
左图 Al-Si合金相图
右上 Al-12%Si合金 组织Leabharlann Baidu组织分析：块状初 晶+针状共晶 浸蚀剂：未浸蚀 放大倍数：100X
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Zn-3%Mg合金共晶组织 组织分析：共晶螺旋状 浸 蚀 剂：化学抛光 放大倍数：400X
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几种典型的共晶组织形貌
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实
验
一、实验目的 根据凝固理论，利用二元相图，在金相显微镜下，识别二 元合金组织特征，进行组织分析。 二、实验步骤 学完二元系相图后，进行本实验，由实验室提供一组试样 ，同学们利用二元相图，分析各合金组织，差别和种组织形态特 征，弄清二元合金组织分析方法。 三、实验报告内容 1．在实验观察后记录下表。
右下 Al-12%Si合金 变质处理组织 组织分析：树枝状 初晶+共晶 浸蚀剂：混合酸 放大倍数：100X
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铁碳相图
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铁碳组织
共析组织(0.77%C,450X) 组织分析：片层状铁素体（F）+ 渗碳体（Fe3C）A→F+ Fe3C 浸蚀剂：4%硝酸酒精溶液
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Cu --20%Ni的合金均匀化退火组织 组织分析：呈枝晶偏析的Cu --20%Ni合 金轻均匀化退火组织为多形晶粒 腐蚀剂：CuCl2氨水溶液 放大倍数：100x
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单相固溶体
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Cu-O合金相图
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单相固溶体
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Cu-O合金系过共晶组织 组织分析：树枝状初晶+点状组织 浸蚀剂：未浸蚀 放大倍数：200X
合金系成份 由二元相图分析该合金组织 金相显微镜下所确定组织
2．简要说明二元合金显微组织的特征及分析方法。
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二元合金组织分析
金相实验室: 师 琳
合金中基本组织特征
根据二元相图及凝固条件，二元合金可构成 不同组织，其形态组成本性、冷却速度、组成相 相量不同可有多种形貌，现分别介绍如下。
单相固溶体
由于先后从溶体中析出固相成分不同，冷却快时，来不及 扩散均匀，凝固结束，晶粒内各部分存在浓度梯度，故各处腐 蚀性能不同，浸蚀后在显微镜下呈现树枝状特征，如图7-2a所 示单相固溶体组织存在晶内偏析、呈树枝状。图7-2a所示为热 力学不平衡组织，在固态均匀化退火后，则出现类同纯金属一 样的多边形晶粒，如图7-2b所示单相固溶体平衡组织。
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二元合金中初晶与共晶特征
初晶：在凝固过程中，初晶首先从液相中析出，其形态很 大程度上由液-固界面性质而定，若初晶是固溶体或纯金属， 一般呈树枝状，金相磨面上呈椭圆形或不规则形状。初晶为亚 金属、非金属或中间相，一般具有较规则外形(多边形、三角 形、正方形、针状、棱形等)。 共晶：二元共晶内两相组成，由组成相本质凝固时冷却速 度，组成相相对量不同，可构造成多种形态，按组织形态分类 有层片状、球状、点状、针状、螺旋状、树枝状、花朵状等。 共晶一般是两相共存，比初晶细。具有典型组织特征的金相图 片及相应合金相图如下。 隐蔽共晶：初晶析出后，剩余液相量极少，则共晶中一相 常附着初生相上，而不显现晶特征，只见一相孤独地分布在另 一相上或晶间，称为隐蔽共晶(或离异共晶)。
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非平衡共晶
固溶体区的合金，由于冷却较快出现共晶如Al-Cu系含 4.5%Cu的合金，在平衡状态下应为单相固溶体加次晶，由于 冷却快，在晶界处出现了非平衡共晶。 不完全包晶、非平衡组织，晶内偏析都属于非常平衡组 织，经扩散退火，可促使组织趋向平衡状态。
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单相固溶体
固溶体结晶时如(Cu-Ni系，见下图)，
由于先后从溶体中析出固相成分不同，冷却快时，来不及 扩散均匀，凝固结束，晶粒内各部分存在浓度梯度，故各处腐 蚀性能不同，浸蚀后在显微镜下呈现树枝状特征。
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单相固溶体
Cu --20%Ni的铜合金铸态组织 组织分析：此合金本是章相固溶体，由 于非平衡结晶，呈现出树枝状晶体（枝 晶偏析） 腐蚀剂：CuCl2氨水溶液 放大倍数：100x
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次晶、共析和包晶组织
次晶
由于固溶度变化，固态下析出较细小的组织，常分布在布晶界 和晶内。
二元共析组织特征
共析转变产物组织一般是两相大致平行，互相交替的片层所组 成的领域，也有呈球状的，比共晶更为细小。
包晶
初晶相和周围熔液在恒温下反应，形成新相，反应在固相一液 相界面上发生，在正常凝固条件下，这种反应常常不完全，组 织中出现包晶反应生成物包围着先析出相，如Fe-Sb相图中含 16%Fe的合金。