铝及铝合金的金相检验讲解.ppt

铝及铝合金的金相检验 概述 l1、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 l2、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 l1、加工过程质量控制 l2、确认加入合金元素所形成的相 铝合金的分类 l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 l变形铝合金 –热处理不可强化铝合金 l纯铝L系列、防锈铝LF系列 –热处理可强化铝合金 l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 l1、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 l2、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 l3、检验标准 lJB/T7946.2-1999《铸造铝合金针孔》 –五级针孔 lGB/T3246.2-2000《变形铝及铝合金制品 低倍组织检验方法》 –缺陷分为22种 –晶粒度检验 –断口检验 变形铝合金的缺陷 l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 l1、试样的制备 –取样 –粗磨：锉刀锉平 –细磨：砂纸 –抛光 l粗抛（ 转速500~600rpm） l精抛（ 转速150~500rpm） l2、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 Al-Si二元合金状态图 铝铜合金 lZL2xx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 l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 l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 l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。

l变质处理的类型：钠变质、磷变质、锶变质 l变质不正常原因 l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 l变质过度主要是由于变质剂加入过多所引起 过热和过烧 l显微特征 l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 l产生原因 l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 铸造铝合金的金相检验标准 l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 l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 l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 变质处理前后硅形貌 变形铝合金金相检验标准 l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 l通过用不同侵蚀剂侵蚀后观察色泽变化 予以鉴别。

l铝合金相鉴别的试剂及相的腐蚀特征见 表12-1 铜及铜合金的金相检验 概述 l1、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 l2、应用：电气、石油化工、船舶、机械、建 筑等各领域 l3、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 l制样 l侵蚀：硝酸水溶液侵蚀，稀盐酸去黑膜 l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 l制样： l侵蚀： –三氯化铁盐酸溶液、硝酸铁水溶液 纯铜（紫铜） l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 l组织：α铜晶粒 l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 l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 l普通黄铜： –在铜中加入一定量的锌获得普通黄铜 lZn≤32% 单相α黄铜 l32%＜ Zn≤50% α+β lZn＞50% 单相β 黄铜 铜—锌二元合金相图 合金元素Mn PbAlSiFeSnNiMg Cd 锌当量系 数 0.5 1.0 6.010.0 0.9 2.0 -1.3 2.01.0 l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特殊黄铜中各个合金元素的锌当量系数 白铜 l以镍为主要合金元素的铜 l二元铜镍合金无限固溶，室温下为单相α 相 青铜 l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 。