有色金属的显微组织观察

1.了解铝合金及铜合金的分类。 2.掌握典型的铝、铜合金在不同状态下的显 微组织特征。
定义：以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素 组成的合金。

铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大 类。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁 合金，铝锌合金和铝稀土合金。

形变铝合金又分为可热处理强化和不可热处理强化，按性 能和用途分为防锈铝、硬铝、超硬铝及锻铝等。

能很好显示2 系、7系变形后铝合金热处理（固溶、时效）后 的组织；

2.改良科尔试剂： HF 1ml, HCl 15ml ,HNO3 5ml, H2O 190ml 能很好显示2系、7系变形后组织。
牌号系列 1××× 2××× 3××× 4××× 5××× 6××× 7××× 8××× 9×××
铜合金常用腐蚀剂：

三氯化铁盐酸水溶液 FeCl3， 5g；HCl，15ml；H2O，100ml或FeCl3 HCl 20mL、水或甲醇120m L： 10g、

一般铜合金都能用这个腐蚀剂显示出理想的组织，前一种 比较好，成分配比可以稍微调整。
画出所观察的5种金相试样的显微组织，并标出各种 组织组成物的名称

白铜




以镍为主要添加元素的铜合金。呈银白色，有金属光泽, 铜镍之间彼此可无限固溶，从而形成连续固溶体，即不论 彼此的比例多少，而恒为α--单相合金。铜镍二元合金称 普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂 白铜。以B表示。如：B10为10％Ni、余为铜；B30为30%Ni、 余Cu的铜镍合金。 纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性 ，并降低电阻率温度系数。因此白铜较其他铜合金的机械 性能、物理性能都异常良好，延展性好、硬度高、色泽美 观、耐腐蚀。 白铜富有深冲性能，被广泛使用于造船、石油化工、电器 、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域，并还是重要 的电阻及热电偶合金。 白铜的缺点是主要添加元素——镍属于稀缺的战略物资， 价格比较昂贵。
和飞机制造业中得到广泛应用。在合金中形成了
CuAl2（θ相）和CuMgAl2（S相）。这两个相在加
热时均能溶入合金的固溶体内，并在随后的时效
热处理过程中通过形成“富集区”、“过渡相” 而使合金达到强化。而后者（S相）在合金强化过
程中的作用更大，因之，常把它称为强化相。

铝合金常用腐蚀剂：科尔试剂： HF 2ml, HCl 3ml ,HNO3 5ml, H2O 190ml， 最常用的腐蚀剂，一般都能显示铝合金比较理想的组织，但对 一些变形后的组织效果可能不是很理想，但很多时候只要在科 尔试剂基础上调整下即可达到满意效果。以下是几种在实践中 总结出来的调配后的科尔试剂腐蚀剂： 1.二倍浓度科尔试剂： HF 4ml, HCl 6ml ,HNO3 10ml, H2O 190ml


变质处理：变质处理就是向金属液体中加 入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变 质剂），使它在金属液中形成大量分散的 人工制造的非自发晶核，从而获得细小的 铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。变 质处理的精髓是改变组织中硅的形态。

形变铝合金：硬铝Al—Cu—Mg系时效合金，是重
要的形变铝合金。由于它的强度大和硬度高，故 称为硬铝。在国外又称为杜拉铝。近代机器制造
组别 纯铝（铝含量不小于99.00%） 以铜为主要合金元素的铝合金 以锰为主要合金元素的铝合金 以硅为主要合金元素的铝合金 以镁为主要合金元素的铝合金 以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金 以锌为主要合金元素的铝合金 以其他元素为主要合金元素的铝合金 备用合金组




以铜为基体元素同时加入一种或几种合金元素组成的合 金。产量大应用广的铜合金有黄铜、青铜、白铜等。 黄铜：简单黄铜和复杂黄铜。 简单黄铜：为Cu-Zn二元合金，以“H”表示，H后面的数 字表示合金的平均含铜量如H70表示含铜量为70％，其余 为锌。 复杂黄铜：在Cu-Zn会金中加入少量铅、锡、铝、锰等， 组成多元合金。第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄 铜，如HSn70-1表示含70％Cu、1％Sn、余为锌的锡黄铜。 多元合金则以第三种含量最多的元素相称，如： HMn57-3-1：57％Cu、3％Mn、1％Al、余为锌的锰黄铜； HAl66-6-3-2：66％Cu、6％Al、3％Fe、2％Mn、余Zn的铝 黄铜
普通黄铜的成分、性能和用途 二元黄铜性能变化规律：其导电、导热性随Zn含量的增加 而下降，而机械性能(抗拉强度、硬度)则随Zn含量的增加 而上升；二元黄铜在工业上的应用，主要根据其性能来选 择。 H96、H90和H85：良好的电导率、热导率和耐蚀性，有足 够的强度和良好的冷、热加工性能，被大量采用来制作冷 凝管、散热管、散热片、冷却设备及导电零件等。 H70、H68：高的塑性和较高的强度，冷成型性能特别好， 适于用冷冲压或深拉法制造各种形状复杂的零件。 H62：α+β黄铜，高的强度，在热态下塑性良好；冷态下 塑性也比较好，切削加工性好，耐蚀，易焊接，以板材， 棒材、管材、线材等供工业大量使用，应用广，有“商业 黄铜”之称。 H59：强度高；含锌量高，能承受热态压力加工，有一般 的耐蚀性，多以棒材和型材应用于机械制造业。

铸造铝合金：应用最广泛的铸造铝合金为含有大量硅的铝 合金，即所谓硅铝明。典型的硅铝明牌号为ZL102。含硅 11~13%，成分在共晶成分附近，因而具有优良的铸造性能 ——流动性好，铸件致密，不容易产生铸造裂纹。铸造后 几乎全部得到共晶组织即灰色的粗大针状的共晶硅分布在 发亮的铝的α固溶体的基体上，这种粗大的针状硅晶体严 重降低合金的塑性。 为提高硅铝明的力学性能，通常进行变质处理，即在浇注 前向合金溶液中加入占合金重量2~3%的变质剂（常用 2/3NaF+1/3NaCl）。处理后使共晶点从11.6%Si右移，故使 原来的合金变为了亚共晶组织，其组织为初生α固溶体枝 晶（亮底）及细的共晶体（α+Si）（黑底），由于共晶中 的硅呈细小圆形颗粒，因而使合金的强度与塑性提高。
二元黄铜组Leabharlann Baidu：

1）α单相黄铜：含锌在36%以下的黄铜属单相α固溶 体，典型牌号有H70（即三七黄铜）。铸态组织：α 固溶体呈树枝状（用氯化铁溶液腐蚀后，枝晶主轴富 铜，呈亮色，而枝间富锌呈暗色），经变形和再结晶 退火其组织为多边形晶粒，有退火孪晶。由于各种晶 粒方位不同，所以具有不同的颜色。退火处理后的α 黄铜能承受极大的塑性变形，可以进行冷加工。 2）α+β两相黄铜：含锌为36—45%的黄铜为α+β两 相黄铜，典型牌号有H62（即四六黄铜）。在室温下 β相较α相硬得多，因而只能承受微量的冷态变形， 但β相在600℃以上即迅速软化，因此可以进行热加 工。
青铜

青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青 铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。如：
锡青铜、铝青铜、磷青铜等，锡青铜——其主要合金成分
是锡，和无锡青铜（特殊青铜）——其主要合金成分没有 锡，而是铝、铍等其它元素。

锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合于制
造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛 使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐适 铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。铍青铜和磷青 铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适制造精密弹簧和电接触元 件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。