铸造铝合金-金相相关知识2019.1.20
铸造铝合金基础基础知识
—
G—AlSi6Cu4 (3.2151.01)
AC4B
—
合
金 ZL108 ZL8 — —
— SC122A(旧) LM2 —
—
—
—
—
—
ZL109 ZL9 —
AЛ30
A03360 336．0 A03361 336．1
—
LM13
— A—S12UN
—
—
AC8A AlSi12Cu
ZL110 ZL3 — AЛ10B —
ZL105 ZL13 HZL105
AЛ5
A03550 355.0 C33550 C355.0
322
LM16 3L78
—
—
G—AlSi5Cu AC4A
—
11
11/20
三、国内外铸造铝合金牌号对照
中国
前苏联
美国
英国
GB
YB HB ГOCT
ASTM UNS
ANSI AA
SAE
BS
BS/L
法国
原联邦德国
NF
间 60%~70%， 提高材料力学性能和塑性加工性； 改善制品表面粗糙度。
锆也是铝合金的常用添加剂。 一般在铝合金中加入量为 0.1%~0.3%， 锆和铝 形成 ZrAl3 化
Zr
合物， 可阻碍再结晶过程， 细化再结晶晶粒。 锆亦能细化铸造组织， 但比钛的效果小。有
锆存在时， 会降低钛和硼细化晶粒的效果。
化学
空气中生成200nm氧化铝
与酸反应生成盐
与碱反应生成盐
物理
密度值2.69~2.70g/cm3
熔点660℃，沸点2467℃
电阻率(2.62~2.65)*10-8Ω·m-1
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。
铸造铝合金
一、铸铝合金
通过直接用铸造的方法浇注活压铸成零件或者毛坯的铝合金。
其所含合金元素的数量比较高，合金元素总的质量百分数在8%-25%范围内。
一般铸造合金铸造性能好，压力加工性能差，且在实际使用中还要求铸件具有足够的力学性能，因此，铸造合金的成分并不完全都是共晶合金，知识合金元素的含量比变形合金高一些。
铝合金分类及性能特点
二、中国铸造铝合金
1.铸造铝合金的牌号
按GB8063规定，铸造铝合金的牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。
在牌号的最前面用“Z”表示铸造，例如ZAlSi7Mg，表示铸造铝合金，平均含硅量为7%，平均含镁量为1%。
另外还用合金代号表示，合金代号由字母“Z”“L”（它们分别是“铸”“铝”的汉语拼音的第一个字母）以及其后的三位数字组成。
ZL后面第一个数字表示合金系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二位、第三位两个数字表示顺序号。
优质合金在数字后面附加字母A。
2.合金铸造方法和变质处理代号
S——砂型铸造
J——金属型铸造
R——熔模铸造
K——壳型铸造
B——变质处理
3.合金状态代号
F——铸态
T1——人工时效
T2——退火
T4——固溶处理时加自然时效
T5——固溶处理时加不完全人工时效
T6——固溶处理时加完全人工时效
T7——固溶处理时加稳定化处理
T8——固溶处理时加软化化处理。
铸造铝合金金相
铸造铝合金金相
铝合金的金相分析是一种通过金相显微镜观察铝合金的组织结构、相组成、晶粒大小等特征的方法。
进行铝合金金相分析的一般步骤如下：
1. 制备金相试样：将铝合金材料切割或剪下，经过逐渐精细的研磨、抛光等处理，最终制备成光亮的试样。
2. 腐蚀处理：将金相试样浸入酸性或碱性溶液中，通过腐蚀作用去除表面氧化层，使试样表面呈现出相对清晰的组织结构。
3. 增色处理：将腐蚀后的试样浸入染色液中，使组织结构能够更明显地显现出来。
4. 金相观察：将经过腐蚀和染色处理的试样放置在金相显微镜下，利用不同放大倍数观察试样的不同区域，通过调节金相显微镜的焦距、照明等参数，从而获得试样的金相图像。
通过观察铝合金的金相图像，可以确定其组织结构中的晶粒大小、晶界分布、相组成、杂质分布等信息。
这些信息对于评估铝合金的力学性能、耐腐蚀性能、热处理效果等具有重要意义，并为铝合金的合理设计和制备提供了有效的参考依据。
铝合金金相组织
铝合金金相组织
哎，你晓得铝合金那金相组织不？咱们今天就来摆一摆这个龙门阵，就像老朋友聊天一样，轻松又随意。
你晓得铝合金嘛，就是那种轻便又结实的材料，汽车上、飞机上、还有咱们日常用的好多东西都离不开它。
但要是说起它的金相组织，那可就有得聊了。
就跟你看到的那些美丽图案一样，铝合金里头也是藏着不少“秘密”的。
拿显微镜一看，哎哟，那结构，密密麻麻，错落有致，就像是精心设计的艺术品。
说到这金相组织，我就想起我第一次看到它时的那种惊艳感。
就像是突然打开了一扇新世界的大门，原来金属里头还能有这么多门道。
那些晶粒、相界、还有各种各样的析出物，每一个都像是大自然的杰作，让人不得不感叹大自然的神奇。
而且啊，不同的铝合金，那金相组织也是千差万别，就像是每个人的指纹一样，独一无二。
对了，你有没有想过，为啥铝合金能有这么好的性能呢？其实啊，这都得归功于它那独特的金相组织。
那些晶粒的大小、形状、排列方式，还有析出物的种类、数量、分布，都会影响到铝合金的性能。
所以啊，要想造出性能优异的铝合金，那可得在金相组织上下一番功夫。
好了，今天咱们就聊到这里吧。
铝合金的金相组织，真的是个挺有意思的话题。
下次你要是有机会看到显微镜下的铝合金，别忘了好好欣赏一番，说不定你也会像我一样，被它的美丽所打动呢！。
铸造铝合金基础基础知识
铸造铝合金基础基础知识铸造铝合金基础知识铝合金是一种重要的金属材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
而铸造是一种常见的加工方法，通过将熔融的金属注入到预先制造好的模具中，冷却凝固后得到所需形状的零件。
本文将介绍铸造铝合金的基础知识，包括其合金类型、工艺流程以及应用领域。
一、铸造铝合金的合金类型铸造铝合金通常是由铝与其他元素的混合物组成，为了获得不同的性能和用途，可以添加不同种类的合金元素。
常见的铸造铝合金包括以下几类：1. 铝硅合金（Al-Si）：添加硅元素可提高材料的流动性和耐磨性，常用于汽车发动机缸套等零部件的制造。
2. 铝铜合金（Al-Cu）：添加铜元素可提高铝合金的强度和耐蚀性，适用于船舶建造和航空航天领域。
3. 铝镁合金（Al-Mg）：添加镁元素可提高材料的强度和韧性，常用于航空航天和汽车工业中。
4. 铝锌合金（Al-Zn）：添加锌元素可提高铝合金的耐蚀性和热处理性能，适用于建筑、电力行业等。
5. 铝锡合金（Al-Sn）：添加锡元素可提高铝合金的耐磨性和摩擦性能，适用于制造轴承等零部件。
二、铸造铝合金的工艺流程铸造铝合金常采用砂型铸造、压力铸造和真空熔铸等工艺流程。
1. 砂型铸造：先制作出铸件的模具，然后将熔融的铝合金浇注到模具中，经冷却凝固后取出成型的零件。
这种工艺简单、成本低廉，广泛应用于小批量生产。
2. 压力铸造：将熔融的铝合金通过高压注射器喷射进型腔中，借助于高压力和快速冷却，迅速凝固成型。
该工艺制造出的铝合金零件密度高、性能均匀，适用于大批量生产。
3. 真空熔铸：通过将铝合金放入真空熔炼炉中进行熔炼，然后再通过真空注铸设备将熔融的铝合金注入到模具中进行成型。
该工艺可消除气孔和夹杂物，制造高品质的铝合金零件。
三、铸造铝合金的应用领域铸造铝合金在各个领域都有广泛应用。
1. 航空航天：铸造铝合金在飞机的结构零件、发动机部件、航空仪表等方面发挥重要作用，其轻量化和高强度的特性符合航空航天工业对材料的要求。
铝合金金相
铸造铝合金中往往会出现疏松和针孔，统称孔洞，因为在铸造时，往往会在热节点地方（即凝固最晚的地方）产生杂质聚集，疏松及气发现组织亦由α固溶体初晶与Si二相共晶体所构成。但因用铁模浇铸，冷速较大，故组织分布较砂模浇铸者为细，Ⅱ-12放大后发现Si晶粒非常细小。
2.2 AJ12----Si-11%, Fe-0.65%, Mn-0.1%, Cu-0.02%, Zn-0.1%,未经变质处理
铝合金金相
一、纯铝的金相
多细杆、长条、针状组织
二、铝硅类合金
2.1 AJ12----Si-10.3%, Fe-0.12%, Mn-0.1%, Cu-0.01%，经变质处理
2.1.1
砂模浇铸，经变质处理后，Ⅱ-9发现α固溶体初晶（白色）作枝晶状，在晶界及枝间布有α与Si二相共晶体。Ⅱ-10中灰色颗粒为Si，由于合金经变质处理，故Si颗粒细小且呈圆粒状。
2.4 ----Si-21.22%，Fe-0.19%，铁模浇铸，未经变质处理
Ⅱ-16可发现，白色枝晶为初晶α；灰色粗大且多面体状者为初晶Si；其余为α与Si二相共晶体。由于合金冷速较大，处于不平衡状态，故两种初晶同时出现，此合金亦作为中间合金用。硬度HB66.
2.5----Si-21.5%，砂模浇铸，未经变质处理
2.3----Si-17.1%，砂模浇铸，未经变质处理
铸造铝合金金相标准
铸造铝合金金相标准铝合金是一种常见的轻金属材料，具有优良的机械性能和良好的加工性能，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
在铝合金的生产和加工过程中，金相分析是非常重要的一步，它可以帮助我们了解材料的组织结构和性能特点，为产品的质量控制和改进提供重要依据。
因此，铸造铝合金金相标准的制定和执行对于保证产品质量和推动行业发展具有重要意义。
首先，铸造铝合金金相标准的制定需要充分考虑材料的使用环境和性能要求。
不同的铸造铝合金在不同的工业领域有着各自的应用要求，比如航空航天、汽车制造、船舶建造等领域对铝合金的性能要求各不相同。
因此，金相标准需要根据不同行业的需求，制定相应的检测方法和标准数值，以确保铸造铝合金的组织结构和性能符合实际使用要求。
其次，铸造铝合金金相标准的执行需要依托于先进的金相分析技术和设备。
金相分析是通过对材料的显微组织进行观察和分析，来了解材料的组织结构、相态组成和性能特点的一种分析方法。
在铸造铝合金金相分析过程中，需要借助金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等设备，对材料的显微组织进行观察和测试，以获取金相分析所需的数据和信息。
因此，铸造铝合金金相标准的执行需要依托于这些先进的金相分析技术和设备的支持，以确保金相分析的准确性和可靠性。
最后，铸造铝合金金相标准的执行还需要依赖于专业的金相分析人员和实验室。
金相分析是一项复杂的实验技术，需要操作人员具备扎实的金相分析理论知识和丰富的实践经验，才能够准确地进行金相分析工作。
因此，铸造铝合金金相标准的执行需要有专业的金相分析人员和实验室的支持，他们能够准确地进行金相分析，为产品的质量控制和改进提供重要的技术支持。
总的来说，铸造铝合金金相标准的制定和执行对于保证产品质量、推动行业发展具有重要意义。
只有通过科学合理的金相标准，依托先进的金相分析技术和设备，以及专业的金相分析人员和实验室的支持，才能够确保铸造铝合金的组织结构和性能符合实际使用要求，推动铸造铝合金行业的健康发展。
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二、分类
JB/T 7946.1-1999《铸造铝合金金相 铸造铝硅合金过烧》 已有2017版 1、过烧组织 2、变质 JB/T 6289-2005《内燃机 铸造铝合金 金相检验》 3、鱼骨状铁相夹杂
4、长针状铁相夹杂
5、显微组织
三、判定标准
过烧组织 1、正常组织：共晶硅边角已圆滑，但不聚集长大。 2、过热组织：共晶硅边角已圆滑，并聚集长大，但无过烧组织特征。 3、轻微过烧组织：共晶硅进一步长大，边角已开始出现多边化，共
四级：块状鱼骨状铁相夹杂物。 五级：较多块状鱼骨状铁相夹杂物。 六级：大块状鱼骨状铁相夹杂物。
检测方法： 1、取样部位：试样在活塞顶部中心处截取，采用顶 置冒口的活塞，允许避开冒口取们，试样面积不小 于2cm2。 2、浸蚀方法：用65±5℃的20%硫酸水溶液浸蚀 10-20s。 3、评定方法：评定铁相组织时，放大倍数200倍。
试样制备：
1、通常在该炉单铸试棒上切取，重要铸件按技术文件规定切取。 2、经抛光后的试样，用0.5%氢氟酸水溶液在室温下浸蚀5-10S。 显微检验：
1、用光学显微镜评定经钠变质的铸造铝硅合金的金相组织，放大200倍。
2、检测时通观整个受检面，按大多数视场对应图片评定级别。
三、判定标准
鱼骨状铁相夹杂： 一级：鱼骨状铁相夹杂物不明显。 二级：少量点状，细小块状鱼骨状铁相夹杂物。 三级：小块状鱼骨状铁相夹杂物。
铸造铝合金金相相关知识
2019.1.20
1
CONTENTS
定义
目录
2
分类
3
判定标准
一、定义
1、金相 即金相学,就是研究金属或合金内部结构的科学。不仅如此,它还研究当外界条件或内在因素改变时,对金属或合金 内部结构的影响。所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分 2、金相分析 是金属材料试验研究的重要手段之一,采用定量金相学原理,由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计 算来确定合金组织的三维空间形貌,从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。将计算机应用于图像处理,具有精度 高、速度快等...
过变质现象出现。 四级：a固溶体较大,共晶硅部分呈短条状,部分成 点状,有少量小块(边长≤0.09mm)初晶硅。 五级：共晶硅成长条状,未起变质作用。 六级：a固溶体粗大,共晶硅及铜化二铝Al2Cu聚集 成块状,沿晶界链状分布,出现过烧。
检测方法： 1、取样部位：试样在活塞顶部中心处截取，采用 顶置冒口的活塞，允许避开冒口取样，试样面积不 小于2cm2。
2、检测时通观整个受检面，选择最严重视场对应图片评定级变质：共晶硅为长代状，分布无规律，可有a枝晶或少量块状初晶硅。 2、变质不足：a枝晶与共晶体分布均匀，部分共晶硅为短杆状，部分为针状。 3、变质正常：a枝晶与共晶体分布均匀，共晶硅为点状或蠕虫状。 4、变质衰退：a枝晶与共晶体分布不够均匀，共晶硅变粗，部分为短杆状，部 分为针状。 5、轻度过变质：a枝晶与共晶体分布基本均匀，但在一些共晶体中出现线性的 a带。 6、严重过变质：a枝晶与共晶体分布很不均匀，出现粗过变质带（细密共晶体 中出现波浪状分布的a带，带中有许多粗大的共晶硅。
2、浸蚀方法：用0.5%氢氟酸水溶液，浸蚀5-15s。 3、评定方法：评定组织时，放大倍数100倍。
感谢聆听
检测方法： 1、取样部位：试样在活塞顶部中心处截取，采用顶 置冒口的活塞，允许避开冒口取们，试样面积不小 于2cm2。 2、浸蚀方法：用65±5℃的20%硫酸水溶液浸蚀 10-20s。 3、评定方法：评定铁相组织时，放大倍数200倍。
三、判定标准
显微组织 一级：a固溶体和共晶硅极细小,分布均匀。 二级：a固溶液体细小,共晶硅成细点状,分布均匀。 三级：a固溶体较细,共晶硅成点状,共晶团周围有
金相分析是人们通过金相显微镜来研究金属和合金显微组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法。显微组
织是指如晶粒、包含物、夹杂物以及相变产物等特征组织。利用这种方法来考查如合金元素、成分变化及其与显微组织 变化的关系:冷热加工过程... 金相分析就是用显微镜来观察金属材料的显微组织。
3、显微组织
所谓显微组织是指金属在某种热加工工艺完成后,在显微镜下所显示的组织,显微组织与金属的机械性能有一定的关 系,换而言之,金属有什么组织就有相应的机械性能。 4、金相显微镜？ 主要用来观察金相组织的专业仪器，同时可以观察不透明物体表面的状态。具有稳定性好、成像清晰、分辨率高、 视场大而平坦的特点。
晶硅边平直，但大部分共晶硅边角还圆滑，并出现过烧三角或晶界熔 化。 4、过烧组织：共晶硅聚集长大，大部分边角平直，出现典型的复熔 球及多元复熔共晶体组织。 5、严重过烧组织：硅相几乎全部多边化，复熔共晶体组织粗大。
试样制备： 1、通常在该炉单铸试棒上切取，重要铸件按技术文件规定切取 2、评定过烧组织的金相试样不需浸蚀，经抛光处理后即可检测 显微检验： 1、用光学显微镜评定铸造铝硅合金的过烧组织，放大400倍
三、判定标准
长针状铁相夹杂： 一级：针状铁相夹杂物不明显。 二级：少量细小针状铁相夹杂物,针长≤0.03mm。 三级：少量短针状铁相夹杂物,针长≤0.05mm。
四级：少量针状铁相夹杂物,针长≤0.07mm。 五级：较多针状铁相夹杂物,针长≤0.15mm。 六级：较多粗针状铁相夹杂物,针长＞ 0.15mm。