铝及铝合金的金相检验

铸造铝合金的金相检验标准
变质效果评定：
– 提高合金的综合性能，硅得到细化，呈点球状。 – 标准：JB/T7946.1-1999《铸造铝硅合金变质》 – 钠变质分为6级、磷变质分为4级
热处理过烧组织评定
– 标准：JB/T7946.3-1999《铸造铝硅合金过烧》 – 分为5级
晶粒度评定
– 标准：JB/T7946.4-1999《铸造铝铜合金晶粒度》 – 晶粒度分为8级
铝及铝合金的金相检验
概述
1、特点：密度小、优良的塑性、高导电 性、导热性、抗蚀性能、铸造性、切削 加工成型，高的比强度和比刚度。
2、应用：飞机、机械、化工、电力、仪 表、建筑等各领域。
铝合金金相检验内容
1、加工过程质量控制 2、确认加入合金元素所形成的相
铝合金的分类
铸造铝合金
– 铸造铝硅合金(ZL1XX)、铸造铝铜合金(ZL2XX) 、 铸造铝镁合金(ZL3XX) 、铸造铝锌合金(ZL4XX) 、 压铸铝合金
– 取样 – 粗磨：锉刀锉平 – 细磨：砂纸 – 抛光
粗抛（ 转速500~600rpm） 精抛（ 转速150~500rpm）
2、侵蚀剂的选择
– 根据合金成分、材料状态及检验目的常用侵蚀剂 （见表12-1）
铸造铝合金
铝硅合金（ZL1xx）
– 具有良好的铸造性能和抗蚀性 – 含硅（4.5%~13%）加入强化元素，形成强化相 – Mg2Si、Al2Cu、Al2CuMg等
固溶处理+时效处理
– 锻造铝合金 – 硬铝合金 – 超硬铝合金
主要组成相 杂质相
主要强化相
LD10金相组织
主要组成相
杂质相
主要强化相
LY12合金的金相组织
主要组成相
杂质相
主要强化相
LC4合金的金相组织
铝合金中的相
铝合金中的相
铝合金中的相
铝合金中的相
变质处理
变质处理：为提高Al-Si合金的综合性能，加入 变质剂，改变硅的分布形状，使其呈点球状。
普通黄铜：
– 在铜中加入一定量的锌获得普通黄铜
Zn≤32% 单相α黄铜 32%＜ Zn≤50% α+β Zn＞50% 单相β 黄铜
铜—锌二元合金相图
特殊黄铜
–根据锌当量判断组织
特殊黄铜中各个合金元素的锌当量系数 合金元素 Mn Pb Al Si Fe Sn Ni Mg Cd
锌当量系数 0.5 1.0 6.0 10.0 0.9 2.0 -1.3 2.0 1.0
– 缺陷分为22种 – 晶粒度检验 – 断口检验
变形铝合金的缺陷
疏松、非金属夹杂、氧化膜、化合物 （一次晶）、羽毛状晶、光亮晶粒、气 孔、冷隔、铸造裂纹、板材分层、缩尾、 成层、挤压裂纹、淬火裂纹、粗晶环、 焊合不良、锻造裂纹、压折、流纹不顺、 裂口、纵向裂纹。
铝合金的微观检验
1、试样的制备
变形铝合金
– 热处理不可强化铝合金
纯铝L系列、防锈铝LF系列
– 热处理可强化铝合金
硬铝LY、锻铝LD、超硬铝LC等
铝合金分类状态图
铝合金的宏观检验
1、试样的制备
– 取样部位：有代表性 – 取样方式：锯切或铣割 – 加工方法：切削加工量小 – 粗糙度要求：不低于3.2Ra – 清洗：汽油、酒精、丙酮
铝合金的宏观检验
2、试样的侵蚀
– 侵蚀剂：NaOH（10%~25%） – 时间：3~30min – 去膜：20%~30%HNO3 – 冲水
铝合金的宏观检验
3、检验标准 JB/T7946.2-1999《铸造铝合金针孔》
– 五级针孔
GB/T3246.2-2000《变形铝及铝合金制品 低倍组织检验方法》
制样 侵蚀：硝酸水溶液侵蚀，稀盐酸去黑膜 铸造铜合金的常见缺陷
– 疏松 – 气孔 – 外来非金属和金属夹杂 – 铸造粗晶 – 冷隔
铜合金的微观组织检验
制样： 侵蚀：
– 三氯化铁盐酸溶液、硝酸铁水溶液。
纯铜（紫铜）
分类：含氧量和生产方式
– 工业纯铜：T1、T2、T3、T4 – 无氧铜：TU1、TU2、TUP、TUMn
变质处理前后硅形貌
变形铝合金金相检验标准
标准GB/T3246.1-2000《变形铝及铝合金 制品的显微组织经验方法》
– 铸锭的显微组织检验 – 加工制品淬火及退火试样检验 – 高温氧化 – 铜扩散 – 晶粒度检验
铝合金中主要相的侵蚀特征
通过用不同侵Biblioteka Baidu剂侵蚀后观察色泽变化 予以鉴别。
铝合金相鉴别的试剂及相的腐蚀特征见 表12-1
变质处理的类型：钠变质、磷变质、锶变质 变质不正常原因 变质不足是由于变质不完全，或部分变质失效
所致变质后停留时间过长引起变质效果衰退。 变质过度主要是由于变质剂加入过多所引起。
过热和过烧
显微特征 共晶硅周角圆滑并凝聚长大，显示过热特征。
共晶硅进一步聚集长大，出现共晶体熔化形成 过烧。当温度过高时，出现典型的复熔球和晶 界重熔成为严重过烧，一般不允许有过烧存在。 产生原因 热处理工艺不当，或热处理炉的温度控制仪表 失灵，和炉子跑温引起温度过高所致。若炉温 不均匀或装炉不合理，造成部分过烧现象。
铜及铜合金的金相检验
概述
1、特点：优良的导电性、导热性，足够的强 度、弹性和耐磨性，良好的耐腐蚀性。
2、应用：电气、石油化工、船舶、机械、建 筑等各领域。
3、分类：
– 紫铜、黄铜、青铜、白铜 – 加工铜合金：紫铜、黄铜、青铜、白铜 – 铸造铜合金：黄铜、青铜 – 压铸铜合金：特殊黄铜
铜合金的宏观检验
白铜
以镍为主要合金元素的铜 二元铜镍合金无限固溶，室温下为单相α
相
青铜
原指铜锡合金，现泛指除紫铜、黄铜、 白铜外的各类铜合金。
– 普通青铜：锡青铜 – 特殊青铜：铝青铜、硅青铜、铍青铜
Al-Si二元合金状态图
铝铜合金
ZL2xx系列
– 可通过热处理强化，具有高的强度和耐热性， – 铸造性比铝硅系差 – 强化相Al2Cu、
Al-Cu二元合金状态图
变形铝合金
变形强化铝合金
只能采用加工硬化的方法来提高强度
– 纯铝 – 防锈铝
主要组成相
杂质相 主要强化相
热处理强化铝合金
组织：α铜晶粒 晶粒度评定
– YS/T347-1994《单相铜合金晶粒度测定法》 – GB/T63954-2002《金属平均晶粒度测定方法》
铜合金中非金属夹杂物
常见夹杂物：Cu2O、CuS、MnS、Cu3P、 BeC、Fe、Pb、Bi等，
紫铜中（Cu-Cu2O）共晶体
纯铜T2的金相组织
黄铜