铜及铜合金制样技术

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1、铜及铜合金一、宏观分析1.试样的制备试样需磨平，热蚀前试样表面的油污需清洗干净。侵蚀剂为1:1硝酸水溶液，加热温度约50〜7（TC,时间约5分钟。观察面上如有一层黑色的氧化膜，可用稀盐酸溶液擦掉。2.常见的缺陷缩孔、疏松、气孔、偏析、外来非金属和金属夹杂、铸造粗晶、冷瞞。二、微观分析1.试样的制备试样在磨光前可用锉刀将样品锉平并倒角。然后逐步经400#、600#、800#、1000#、03#、05#SiC水砂纸及金相砂纸磨平，最理想是砂纸上涂抹汽油起润滑作用，在换用下一道砂纸时应淸洁试样，可以避免将上道较粗的砂粒带到细纱纸上,同时将原来磨制的方向改变

2、90铜和铜合金质地较软，磨光吋需均匀用力，着力不可太重，切忌顺序使用两种砂纸的粒度和差太大，含使前一加工所留下粗大磨痕为表层金属流动和金属粉末填充，造成表面磨得很好的错觉，在组织显示过程中，这种缺陷会暴露出来。2.试样的抛光经最后一道砂纸磨过的试样，经水冲洗后即置于抛光机上进行抛光。抛光丝绒最理想。■抛光粉常用的冇以下几种：i）氧化铝硬度高，切削力强，对质地教硬的两相合金是一种理想的抛光磨料。ii）氧化铬硬度低于氧化铝其切削能力比氧化铝差，但对纯铜、单相铜合金，如铍青铜、铜钦等广泛使用。iii）氧化镁硬于氧化铝、氧化铬，其颗粒具有尖锐磨削刀口，作铜

3、及铜合金的精抛光用软软的铜合金，常采用浸蚀抛光的方法消除干扰变形层和抛光条纹。粗抛：氧化铬或W3〜W5金刚石研磨膏精抛：氧化镁或W0.5~W2.5金刚石研磨膏■化学抛光剂：①50ml正磷酸+28ml冰醋酸+22ml硝酸②3份硝酸+1份盐酸+1份磷酸+5份冰醋酸③log三氯化铁+8ml盐酸+50ml酒精+50ml水①号试剂浸蚀时间约5〜9秒，若品粒不淸晰，可在③号试剂屮浸蚀2~3秒，可获得清晰组织。■电解抛光剂①纯铜：蒸馏水175ml,磷酸825ml电压：1〜1.6V，吋间：10〜40分，阴极:Cu②a、a+p、Cu-Fe、Cu-Co：蒸馏水600ml

4、,磷酸400ml电压：1〜2V,吋间：1~15分，阴极：纯铜或不锈钢③黄铜、青铜：蒸馏水300ml,磷酸700ml,电压：1.5〜18V,时间：5〜18分,阴极：纯铜1.试样的组织显示纯铜和单相铜含金的化学浸蚀，是由于晶界处原子排列缺陷多,自由能高，因而首先溶解而成凹沟，在显微镜1即可看出品粒，有时为Y增加晶粒的对比，和退火后的双晶带，可延长浸蚀时间。两相和多相铜含金的化学浸蚀其作用原理不同于紫铜和单相铜合金,它主要是一个电化学腐蚀过程。由于合金中组成相的电极电位不同，因而当浸蚀剂浸入时，就形成了一个微小的电池，具有较高负电位的一和成为微电池的阳极，

5、而优先溶解于试剂中而成凹洼，具有较高正电位的另一相则为阴极，不受浸蚀，因而使不同的相区分开来。■常用浸蚀剂见不附图1氫氧化铵50ml水50ml双氧水20ml适用洞和富洞合金，可显示晶界，使a相发暗，P相发高2FeClHCIH2O120100510100550100825100196100252510010110031100适用紫洞、黄洞、菁洞、铝菁洞，使黄洞中P相变色350ml10%的络ffl水溶液，使用前加几宿盐酸除显露晶界处，显示含氧的夹杂物，冷变形洞的双晶黄洞中的a相呈橙黄芭，p相呈柠檬黄色。锡菁洞中a相不受漫蚀，5相发暗。4硝酸铁lg水100

6、ml显示纯洞的晶界5过碚酸铵10g水90ml显示紫洞、黄洞、铝菁洞的组织6洛酣lg水100ml电压6V时间3~6s阴极纯招用于铝菁洞，波菁洞785%磷酸400ml水600ml电压1~2V时间1~15分阴极纯洞或不锈洞用于单相或两相黄洞、洞铁、洞钴合金875%醋酸30ml，硝酸20ml丙關30ml用于富洞、洞-韫-铝合金漫蚀后NiAl呈淡灰色长条状，Ni，Al呈暗灰色球状，铝洞合金中「2相呈浅灰芭常用浸蚀剂.png铜及铜合金的组织分析（一）结晶过程的分析结晶是以树枝状的方式生长，树枝状的结晶容易造成夹渣外，通常形成显微疏松。取决于模壁的冷却速度外，还取

7、决于合金成分、熔化与浇注温度等。（二）宏观分析中常见缺陷在浇注过程中往往产生缩孔、疏松、气孔、偏析等缺陷。浇注温度和浇注方式的影响，铸锭、紫铜屮容易出现气孔和皮下气孔。由于合金元素的熔点、比重不一，熔炼工艺不当造成铸锭的成分偏析。铸造时热应力可产生裂纹。浇注工艺不当（浇注温度过低），浇注时金属液的中断会造成冷隔。（三）微观分析与铜相互作用的性质，杂质可分三类：1.溶解在固态铜中的元素（铝、铁、镍、锡、锌、银、金、呻、锑）。2.与铜形成脆性化合物的元素（硫、氧、磷等）。3.实际上不溶于同态铜中与铜形成易熔共晶的元素（铅、铋等）。铋与铜形成共晶呈网状分布

8、于铜的基体上，淡灰色。铅含量很少时和铋一样呈网状分布于晶界，其颜色为黑色；铅含量大时在铜的晶粒间界上呈单独的