有色金属及合金的金相组织观察实验指导书49.doc

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1、实验49有色金属及合金的金相组织观察一、实验目的1、了解有色金属及合金的成分、组织、性能特点和分类。2、通过实验辨别出主要铝合金、铜合金的显微组织，掌握其形成过程及机理。二、实验原理有色金属又称为非铁金属，在元素周期表中除铁、锰及铬以外，其他所有金属统称为有色金属。以有色金属为主配制成的合金称为有色合金。有色金属按其比重和特性可分为：重有色金属、轻有色金属、贵金属、半金属及稀有金属。按加工成型方式可分为铸造有色合金和变形有色金属两大类。有色合金以铝合金和铜合金应用最广。1、铝合金铝合金除了具有纯铝的优良性能，如比重小、抗腐蚀以及较好的导电和导热性能外，

2、机械性能较纯铝有显著提高，工艺性能也有较大改善。(1)铝的合金化合金元素使铝的强化方式，主要以下几种：①固溶强化合金元素在铝中形成置换固溶体中时，铝的晶格发生畸变。由于位错与溶质原子的交互作用，当溶质原子在位错周围形成较稳定的分布后，阻碍了位错的运动，从而使位错被钉扎而强化。②时效强化时效强化是先将铝合金通过淬火形成过饱和固溶体，然后再在较低的温度下保持，使第二相在逐渐脱溶析出的过程中而使合金强化的一种强化方式。③过剩相强化铝合金中的过剩相，是指没有溶入铝基固溶体的剩余相或随温度降低能析出的第二相。④细化组织强化细化组织包括细化晶粒和过剩相，主要采用变

3、质处理。（2）铝合金的分类按零件的加工方法分为变形铝合金和铸造铝合金两大类：①变形铝合金变形铝合金分为不能热处理强化—防锈铝和能热处理强化两类，防锈铝包括纯铝、铝锰系和铝镁系合金，能热处理强化的铝合金包括硬铝（铝铜镁系）、锻铝（铝镁硅系）和超硬铝(铝锌镁系)。②铸造铝合金铸造铝合金包括铝硅系、铝铜系、铝镁系和铝锌系，其中以铝硅系和铝铜系应用最广。亚共晶成分铝硅合金组织为α＋（α＋Si）或（α＋Si）,共晶成分的组织为Si＋（α＋Si）。在各种铸造合金中，铝硅系合金的铸造性能最好，并且和其它铝合金相比，铸造铝硅系合金具有优良的物理化学性能，为了改善合金的

4、组织及提高合金的性能，往往对铝硅合金进行变质处理。铝铜合金是工业上最早采用的铸造铝合金，和铝硅系比较，它的室温和高温性能高，切削加工性能好，是发展高强度铝合金和耐热铝合金的基础，但因机械性能和铸造性能不易兼得，综合性能差，而且比重较大，抗腐蚀性差，故除特别要求高温机械性能和切削性能的铸件外，在一般条件下采用的二元铝铜合金已经逐渐被铝硅类合金所取代。1、铜合金铜合金通可分为黄铜、青铜和白铜三大类，工业上应用最多的是黄铜和青铜。黄铜一般是指以铜和锌为主要元素的铜合金，其主要性能特点是具有良好的机械性能和切削加工性能，它的导电性、导热性、抗蚀性和耐磨性也较好

5、。工业用黄铜的含锌量通常≤50％，平衡状态下有三种组织：α单相（≤38％Zn）；α＋β双相（38～45％Zn）；β单相（45～50％Zn）。工业上应用的二元黄铜主要为α黄铜和α＋β黄铜：α黄铜为单相α组织，具有面心立方晶格，故塑性很好，可进行冷热变形加工，压力加工用黄铜大部分是这类，它的热变形温度通常高于700℃；α＋β黄铜为α＋β两相组织，塑性较差，不能冷变型加工只能在500℃以上热变形加工。青铜在历史上是指以铜和锡为主要组成的铜合金，现在是将以铜和锡为主要组成的铜合金称为锡青铜，而以Cu－Zn、Cu－Ni和Cu－Sn以外的合金，统称为无锡青铜或特殊

6、青铜。工业用锡青铜中的含Sn量≤10％，其铸态或一般退火组织有两种：单相α组织锡青铜和α＋（α＋δ）亚共析组织锡青铜。二元锡青铜具有优良的耐磨性、良好的耐蚀性和优良的熔炼及铸造工艺性。三、实验设备金相显微镜四、实验内容1、观察铸造共晶铝硅合金、铸造铝铜合金、硬铝、变形铝合金的显微组织,画出各组织的示意图，并标明各组织组成物。2、观察黄铜、青铜组织，根据相应的相图分析其物相含量和组成，画出各组织的示意图。