铝合金金相组织观察
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)。
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×。
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
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。
铝及铝合金的金相检验
变质过度主要是由于变质剂加入过多所引起。
显微特征
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。
侵蚀剂：NaOH（10%~25%） 时间：3~30min 去膜：20%~30%HNO3 冲水
3、检验标准 JB/T7946.2-1999《铸造铝合金针孔》
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
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
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
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）
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
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、
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
1、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。
铝合金 金相组织判定
铝合金金相组织判定
铝合金金相组织判定
铝合金的金相组织是指金属中熔体本身的基本组成部分，影响金属塑性的重要因素之一，主要包括α型、β型和γ型三种。
α型铝合金金相组织主要由铝原子组成的六方晶粒组成，α型铝合金金相组织有良好的塑性，但其机械强度较低，因而不能大量使用，大多数用于制造焊接结构件，例如螺栓、螺母等零件。
β型铝合金金相组织主要由双六方晶粒和不同角度的铝原子构成，具有较高的机械强度和较低的塑性，被大量用于制造大型结构件，例如机床、船用机器等，也可用于制作大型电子器件。
γ型铝合金金相组织主要由铝原子、铬原子、钛原子和铁原子构成，并由双六方晶粒组成，具有较高的塑性和机械强度，可大量用于制造航空航天机械、汽车及其它普通结构件。
此外，γ型铝合金也可用于制作特殊零件，如汽油喷射器、超级电容器等。
因此，铝合金的金相组织对铝合金性能和应用有重要影响，应充分利用金相分析技术，确定其金相组织，以更好的满足铝合金性能和使用要求。
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铝合金材料检验试验规范方案
铝合金材料检验试验规范方案一、引言铝合金材料具有轻质、可塑性好、导热性和导电性良好等特点，广泛应用于航空、汽车、建筑等各个领域。
为保证铝合金材料的质量，必须进行严格的检验试验。
本方案旨在制定铝合金材料检验试验规范，确保产品质量稳定可靠。
二、检验项目1.化学成分分析：通过化学成分分析仪，对铝合金材料进行成分检验，确保其满足相关标准。
2.机械性能测试：包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等，通过对铝合金材料的机械性能进行测试，评估其力学性能的稳定性和可靠性。
3.金相组织检验：通过金相显微镜对铝合金材料进行观察和分析，检验其金相组织情况，确认是否存在缺陷、夹杂物等问题。
4.腐蚀性能测试：通过盐雾试验、浸泡试验等方式，评估铝合金材料的耐腐蚀性能，确认其适用于特定的工作环境。
5.表面质量检验：通过目视检查、光学显微镜等方式，检验铝合金材料的表面状态、氧化膜、划痕等问题。
三、检验仪器设备1.化学成分分析仪：用于进行铝合金材料的化学成分检验。
2.材料试验机：用于进行拉伸试验、硬度测试等机械性能测试。
3.金相显微镜：用于观察铝合金材料的金相组织情况。
4.盐雾试验箱：用于进行铝合金材料的耐腐蚀性能测试。
5.光学显微镜：用于检查铝合金材料的表面质量。
四、检验流程1.采集样品：根据实际需要，采集铝合金材料的样品，确保样品具有代表性。
2.化学成分分析：将样品送入化学成分分析仪，进行成分分析，比较检验结果与相关标准的要求。
3.机械性能测试：根据需要进行拉伸试验、硬度测试、冲击试验等，测量相关参数，与标准进行对比。
4.金相组织检验：将样品镶嵌、研磨、抛光，通过金相显微镜观察和分析样品的金相组织情况。
5.腐蚀性能测试：根据需要进行盐雾试验、浸泡试验等，评估铝合金材料的耐腐蚀性能。
6.表面质量检验：对样品进行目视检查和光学显微镜观察，检查表面质量、氧化膜、划痕等问题。
五、记录和报告每一项检验项目完成后，要详细记录测试结果，包括样品编号、测试方法、测试数据及结论等。
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。
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铝合金金相组织观察 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
北京工业大学
实验报告
模块（课程）名称：材料工程基础综合实验
实验名称：铝合金金相组织观察
学号：08090206
姓名：左迎雪
一、实验目的
⒈了解铸造、固溶处理、轧制及时效处理4种加工条件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。
二、实验内容
1. 铝合金铸造、固溶处理、轧制及时效处理后金相组织的观察；
2. 不同工艺处理后铝合金静态拉伸实验；
3. 实验报告撰写。
三、实验过程
1. 制样
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。
磨光过程经历200、400、600、800等四种牌号的水砂纸，然后抛光、腐蚀。
制样的要点：
A 缩短在砂纸上停留的时间（包括全过程及每次接触）
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
2. 组织观察
3. 结果分析
（1）请同学写出自己制备样品（铸造、固溶、轧制或轧制时效处理）的简要生产工艺过程；
（2）观察图片，分析铸造、固溶处理、轧制、轧制时效工艺处理后，形成的组织的特点、原因（注意放大倍数的影响）；
（3）分析自己制备样品的质量。
图中所示为铝合金铸态组织，主要由α-Al固溶体
与晶界上和枝晶间的低熔点共晶组成。
晶粒基本
呈等轴状，在晶界处和晶内均分布有大量的第二
相颗粒，并且在晶界上还能看到存在一些显微疏松组织，可能是由于铸造过程中的收缩或气体含量过高造成的。
此外，
由于铸造过程中的过冷度很大，成分偏析十分严重，这种偏析在会在晶
界处富铸造组织50×
集，越靠近晶界附近合金元素含量越高区域偏析越严重。
晶粒细小。
图中所示为铝合金固溶处理组织，可以明显看出合
金晶粒粗化，再结晶组织增多，粗大的第二相组织
基本溶解。
同时成分偏析得到一定消除，组织趋于
均匀。
固溶处理组织50×
图中所示为轧制+时效组织，可以看出晶粒被压
缩，组织呈叠层状。
时效后重新析出第二相弥散在
基体周围。
轧制、轧制时效处理组织50×。