铝合金金相观察实验
铝合金金相实验方法及实验结果
铝合金金相实验方法及实验结果引言铝合金是一种常用的轻质金属材料，在工业生产中具有广泛的应用。
金相实验是一种常用的材料测试方法，通过观察材料的组织结构和相变情况，可以评估其性能和质量。
本文旨在介绍铝合金金相实验的方法与实验结果。
方法1. 样品准备：选择合适的铝合金样品，并进行表面处理，如去除氧化层等。
2. 组织切割：使用金相切割机将铝合金样品切割成适当大小的试样。
3. 粗磨与细磨：使用金相磨片对试样进行粗磨和细磨，以去除表面的砂痕和切割留下的痕迹。
4. 电解腐蚀：将试样放入适当的电解液中进行腐蚀处理，以去除试样表面的氧化物和污染物。
5. 腐蚀后的清洗：将试样从电解液中取出，并用酒精和蒸馏水进行清洗。
6. 试样打磨：使用金相打磨机对试样进行打磨，以获得光滑的表面。
7. 试样腐蚀：将试样放入适当的腐蚀液中进行腐蚀处理，以显现材料的细微组织结构。
8. 显微镜观察：将腐蚀后的试样放在金相显微镜下观察，通过调整放大倍数和焦距，可以获取不同放大倍数下的图像。
9. 实验数据记录：对观察到的组织结构进行描述，并记录下相关的实验数据。
实验结果经过金相实验，我们观察到了铝合金的组织结构和相变情况。
具体实验结果如下：1. 铝合金的组织结构：我们观察到铝合金由颗粒状、晶粒状和晶界等组织结构组成。
不同的铝合金材料具有不同的组织特征，如晶粒大小、晶界分布等。
2. 相变情况：通过金相显微镜的观察，我们可以发现铝合金在不同条件下发生的相变情况，如固溶体的析出、晶格形变等。
3. 实验数据记录：我们记录了每个观察点的放大倍数、焦距和所观察到的组织结构特征等数据。
结论铝合金金相实验是评估铝合金材料性能和质量的重要方法。
通过观察铝合金的组织结构和相变情况，可以了解其内部结构和性能特点。
金相实验结果的准确记录和分析，有助于指导铝合金材料的生产和应用。
参考文献(请根据需要列出参考文献)。
基于钛合金和铝合金的金相实验
Value Engineering0引言材料科学与工程在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。
主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等等，在研究金属材料时就要用到金相实验。
金相实验指的是一种试验方式，目的是金属材料的物理性能和机械性能与其内部之组织有相关连。
因此，可以借着金相试验的宏观组织及微观组织的观察判断金属及其合金的各项性能。
1实验背景将图像处理系统应用于金相分析具有精度高，速度快的优点，可以大大提高工作效率。
计算机定量金相分析正逐渐成为人们分析和研究各种材料，建立材料的微观结构与各种性能之间的定量关系以及研究材料结构转变动力学的有力工具。
该计算机图像分析系统可以轻松地测量特征的面积百分比，平均大小，平均间距，纵横比和其他参数，然后根据这些参数确定三维空间形状，数量，大小和分布。
它还建立了与材料机械性能的内部联系，以提供可靠的数据，以更科学地评估材料和合理使用材料。
2材料和仪器2.1钛合金材料实验选用钛合金-IMI834，将材料经过热处理和打磨，制得等轴、双态和魏氏三种微观结构的样品。
IMI834（Ti-6Al-5Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-1Nd ）合金是一种具有优异蠕变，疲劳和拉伸强度的高温钛合金。
由于铝合金数量众多，因此可以视为α和β合金。
它可以在600℃的高温下使用，因此被广泛用作航空发动机的风扇盘。
β转变温度为1030℃。
2.2铝合金材料实验选用铝合金-2219-O （轧制板），除初始样品之外，将初始样品经过一次和多次旋压处理之后，得到另外两个样品。
铝合金2219由于其高的比强度，在低温和高温下良好的机械性能，高的断裂韧性和良好的抗应力腐蚀性能而被广泛用于航空航天。
2.3实验仪器实验选用COSSIM 倒置金相显微镜和CMY-50三目金相组织分析仪观察透明与不透明的标本。
部件号为TP609000B USB2.0DC SV 250mA ，使用UCOMS09000KPB 9.0MP 1/2.4M APTINA COMS 传感器。
金相组织观察实验报告
一、实验目的1. 了解金相显微镜的基本原理和构造；2. 掌握金相试样的制备方法；3. 认识并分析金属材料的金相组织；4. 建立金相组织与材料性能之间的关系。
二、实验原理金相组织是指金属材料在显微镜下观察到的组织结构。
金相显微镜是一种利用光学原理对金属材料进行观察和分析的仪器。
通过观察金相组织，可以了解材料的微观结构，从而推断出材料的性能和加工工艺。
三、实验仪器与材料1. 仪器：金相显微镜、抛光机、砂轮机、金相试样制备设备（如砂纸、抛光布、脱脂棉、3~5硝酸酒精溶液等）；2. 材料：金属材料试样（如钢铁、铝合金、铜合金等）。
四、实验步骤1. 试样制备（1）将金属材料试样切割成合适的尺寸，并进行打磨处理，去除表面的氧化层和杂质；（2）用不同型号的砂纸对试样进行粗磨、细磨和精磨，直至表面光滑；（3）将磨好的试样放入抛光机中进行抛光处理，直至表面呈现镜面效果；（4）将抛光后的试样进行腐蚀处理，以显示金相组织。
2. 金相显微镜观察（1）打开金相显微镜，调整光源和物镜，使视野明亮；（2）将腐蚀后的试样放置在显微镜载物台上，调整焦距，使金相组织清晰可见；（3）观察并记录金相组织的形态、分布和大小；（4）根据观察结果，分析金相组织与材料性能之间的关系。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过金相显微镜观察，发现金属材料的金相组织主要包括晶粒、析出相、相变组织等。
2. 结果分析（1）晶粒：晶粒是金属材料的基本结构单元，其大小和形态对材料的性能有重要影响。
一般来说，晶粒越小，材料的强度、硬度、韧性等性能越好；（2）析出相：析出相是指在金属材料中形成的第二相，如碳化物、氮化物等。
析出相的形态、大小和分布对材料的性能有显著影响；（3）相变组织：相变组织是指在金属材料中发生的相变过程形成的组织，如珠光体、贝氏体等。
相变组织的形态和分布对材料的性能有重要影响。
六、实验总结本次实验通过金相显微镜观察金属材料的金相组织，了解了金相显微镜的基本原理和构造，掌握了金相试样的制备方法，认识并分析了金属材料的金相组织。
A356铝合金的组织与性能研究
A356铝合金的组织与性能研究A356铝合金的组织主要由α-Al固溶体、硅和镁等相组成。
固溶体的成分和分布对合金的强度和硬度有重要影响。
硅相主要是硅颗粒，可以细化合金的晶粒和增加强度。
镁相主要是镁铸型合金中的二次相，可以增加合金的强度和塑性。
为了研究A356铝合金的组织特点，我们使用了金相显微镜进行观察和分析。
观察结果显示，A356铝合金的晶粒呈均匀细小的结构，晶粒大小约为20-50μm。
在晶界处能够观察到硅颗粒，其尺寸约为5-10μm。
此外，在镁铸型合金中还能够发现一些间隙相，尺寸较小，主要分布在晶界附近。
进一步地，我们对A356铝合金的力学性能进行了测试。
拉伸试验的结果显示，A356铝合金的屈服强度约为170MPa，抗拉强度约为300MPa，延伸率约为7%。
这些结果表明，A356铝合金具有较高的强度和一定的塑性，具备良好的可加工性。
此外，我们还对A356铝合金进行了硬度测试。
硬度测试结果显示，A356铝合金的硬度（HB）约为80。
这进一步证明了A356铝合金的较高强度和硬度特点。
A356铝合金的研究也涉及到其热处理工艺的优化。
通过合适的热处理工艺，可以进一步调控合金的组织和性能。
例如，固溶处理可以有效分散和溶解硅相，从而细化晶粒，并提高合金的韧性。
时效处理可以进一步沉淀和弥散硬质相，增强合金的强度和硬度。
总结起来，A356铝合金具有均匀细小的晶粒结构，硬度适中，抗拉强度和塑性较高。
在热处理工艺方面，固溶处理和时效处理可以进一步改善合金的性能。
对A356铝合金的组织和性能的深入研究，有助于提高其应用的效果和质量，为相关工业领域的发展提供技术支持。
铝及铝合金的金相检验
主要组成相
杂质相
主要强化相
热处理强化铝合金
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 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 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 LC4合金的金相组织
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
通过用不同侵蚀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
– 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
– – – –
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） 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
金相试样实验报告
金相试样实验报告金相试样实验报告一、引言金相试样是一种常用的金属材料分析方法，通过对金属材料进行切割、研磨、腐蚀等处理，制备成试样后，使用金相显微镜对其进行观察和分析，以了解材料的组织结构、晶粒大小、相含量等信息。
本实验旨在通过金相试样制备和观察，对金属材料进行分析和研究。
二、实验步骤1. 材料准备：选取一块铝合金材料作为实验对象，将其切割成适当大小的试样。
2. 研磨处理：使用研磨纸对试样进行粗磨和细磨处理，以去除表面的氧化层和粗糙度。
研磨过程中需注意保持试样的平坦度和光洁度。
3. 腐蚀处理：将研磨后的试样置于腐蚀液中，进行腐蚀处理。
腐蚀液的选择应根据试样材料的特性来确定，以获得最佳的观察效果。
4. 清洗和抛光：将腐蚀后的试样用去离子水进行清洗，然后进行抛光处理，使试样表面更加光滑。
5. 金相显微镜观察：将制备好的试样放置在金相显微镜下，调整显微镜的放大倍数和焦距，观察试样的组织结构、晶粒大小等特征。
三、实验结果与分析通过金相显微镜观察，我们可以清晰地看到铝合金试样的组织结构。
铝合金通常由α固溶体和β相组成。
α固溶体是铝合金的主要组织相，具有良好的塑性和韧性；β相则是一种强化相，能够提高铝合金的强度和硬度。
在观察试样时，我们发现试样中晶粒的大小和分布情况对材料的性能有着重要影响。
晶粒越细小，材料的强度和韧性通常会更好。
通过金相显微镜，我们可以对试样中晶粒的大小进行测量和分析，进而评估材料的性能。
此外，金相试样还可以用于观察材料中的缺陷和夹杂物。
缺陷和夹杂物对材料的性能和可靠性有着重要影响。
通过金相显微镜的高分辨率观察，我们可以检测到试样中的缺陷和夹杂物，并对其进行定性和定量分析。
四、实验总结金相试样实验是一种重要的金属材料分析方法，通过对金属材料进行切割、研磨、腐蚀等处理，制备成试样后，使用金相显微镜对其进行观察和分析，以了解材料的组织结构、晶粒大小、相含量等信息。
本实验通过对铝合金试样的制备和观察，了解了金相试样的基本步骤和原理，并对试样的组织结构和晶粒大小进行了分析和研究。
铝合金金相组织检验与力学性能实验
实验1.31.4铝合金金相组织的观察及力学性能测定一、实验目的1. 巩固制备金相试样的方法与技术2. 了解各种加工工艺对铝合金显微组织以及力学性能（硬度）的影响二、实验内容1.对4种试样进行硬度测试本次试验采用的是TH320全洛氏硬度计。
洛氏硬度的试验原理：将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）分两个步骤，在初试验力F 和主试验力F 先后作用下，压入试样表面，保持一定时间，卸除主试验方，保留初试验力，此时的压入深度为h ，在初试验力作用下的压入深度为h ，它们之差e （^h ）来表示压痕深度的永久增量。
每压入0.002mm 为一个洛氏硬度单位。
°洛氏硬度试验原理图如图1所示样品测试面需要经过200号水砂纸磨光，以满足测试得粗糙度要求。
背面平整，测试面与背面没有明显歪斜。
测试过程中，总试验力的保持时间：5s ；主试验力卸除时间：2s 。
之所以选择5s 的总试验力保持时间，是考虑样品较软，但又没有明确的实验表明，铝合金样品在硬度测试过程中存在缓慢变形的明确说法，所以，选择居中的时间6至7s ，也是可以的。
本次实验所涉及的样品中内应当包括：铸态、固溶处理、固溶处理+轧制、固溶处理+轧制+时效，4种样品。
每个样品至少测试4点，第一点不计。
两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的4倍，并且不应小于2mm ；任一压痕中心距离试样边缘的距离至少应为压痕直径的2.5倍，并且不应小于1mm 。
分别记录4种样品的硬度数据，并结合之后所观察得到的金相组织作出恰当分析。
2.制备、观察4种金相试样。
本次实验制备、显示一个样品，此样品是在之前的课程中制作的。
样品涉及4种工艺，具体参见下表： 工艺 编号 说明 铸造状态 1 每位学样品制备合格后， 固溶处理 2 除了察自己的样品，还需 固溶处理+轧制 3 要观察其他同学制备的其他固佑处J 效轧制+时 43种工艺的样品。
领取属于自己的铝合金样品后，按照金相样品制备的一般要求进行。
铝合金金相组织的观察及力学性能测定实验
铝合金金相组织的观察一、实验目的1.了解铸造、固溶处理、轧制及时效处理4种加工工艺对铝合金的组织特征的影响； ⒉分析不同材料加工工艺对铝合金力学性能的影响；3.深入了解材料四要素之间的内在联系及其在材料生产制造环节中的实际应用。
二、实验内容分别观察：（1）铸造，（2）固溶处理，（3）轧制，（4）时效处理后铝合金的金相组织；三、实验过程1. 样品制备每一位同学根据名单选取相应工艺的样品，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行制样。
样品涉及4种工艺，参看下表：磨光在M-2型预磨机上进行，依次使用200、400、600、800等四种牌号的水砂纸，然后进行抛光、腐蚀。
铝合金比较软，在样品制备过程中一定要控制好磨光的力度，以减少砂粒的嵌入，减轻样品表面内部损伤层的厚度。
同时，样品上应当保持一个方向的划痕。
在整个制备过程中，样品的倒角一定要始终保持，特别是抛光阶段。
为了保证样品在磨光过程中尽量不出现歪斜，请按照下面示意的实线磨削方向进行磨光操作，避免沿虚线示意的方向进行。
铸锭、固溶处理样品的磨光方向 轧制、轧制时效样品的磨光方向制样的要点：A 缩短在砂纸上停留的时间B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水C 样品抛光前必须在粗砂纸上修出倒角D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光腐蚀：腐蚀剂采用HF1.0%、HCl1.5%、HNO32.5%、水95%的混合试剂；腐蚀时间为5分钟左右。
为了保证腐蚀效果，样品避免放置在腐蚀液中长时间不动，应当每隔20~30秒钟移动、按动（在脱脂棉上），以保证金属面所接触腐蚀液的效力。
2. 组织观察5×50×一号样二号样三号样四号样四、实验分析1、观察各种工艺下的样品以及显微组织图片，分析各种工艺处理后，形成的显微组织的特点、原因。
答：（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。
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铝合金金相观察实验
一、实验过程
1.浇铸
坩埚炉
熔炼铝合金的材料包括金属炉料，助剂和辅助材料
1）根据配比计算，配置炉料，并将配制好的炉料充分预热；
2）将定量的铝及全部硅装炉，随着硅的熔化，分批将剩余铝锭加入熔炉，并充分搅拌，至全部熔化；
3）在700℃左右（680~710℃）加入精炼剂，进行除气精炼处理，扒渣后浇锭4）选用需要的锭模，将合金液体注入其中
5）根据锭模，确定冷却时间，及时开模，取出铸件
6）取出铸件后，观察铸件是否合格，若有缺陷，应采取措施解决，直至合格为止
铸件毛坯
2.切割
实验过程中，首先取出铸造好的样品，呈圆柱形，直径约12~15 mm，根据实验的需要大概需要切下与直径相当长度的样品
切割机
内部构造3.镶嵌
镶嵌机
1）将待镶嵌的样品置于样品台上，按“下降”按钮时样品台下降至镶嵌机最低部。
2）向槽内加入1勺左右镶嵌粉粉末，旋上盖子，设置好镶嵌参数，按动开始按钮开始镶嵌操作。
4.磨光
主要参数有：1号、2号、3号、4号磨光盘设置压力22N，5号磨盘设置压力44N，平均每个盘进行磨光操作3－4分钟，其中平均30秒左右加一次水或抛光液。
样品光亮如镜，但由于浇注的材料反复使用本身质量问题等原因，稍有划痕。
但不影响后续观察
普通的磨光机器（当然与我们实验所用设备无法相比）
5.观察
Nikon EPIPHOT 300 光学显微镜
OLYMPUS—CK40M光学显微镜
将抛光后的试样，选择合适的浸蚀剂，利用化学浸蚀法，使各组织间、晶界和晶内产生一定的衬度，金属组织得以显示
使用Nikon EPIPHOT 300电子显微镜观察组织结构
使用OLYMPUS—CK40M光学显微镜成像拍摄组织图片
二、讨论题：
1.同样是共晶成分，为什么精砂，精金，变金的显微组织不同，为什么？
金属模散热快，快速冷却，结晶迅速细密均匀。
砂模……变质处理……
照片有点地方拍出来糊的原因：没有水平放置
最后稍微分析一下
铝－硅合金机械性能的关系
a－砂型铸件
b－金属型铸件
c－高硅含量铸件
2.为什么Si呈黑色，Al呈白色？为什么显微组织观察是白色多边形为晶粒，黑色网状为晶界？化学浸蚀在此过程中起了什么作用？
答：对于单相合金与两相合金，所采取的浸蚀原理是不同的。
纯金属与单相合金的浸蚀是一个化学溶解过程，而两相合金的浸蚀主要是电化学浸蚀过程。
不同的相由于成分、结构的不同，具有不同的电极电位，在浸蚀液中形成了许多对微小的局部电池，Si具有较高的电极电位为阳极，浸蚀时发生溶解变得低洼粗糙，Al具有正电位为阴极基本不受浸蚀。
所以Si在光学显微镜下呈现黑色，而Al 呈现白色。
另外，白色多边形为晶粒，黑色网状为晶界的产生机制，同单相合金显微成像的原理相同。
当抛光后的试样与浸蚀剂接触时，首先抛光面上的形变扰动层被溶解掉，这是显微组织没有任何的显露。
接着是对晶界的化学溶解，在晶界上的原子排列规律性较差，因而快速被腐蚀掉形成凹沟，这是合金显示多边形晶粒。
随后进行晶粒本身溶解，由于每个晶粒溶解速度的不同，浸蚀后每粒晶粒都按照原子排列最密的面露出表面，在垂直光线的照射下显示出明暗不同的晶粒。
所以，有凹沟的晶界呈现黑色，而后浸蚀的晶粒呈现白色。