铝合金金相组织图

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）。

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。

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×。

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。

• 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
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

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×。

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。

你们要的铝及铝合金的高清金相图谱，拿走法律顾问：赵建英律师铝及铝合金金相赏析试剂Keller's Reagent:95 mL 蒸馏水、2.5 mL HNO3、1.5 mL HCl、1.0 mL HFWeck's Reagent:100mL 蒸馏水、4g KMnO4、1g NaOH材料高纯铝工艺-浸蚀剂Barker’s reagent放大倍数50X观察方式正交偏光+灵敏色片材料1100 Al工艺连铸浸蚀剂Weck’s reagent 标尺200 μm观察方式正交偏光+灵敏色片材料1100工艺连铸浸蚀剂Barker’s reagent观察方式正交偏光+灵敏色片材料1100工艺锻造浸蚀剂Barker’s reagent 放大倍数50X观察方式正交偏光+灵敏色片材料1350 Al工艺锻造，（挤压）浸蚀剂Barker’s reagent观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-4%Cu固溶退火+时效工艺（552℃,1h+水淬，371℃,1h+空冷）浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺10 μm材料Al-4.5%Cu工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent 标尺50 μm观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-5.5%Cu工艺锻造，T3浸蚀剂Barker’s reagent 放大倍数50X观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-4.6%Cu-0.7%Si-0.3Fe-0.7%Mg-0.7%Mn 工艺挤压浸蚀剂Keller’s reagent标尺100 μm材料Al-4.6%Cu-0.7%Si-0.3Fe-0.7%Mg-0.7%Mn 工艺挤压浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺10 μm备注CuAl2、(FeMn)Al6、Mg2Si材料Al-4.4%Cu-1.5%Mg-0.6%Mn 工艺铸造浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺100 μm备注粗大初生化合物材料Al-4.4%Cu-1.5%Mg-0.6%Mn 工艺铸造浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺20 μm备注-材料Al-4.4%Cu-1.5%Mg-0.6%Mn 工艺锻造，2024-F浸蚀剂Keller’s reagent标尺20 μm备注横截面材料Al-4.4%Cu-1.5%Mg-0.6%Mn 工艺锻造，2024-F浸蚀剂Barker’s reagent标尺200 μm备注横截面材料Al-1.2%Mn-0.15%Cu 牌号3003工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent标尺200 μm观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-1.25%Mn-1.05%Mg 牌号3004工艺连铸浸蚀剂Weck’s reagent标尺50 μm观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-1.25%Mn-1.05%Mg牌号3004工艺连铸浸蚀剂Keller’s reagent 标尺20 μm材料Al-0.55%Mn-0.5%Mg 牌号3105工艺连铸浸蚀剂Weck’s reagent标尺50 μm材料Al-0.55%Mn-0.5%Mg 牌号3105工艺连铸浸蚀剂Keller’s reagent 标尺20 μm材料Al-12%Si-0.3%Mg牌号4147工艺铸造浸蚀剂Keller’s reagent 标尺50 μm材料Al-3.2%Mg-0.4%Mn+Cr 牌号5754工艺铸造，5754-F浸蚀剂Barker’s reagent标尺100 μm材料Al-0.5%Mg-0.8%Si 牌号6005工艺铸造浸蚀剂Barker’s reagent 放大倍数50X观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-0.5%Mg-0.8%Si牌号6005工艺铸造，6005-T5浸蚀剂Keller’s reagent标尺10 μm材料Al-1.0%Mg-0.6%Si-0.2%Cr-0.27%Cu 牌号6061工艺挤压，6061-F浸蚀剂Barker’s reagent标尺100 μm材料Al-0.7%Mg-0.4%Si牌号6063工艺铸造，6063-T5浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺10 μm材料Al-1.5%Mg-5.5%Zn-0.12%Zr 牌号7021工艺铸造，7021-O，（板材）浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺20 μm材料Al-2.3%Cu-2.3%Mg-6.2%Zn-0.12%Zr牌号7050铸造，退火工艺（426℃,3h，缓冷至232℃，保温6h，空冷）浸蚀剂Keller’s reagent标尺20 μm备注16 HRB材料Al-2.3%Cu-2.3%Mg-6.2%Zn-0.12%Zr牌号7050工艺铸造，7050-T74浸蚀剂Keller’s reagent标尺20 μm备注88 HRB材料Al-1.6%Cu-2.5%Mg-5.6%Zn-0.23%Cr 牌号7075工艺铸造，7075-T74浸蚀剂Barker’s reagent标尺50 μm备注正交偏光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.3%Mg-<0.2%Fe 牌号A356工艺铸造浸蚀剂Barker’s reagent放大倍数50 X备注正交偏光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.3%Mg-<0.2%Fe 牌号A356工艺铸造浸蚀剂Barker’s reagent放大倍数50 X备注正交偏光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.3%Mg-<0.2%Fe 牌号A356工艺铸造浸蚀剂Keller’s reagent放大倍数50 X备注正交偏光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.3%Mg-<0.2%Fe牌号A356工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数200 X备注偏振光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.3%Mg-<0.2%Fe牌号A356触变铸造工艺（Thixocast and Thixoformed）浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数200 X备注偏振光+灵敏色片牌号A357工艺半固态触变压铸成形浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数200 X备注明场材料Al-11.6%Si-0.6%Fe 工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数100 X备注正交偏光材料Al-7.15%Si 工艺铸造浸蚀剂0.5% HF溶液标尺50 μm材料Al-7.12%Si工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent标尺50 μm观察方式偏振光+灵敏色片材料Al-11.8%Si工艺铸造浸蚀剂aqueous 0.5% HF标尺50 μm备注alpha dendrites and an alpha-Si eutectic材料Al-11.7%Si工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent标尺200 μm观察方式偏振光+灵敏色片材料Al-19.85%Si工艺铸造浸蚀剂aqueous 0.5% HF放大倍数500X备注初生过共晶Si材料Al-19.85%Si工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数200X备注初生过共晶Si材料Al-4.6%Cu-0.3%Mg-0.3%Mn 牌号201工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent标尺100 μm观察方式正交偏振光材料Al-4.4%Cu-0.3%Mg-0.3%Mn牌号206工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent标尺50 μm观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-6.0%Si-3.5%Cu 牌号319工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent 标尺100 μm观察方式正交偏光材料Al-6.0%Si-3.5%Cu 牌号319工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent 标尺100 μm观察方式正交偏光材料Al-6.0%Si-3.5%Cu 牌号319工艺铸造浸蚀剂Keller’s reagent 标尺50 μm观察方式-材料Al-7.3%Si-0.4%Mg工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数100X观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.3%Mg-<0.2%Fe 牌号A356工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent放大倍数200X观察方式正交偏光+灵敏色片材料Al-7%Si-0.5%Mg牌号A357工艺铸造，357-T6浸蚀剂aqueous 0.5% HF 标尺20 μm材料Al-5%Si-1.2%Cu-1.0%Mg 工艺铸造浸蚀剂Weck’s reagent标尺50 μm材料Al-33%Cu工艺铸造浸蚀剂1g钼酸铵，6g氯化铵，200mL水放大倍数1000X备注AlCu2图片作者与版权：George F. Vander Voort。

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。

砂模浇铸，未经变质处理，本试样中硅和铁道含量接近于三相共晶成分，因此Ⅱ-13可发现α固溶体初晶极少，而组织几乎全部为α与Si二相共晶体以及α、Si与T2(Al9Fe2Si2)三相共晶体，但图中二相共晶区域与三相共晶区域不易划分。由于成分的局部偏析关系，试样中并有少量呈多面体状的初晶Si发现。又因合金是用砂模浇铸，冷却较慢，且未经变质处理，故全部组织甚为粗大。
铸造铝合金中往往会出现疏松和针孔，统称孔洞，因为在铸造时，往往会在热节点地方（即凝固最晚的地方）产生杂质聚集，疏松及气发现组织亦由α固溶体初晶与Si二相共晶体所构成。但因用铁模浇铸，冷速较大，故组织分布较砂模浇铸者为细，Ⅱ-12放大后发现Si晶粒非常细小。
2.2 AJ12----Si-11%, Fe-0.65%, Mn-0.1%, Cu-0.02%, Zn-0.1%,未经变质处理
铝合金金相
一、纯铝的金相
多细杆、长条、针状组织
二、铝硅类合金
2.1 AJ12----Si-10.3%, Fe-0.12%, Mn-0.1%, Cu-0.01%，经变质处理
2.1.1
砂模浇铸，经变质处理后，Ⅱ-9发现α固溶体初晶（白色）作枝晶状，在晶界及枝间布有α与Si二相共晶体。Ⅱ-10中灰色颗粒为Si，由于合金经变质处理，故Si颗粒细小且呈圆粒状。
2.4 ----Si-21.22%，Fe-0.19%，铁模浇铸，未经变质处理
Ⅱ-16可发现，白色枝晶为初晶α；灰色粗大且多面体状者为初晶Si；其余为α与Si二相共晶体。由于合金冷速较大，处于不平衡状态，故两种初晶同时出现，此合金亦作为中间合金用。硬度HB66.
2.5----Si-21.5%，砂模浇铸，未经变质处理
2.3----Si-17.1%，砂模浇铸，未经变质处理

Ｉ 焊 缝 组 织
ｌ 皋 Ｉ ５ 焊 道 交 界薄 弱 带
『 皋 １ ２ 焊 缝 枝 品
网 ６ 熔 合线 外延 结 晶
作 者 简 介 ： 路 浩 ， １ ９ ８ １年 出 生 ， 博士 ， 高 级 工 程 师 ． 中 国焊 接 协会 理事 ， 中国焊接 学会设备 专委会委 员． 中 国职
殇
焊接金相 ｒ 蜉 掳
铝合金 三元气体保 护焊
南 车 青ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ岛四 方机 车 车 辆 股份 有 限公 司 （ ２ ６ ６ ｌ ｌ １ ） 路
母 材 ：铝合 金 堆 焊材 料 ：ＭＩ Ｇ焊 保 护气 体 ：氦 氮 ＿ 一 Ｉ 元混 合气 体
浩
图 ４ 术 混合 （ Ｕ Ｍ Ｚ ） 母 材溶 人
工 焊 接 技 术 协 会 理 事 。主 要 从 事 铝 合 金 焊 接 工 艺 、
Ｉ 矧３ 半熔 化区（ Ｐ ＭＺ ） 品 液 化 焊 接 缺 陷检 测技 术 研 发 工 作 ． 已发 表 论 文 ４ ０余 篇 ， 获 得 和 申报 国 家发 明 专利 １ ５项
３ ２ ０ １ ５年 第 ８期

1.3 铝合金金相组织的检验本次实验每位同学需要制备、显示一个样品，此样品是同学自己在之前的实践教学环节过程中镶嵌的。

请根据之前的记录，确认自己制备样品的工艺。

样品涉及4种工艺，参看下表：样品制备、组织显示提示：每一位同学寻找、领取属于自己的样品后，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等四种规格的水砂纸，然后抛光；随后，显微组织蚀刻。

这一过程，实际上大家已经有过经验。

下面的小字体提示，仅作为帮助：技巧小贴示：为了消除切割造成的影响，在第一道粗砂纸上暴露出完整样品截面后，继续减薄0.5mm。

由于铝合金比较软，在样品制备过程中相应地请注意样品与砂纸之间接触时的黏着感，掌握控制样品平衡的技巧。

最初向下用力不要过大，有经验后再逐步加大接触的力度。

800号砂纸磨光时，在基本完成前，可以水流加大、用力减轻，近似于漂浮在砂纸上，这样，可以减少砂粒嵌入的机会，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样品制备的要点：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，可以任意方向抛光样品蚀刻方法请注意：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。

同时，样品表面倾斜放置，保证腐蚀产生的气泡顺利溢出。

实验涉及到的设备、耗材、器具：M-2型预磨机，P-2型抛光机，帆船牌水砂纸，海军尼，金刚石抛光膏（2.5W ），培养皿，脱脂棉，不锈钢镊子，蚀刻剂，吸水纸以及金相显微镜（CK40M ）。

Al-Si相图摘要：本篇Tech-Note主要研究Al-Si相图，这样的研究具有很重要的实际意义。

二元相图是研究复杂合金的基础。

在Al合金中的Si和Fe被认为是杂质元素存在，但是在铸造和锻造Al合金中Si又是一种添加元素。

各种铸造Al合金中Si的含量从5~22%（重量比）不等。

Al具有重量轻、优良的机械性能、独特的防腐性、生产成本适中和易于成型等特性，所以具有广泛的商业应用价值。

Al的密度大约是2.7 g/cm3 ，比它轻的金属有 Mg(密度约1.74g/cm3) 和Be(密度约1.85 g/cm3)。

但是 Al及其合金由于其成本低于Mg 或 Be合金，故应用更为广泛。

Al和Mg合金的熔点范围非常接近，它们的熔点范围分别为：铸造Al合金约为565—640 °C (约1050 —1185 °F)；铸造Mg合金约为 593—648 °C (1100—1198°F)。

冶金专家和金相专家对于二元相图进行了大量的研究并绘制出化学成分与相转变温度的关系曲线，但是这些研究都是在“平衡态”下进行的。

所谓平衡态是指：金属的生产过程中加热和冷却速度都非常缓慢，但是在实际生产中加热和冷却速度都非常快这就是所谓“非平衡状态”。

尽管如此，相图还是我们研究合金转变的基本工具。

例如：利用相图我们知道金属的熔点和凝固点、凝固过程、平衡相的形成、合金元素或杂质元素的极限溶解度和第二相的分解温度。

本篇Tech-Note主要研究Al-Si相图，这样的研究具有很重要的实际意义。

二元相图是研究复杂合金的基础。

在Al合金中的Si和Fe被认为是杂质元素存在，但是在铸造和锻造Al合金中Si又是一种添加元素。

各种铸造Al合金中Si的含量从5~22%（重量比）不等。

在这个范围内， Si元素可以提高Al合金的流动性铸造性能， 3xx.x (Al-Si-Cu)系和 4xx.x (Al-MgSi)系铸造Al合金(US Al协会编号)具有广泛的商业应用。

ZL103铝硅铜合金
• ZAlSi5Cu2 未变质处理 白色a固溶体 片条状共晶硅 少量块状初晶硅 黑色骨骼状Mg2Si
亮灰色Al2Cu
浅灰色骨骼状 Al8Mg3SiFeSi6
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ZL103铝硅铜合金
• ZAlSi5Cu2 变质处理 白色a固溶体 状共晶硅 少量块状初晶硅 黑色骨骼状
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Al－Cu相图
•共 晶 相 图
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具有化合物的组合相图
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13
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三元相图恒温截面
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ZL101铝硅镁合金
• ZAlSi7Mg 变质处理
白色枝晶状a固溶体 细小颗粒状或条状 共晶硅
黑色骨骼状Mg2Si
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ZL101铝硅镁合金
• ZAlSi7Mg 变质处理
白色枝晶状a固溶体 细小颗粒状或条状 共晶硅 黑色骨骼状Mg2Si 浅灰色骨骼状 Al8Mg3SiFeSi6
Mg2Si
亮灰色Al2Cu
浅灰色骨骼状 Al8Mg3SiFeSi6
整理 Yinbang Clad Material Co,. Ltd.
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第二相分析方法
第二相可以起到强化、脆化、增塑等作用，对材料的力学性能、物理性能和加工性能产生重要影响。
第二相作用
夹杂物分析方法
通过金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析等手段对夹杂物的形貌、成分和分布进行分析。
夹杂物定义
夹杂物是指在金属材料中非金属和非金属化合物等外来物质，对材料的性能产生不利影响。
表面处理
01
02
03
04
将铝和其他合金元素混合加热至熔融状态。将熔Leabharlann 状态的铝液注入模具中冷却凝固成铸件。
通过轧制、挤压、锻造等工艺将铝及铝合金加工成所需形状和尺寸的制品。
对铝及铝合金制品进行阳极氧化、喷涂等处理以提高其耐腐蚀性和美观度。
金相学基础
总结词
金相学是研究金属材料内部显微组织结构及其与金属性能关系的科学，它在铝及铝合金的研发、生产和质量控制中具有重要意义。
铝及铝合金金相检验课件
目录
CONTENTS
铝及铝合金概述金相学基础铝及铝合金金相检验方法铝及铝合金金相组织分析铝及铝合金金相检验案例分析
铝及铝合金概述
铝及铝合金是以铝为基体元素，通过添加其他合金元素形成的具有优异性能的合金。
定义
密度低、导电导热性好、耐腐蚀、加工性能优良等。
特性
熔炼
铸造
塑性加工
总结词
金相学在铝及铝合金的生产和研发过程中发挥着重要作用，包括合金成分优化、热处理工艺制定、产品性能检测等。
详细描述
在铝及铝合金的生产和研发过程中，金相学有着广泛的应用。通过金相检验可以了解合金的显微组织结构，为合金成分的优化提供依据。同时，金相学在热处理工艺的制定中也起着关键作用，可以帮助确定最佳的热处理温度和时间，以获得所需的显微组织结构和性能。此外，金相学在产品性能检测中也具有重要意义，通过对显微组织结构的分析，可以预测和评估铝及铝合金产品的性能和可靠性。