铝合金金相组织图
赶紧收藏！铝及铝合金高清金相图谱
赶紧收藏！铝及铝合⾦⾼清⾦相图谱铝合⾦是⼯业中应⽤最⼴泛的⼀类有⾊⾦属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学⼯业中已⼤量应⽤。
⼯业经济的飞速发展，对铝合⾦焊接结构件的需求⽇益增多，使铝合⾦的焊接性研究也随之深⼊。
⽬前铝合⾦是应⽤最多的合⾦。
纯铝分冶炼品和压⼒加⼯品两类，前者以化学成份Al表⽰，后者⽤汉语拼⾳LV（铝、⼯业⽤的）表⽰。
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：形变铝合⾦能承受压⼒加⼯。
可加⼯成各种形态、规格的铝合⾦材。
主要⽤于制造航空器材、建筑⽤门窗等。
形变铝合⾦⼜分为不可热处理强化型铝合⾦和可热处理强化型铝合⾦。
不可热处理强化型不能通过热处理来提⾼机械性能，只能通过冷加⼯变形来实现强化，它主要包括⾼纯铝、⼯业⾼纯铝、⼯业纯铝以及防锈铝等。
可热处理强化型铝合⾦可以通过淬⽕和时效等热处理⼿段来提⾼机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合⾦等。
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，其中铝硅合⾦⼜有过共晶硅铝合⾦，共晶硅铝合⾦，单共晶硅铝合⾦，铸造铝合⾦在铸态下使⽤。
铝合⾦形变铝合⾦⼀系:1000系列铝合⾦代表 1050、1060 、1100系列。
在所有系列中1000系列属于含铝量最多的⼀个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以⽣产过程⽐较单⼀，价格相对⽐较便宜，是⽬前常规⼯业中最常⽤的⼀个系列。
市场上流通的⼤部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，⽐如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上⽅为合格产品。
我国的铝合⾦技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
⼆系:2000系列铝合⾦代表2024、2A16（LY16）、 2A02（LY6）。
2A12铝合金氩弧焊金相分析
金相试件的分析2A12TIG焊焊接接头金相分析，显微组织如图3.5所示：母材：是由α(Al)固溶体、S相(Al2CuMg)及θ相(CuAl2)组成；2A12硬铝需经过淬火+人工时效。
淬火（200℃左右）时，随温度升高，金相组织中过饱和α固溶体的分解产物的数量明显增加，即强化相S相和θ相，还有过渡相θ′。
补充人工时效可以进一步增加固溶体的分解，增加强化相S相的数量，并使过渡相θ′进一步形成稳定的θ相，从而进一步提高强度。
见图3.5(a)中暗色斑点是强化相S 相和θ相，灰白色是α固溶相。
焊缝组织：基体是α(Al)固溶体，有枝晶网络和析出的θ相(CuAl2)及S相(CuAl2)共晶组织。
焊缝晶粒粗大，晶界不连续，晶内析出点状、杆状析出物，晶界上有少量共晶体，见图3.5（b）。
焊接热影响区：（1）靠近熔合区晶粒长，在枝晶的交界处有强化相θ(CuAl2)相，S相(Al2CuMg)析出。
焊接热影响区中，出现晶界液化。
该处易熔共晶体是在加热不平衡的条件下，因偏析造成的，在晶界上脆性共晶体的存在，脆化了热影响区，见图3.5（c）。
（2）热影响区组织（过时效区），过时效区组织晶粒较均匀，在晶界有强化相θ(CuAl2)相，S相(Al2CuMg)析出，而降低时效强化效果和增大晶间腐蚀见图3.5（d）。
（a）（b）（c) （d)图3.5 2A12铝合金焊接接头组织 320（a）母材（b）焊缝组织（c）热影响区（d）热影响区（过时效区）图3.6是不同电流相同焊速(220mm/min)下的3组焊缝图。
其中的(a)是电流在100A时的焊缝组织，(b)是电流90A时的焊缝组织，(c)是电流在80 A时的焊缝组织。
比较3组图相同之处在于：都有明显的枝晶网络，晶粒细小，都有强化相S相与θ相析出；而不同之处在于：(c)相比(a)，(b)晶粒有些细小，还比较规整，力学性能应该比(a)，(b)优越，强化相S相与θ相比较均匀的分布在晶内，起到一定的强化效果。
7xxx铝合金的微观组织(金相分析)
a)未浸蚀 b)晶界浸蚀 c)晶粒浸蚀
2. 1 多相合金的浸蚀
多相合金的浸蚀，除了有 单相合金反应特征外，由 于组织中有明显的相组成 物，电位差距较大，发生 相之间的电化学腐蚀，其 中一相被溶去一薄层，而 相界被浸蚀较深呈现凹坑， 结果在相与相界间相与相 间出现凹坑，从而显示出 相或组织
不同放大倍数下的珠光体 a)高倍 b)中倍 c)低倍
合金成分设计
熔炼、铸造
均匀化处理
热加工（轧制、挤 压、锻造）
微观组织检测
固溶 + 时效
性能测试
机理研究
3. 7xxx铝合金的微观组织（金相分析） 3. 1 铸锭的金相分析
7136铝合金铸态金相组织照片 （1）晶界存在较多非平衡结晶相 （2）晶界较粗、弯曲（铸造缺陷多） （3）存在过饱和固溶体（冷却速度快） （4）存在成分偏析现象（晶粒内部有枝晶）
BSE分析：
再结晶晶粒 ：内部均匀 未再结晶晶粒：内部不均匀
EBSD分析（晶界图）：
EBSD 再结晶：晶粒内部无小角度晶界 未再结晶: 晶粒内部有小角度晶界
3. 5.1 轧制变形铝合金的微观组织（典型组织）
等轴晶粒沿轧制方
向被拉长为纤维组
织
未溶相沿轧制方向 呈链状排列
7B50铝合金轧制变形态金相组织图 a）80% b）90% c）95% d）图b局部放大
常用的金相பைடு நூலகம்示方法
1. 光学法
把金相试样放在反射光中，把 肉眼无法分辨的光学信息转化 为可变衬度的方法。如偏振状 态与位向差异，试样不经过其
他显示方法，只利用显微镜上
铝合金铸锭（未腐蚀） 组成相与基体对入射 光的反射能差异大 的特殊附件来实现的
2. 化学浸蚀法
铝合金金相组织图
铝合金金相组织图王元瑞 上海材料研究所检测中心（上海200437） 1材料：AC4CHV组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500×2 材料：LY-12CZ组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500×3 材料：A390组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×4 材料：T B -2 M组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状Β(Al 9Fe 2Si 2)相抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500×5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500×6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×。
变形铝合金金相图谱
总论属于防锈铝的有铝－镁及铝－锰系合金。
属于硬铝的有铝－铜－镁及铝－铜－锰系合金。
铝－锌－镁－铜系为超硬铝。
铝－镁－硅－铜及铝－铜－镁－铁－镍系合金为锻铝。
铝－铜－镁－铁－镍及铝－铜－锰系合金与铝－铜－镁系中的L Y6、LY2合金有较好的耐热性，所以也称为耐热铝合金。
在常用的合金元素中，铝和锌、镁、铜、锂、锰、镍、铁在靠铝一边形成共晶反应，和铬、钛形成包晶反应，在铝－铅系中出现偏晶反应。
它们在铝中的固溶度以锌、镁、铜、锂最大；锰、硅、镍、钛、铬、铁次之；以铅最小。
合金中的铜、锂、硅等元素以及合金中的化合物Mg2Si、MgZn2、S(CuMgAl2)相等，由于随温度高低有较大的固溶度变化，经淬火及时效后使合金显著强化。
热处理强化的变形铝合金中，以Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Mg-Zn系为基的合金用途最广。
第一章工业纯铝纯铝具有比重小，导电性好、导热性高、熔解潜热大、光反射系数大、热中子吸收截面较小及外表色泽美观等特性。
铝在空气中表面能生成致密而坚固的氧化膜，具有较好的抗蚀性。
第二章铝－镁系合金较高的抗蚀性、良好的焊接性及较好的塑性。
表1铝－镁系合金的化学成分表2 镁含量对铝－镁合金力学性能的影响当镁含量超过5％时，抗应力腐蚀性能变坏；镁含量超过7％时，合金塑性降低，焊接性能变坏。
锰有利于合金的抗蚀性，提高合金的强度。
加入少量钛和钒能细化晶粒。
在LF3合金中加入硅改善了合金的焊接性能。
热处理特性在不同温度下，镁在铝中虽有较大的固溶度变化，但实际上合金没有明显的时效强化作用，这是由于在淬火、时效时形成的新相β和基体不发生共格强化。
一般为退火或冷作硬化状态。
铝－镁合金退火时组织和性能发生变化。
当温度升高到某一较高温度后，即使退火温度继续升高，组织和性能仍较稳定。
合金的再结晶温度与镁含量有密切关系。
镁含量由2％增高到5％时，再结晶温度随镁含量的增加而下降；镁含量由5％增高到9％时，再结晶温度随镁含量的增加反而上升。
铝及铝合金的金相检验
– 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》
– 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
– 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
• 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
相 – Mg2Si、Al2Cu、Al2CuMg等
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
材料人网-铝合金金相组织图
铝合金金相组织图1材料：AC4CHV组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500×2 材料：LY-12CZ组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500×3 材料：A390组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×4 材料：T B -2 M组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状Β(Al 9Fe 2Si 2)相抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500×5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500×6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×。
2A12铝合金氩弧焊金相分析
金相试件的分析2A12TIG焊焊接接头金相分析，显微组织如图3.5所示：母材：是由α(Al)固溶体、S相(Al2CuMg)及θ相(CuAl2)组成；2A12硬铝需经过淬火+人工时效。
淬火（200℃左右）时，随温度升高，金相组织中过饱和α固溶体的分解产物的数量明显增加，即强化相S相和θ相，还有过渡相θ′。
补充人工时效可以进一步增加固溶体的分解，增加强化相S相的数量，并使过渡相θ′进一步形成稳定的θ相，从而进一步提高强度。
见图3.5(a)中暗色斑点是强化相S 相和θ相，灰白色是α固溶相。
焊缝组织：基体是α(Al)固溶体，有枝晶网络和析出的θ相(CuAl2)及S相(CuAl2)共晶组织。
焊缝晶粒粗大，晶界不连续，晶内析出点状、杆状析出物，晶界上有少量共晶体，见图3.5（b）。
焊接热影响区：（1）靠近熔合区晶粒长，在枝晶的交界处有强化相θ(CuAl2)相，S相(Al2CuMg)析出。
焊接热影响区中，出现晶界液化。
该处易熔共晶体是在加热不平衡的条件下，因偏析造成的，在晶界上脆性共晶体的存在，脆化了热影响区，见图3.5（c）。
（2）热影响区组织（过时效区），过时效区组织晶粒较均匀，在晶界有强化相θ(CuAl2)相，S相(Al2CuMg)析出，而降低时效强化效果和增大晶间腐蚀见图3.5（d）。
（a）（b）（c) （d)图3.5 2A12铝合金焊接接头组织 320（a）母材（b）焊缝组织（c）热影响区（d）热影响区（过时效区）图3.6是不同电流相同焊速(220mm/min)下的3组焊缝图。
其中的(a)是电流在100A时的焊缝组织，(b)是电流90A时的焊缝组织，(c)是电流在80 A时的焊缝组织。
比较3组图相同之处在于：都有明显的枝晶网络，晶粒细小，都有强化相S相与θ相析出；而不同之处在于：(c)相比(a)，(b)晶粒有些细小，还比较规整，力学性能应该比(a)，(b)优越，强化相S相与θ相比较均匀的分布在晶内，起到一定的强化效果。
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铝合金金相组织图
王元瑞 上海材料研究所检测中心（上海200437） 1材料：AC4CHV
组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+极少量Mg2Si和S(Al2CuMg)+少量长条针状β(Al9Fe2Si2)相
抛光态形貌500× β(Al9Fe2Si2)相(20%硫酸水溶液) 500× Mg2Si相(25%硝酸水溶液) 500×
2 材料：LY-12CZ
组织说明：α(Al)基体上有褐色的可溶的强化相S(Al2CuMg)和Al2Cu及不可溶的黑色的杂质相
Al6(FeMnSi)，晶粒沿变形方向伸长
抛光态形貌500× 腐蚀态(混合酸水溶液)形貌 500×
3 材料：A390
组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si+S(Al2CuMg)及少量针状(Al-Fe-Si)等杂质Fe相
抛光态形貌500× S(Al2CuMg)相(25%硝酸水溶液) 500× Al-Fe-Si相(20%硫酸水溶液) 500×
4 材料：T B -2 M
组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+块状相的初生Si +鱼骨状 Mg 2Si 和蜂窝状S(Al 2CuMg)+少量细短针状
Β(Al 9Fe 2Si 2)相
抛光态形貌 500× Mg 2Si 相(25%硝酸水溶液) 500× S(Al 2CuMg)相(20%硫酸水溶液) 500×
5 材料：ADC-12 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al 2Cu+少量Mg 2Si+杂质AlFeMnSi 和细针状T(Al 2FeSi 2)相
抛光态形貌 500× AlFeMnSi 相(混合酸) 500× Mg 2Si 相(20%硫酸水溶液) 500×
6 材料：YL102 组织说明：α(Al)+(α+Si)共晶+少量块状初生Si+杂质针状β(Al 9Fe 2Si 2)相和粗针状Al 3Fe 相
抛光态形貌 500× Al 3Fe 相(20%硫酸水溶液) 500× β(Al 9Fe 2Si 2)相(0.5%HF 水溶液) 500×。