铜及铜合金的金相制备

铸造用纯铜及铜合金的熔炼工艺铸造用纯铜及铜合金的熔炼工艺[文摘]详细介绍了铸造用纯铜、青铜、黄铜等主要铜合金的熔炼工艺，并提出了实际生产中应注意的问题，供同行参考。

铸造用纯铜和铜合金是重要的有色金属，在实际生产中应用广泛。

常用的铜合金根据成分不同主要分为两类，即铸造黄铜和铸造青铜。

无论是砂型铸造还是熔模铸造，熔炼都是铸造生产的关键环节。

各种铜合金的熔炼有相似之处，也有不同之处。

在多年的生产实践中，我们总结了纯铜和铜合金，主要是青铜和黄铜的冶炼工艺经验，供相关人员参考。

一、纯铜冶炼冶炼设备用于中频感应炉、热电偶、钢包和石墨桔灾害等。

(1)将柑橘灾害预热至暗红色，在灾害底部加入一层厚度约30-50毫米的干木炭或覆盖剂(60%硼砂和137%碎玻璃),依次加入剩余的碎料、废料和棒料，最后加入纯铜(2)中加入的合金元素可在炉台上预热，严禁向液态金属中加入冷料。

在整个熔化过程中，应频繁移动炉料以防止桥接。

(3)合金完全熔化后，当温度达到1200-1220℃时，加入占合金液重量0.3-0.4%的磷铜进行脱氧，磷与氧化亚铜发生后续反应产生的P2O5气体从合金中逸出，磷酸铜会浮在液面上，通过去渣去除，达到脱氧的目的此外，脱氧过程中需要连续搅拌。

最后，炉渣被剥离并从熔炉中排出。

合金液的浇注温度一般为1100-1200℃以锌为主要合金元素的黄铜铜基合金的熔炼是黄铜，它分为普通黄铜和特种黄铜两种类型普通黄铜是由铜和锌组成的二元合金，主要用于压力加工。

在普通黄铜的基础上加入其他合金元素，如硅、铝、锰、铅、铁和镍，就成了特殊的黄铜。

铸造黄铜主要是特殊的黄铜。

1、合金成分和金属配料要求为铜合金化学成分，由于主要成分变化范围大，所以在配料计算过程中，应根据其性能要求，选择合适的配料合金的化学成分应符合GB1176-1987。

几种常用的黄铜熔炼配料的化学成分应符合表1，炉料应干燥干净。

应进行喷砂处理，以清除任何污垢和铁锈。

2，负担比根据一般的配料惯例，新的配料组成应占配料总重量的30%以上，而返料负担应在70%以下。

铜及铜合⾦⾦相图谱之紫铜紫铜的⾦相组织(a) (b)放⼤倍率：1/4×合⾦牌号：TU1⼯艺条件：半连续铸造Ø195mm圆锭，(a)铸造速度和冷却温度较(b)⼩侵蚀剂：硝酸⽔溶液组织说明：(a)全为柱状晶(b)呈明显三晶层(a) (b)放⼤倍率：1/4×合⾦牌号：T2⼯艺条件：半连续铸造Ø195mm圆锭侵蚀剂：硝酸⽔溶液组织说明：由于铸造⼯艺和冷却不均匀，造成结晶组织严重不均匀。

(a) 中⼼为细⼩等轴晶，其他部位为柱状晶，(b)中⼼为柱状晶，其他部位为等轴晶，局部有特别细⼩等轴晶放⼤倍率：1/5×合⾦牌号：T2⼯艺条件：铁模铸造Ø360mm圆锭侵蚀剂：硝酸⽔溶液组织说明：⾃边部⾄中⼼全为发达的柱状晶放⼤倍率：1/3×合⾦牌号：T2⼯艺条件：半连续铸造180mm×640mm扁锭侵蚀剂：硝酸⽔溶液组织说明：边部为较细柱状晶，中⼼为较粗等轴晶放⼤倍率：1/3×合⾦牌号：TU2⼯艺条件：半连续铸造170mm×630mm扁锭侵蚀剂：硝酸⽔溶液组织说明：全部为细⼩等轴晶放⼤倍率：70×合⾦牌号：T2⼯艺条件：半连续铸造侵蚀剂：硝酸⾼铁酒精溶液组织说明：α单相固溶体，⿊点系腐蚀产物(a) (b)放⼤倍率：2/3×合⾦牌号：T2⼯艺条件：热挤压棒侵蚀剂：硝酸⽔溶液组织说明：(a)为挤压棒头部组织，再结晶晶粒明显。

(b)为挤压棒尾部组织，再结晶晶粒较细。

边部加⼯率更⼤，晶粒也更细放⼤倍率：120×合⾦牌号：T2⼯艺条件：850℃加热挤压Ø18mm棒侵蚀剂：硝酸⾼铁酒精溶液组织说明：α单相固溶体，明显的再结晶组织(a) (b)放⼤倍率：120×合⾦牌号：T2⼯艺条件：Ø18mm冷拉棒侵蚀剂：硝酸⾼铁酒精溶液组织说明：(a)为棒材横向组织，可见晶粒发⽣歪扭。

(b)为棒材纵向组织，可见晶粒沿加⼯⽅向拉长、破碎及滑移带放⼤倍率：120×合⾦牌号：T2⼯艺条件：Ø18mm冷拉棒经600℃/30min保温退⽕侵蚀剂：硝酸⾼铁酒精溶液组织说明：变形组织经退⽕后已完全再结晶，晶粒平均直径为0.03mm放⼤倍率：120×合⾦牌号：T2⼯艺条件：厚12mm热轧板侵蚀剂：硝酸⾼铁酒精溶液组织说明：由于终轧温度较⾼，再结晶晶粒较⼤(a)(b)(c)放⼤倍率：200×合⾦牌号：T2⼯艺条件：(a)冷轧板厚5.5mm，加⼯率54%；(b)冷轧板厚1.0mm，加⼯率85%；(c)冷轧板厚0.5mm，加⼯率95%侵蚀剂：硝酸⾼铁酒精溶液组织说明：随着冷加⼯率的不断增⼤，晶粒的变形及破碎愈严重，逐渐拉长为纤维状组织(a) (b)(a) (b)(c) (d)放⼤倍率：120×合⾦牌号：T2⼯艺条件：0.5mm冷轧板经不同⼯艺退⽕后组织。

一、实验目的1. 了解纯铜的金相组织结构；2. 掌握金相显微镜的使用方法；3. 通过金相分析，了解纯铜的热处理对组织结构的影响。

二、实验原理金相实验是研究金属微观组织结构的一种重要手段。

通过将金属试样制成金相试样，利用金相显微镜观察其微观组织，从而了解金属的热处理、合金元素对组织结构的影响等。

纯铜是一种具有面心立方晶格结构的金属，具有良好的导电、导热性能。

本实验通过对纯铜进行不同热处理，观察其金相组织，分析热处理对纯铜组织结构的影响。

三、实验材料及设备1. 实验材料：纯铜棒；2. 实验设备：金相显微镜、切割机、抛光机、腐蚀液、显微镜载物台等。

四、实验步骤1. 试样制备（1）将纯铜棒切割成直径约10mm、长度约20mm的圆柱形试样；（2）使用切割机将试样切割成薄片，厚度约为0.1mm；（3）将切割好的试样进行抛光，使其表面光滑；（4）将抛光后的试样进行腐蚀，以突出组织结构。

2. 金相观察（1）将腐蚀好的试样放置在显微镜载物台上；（2）调整显微镜，观察纯铜的金相组织。

3. 热处理实验（1）将纯铜试样分别进行退火、正火、淬火等热处理；（2）按照试样制备步骤，制备不同热处理状态下的金相试样；（3）观察不同热处理状态下纯铜的金相组织。

五、实验结果与分析1. 纯铜的金相组织纯铜的金相组织主要由面心立方晶格组成，晶粒大小不一。

在显微镜下观察，可以看到晶粒之间的界限清晰，晶粒内部存在位错、孪晶等缺陷。

2. 热处理对纯铜组织结构的影响（1）退火处理：退火处理后，纯铜晶粒细化，晶界明显，位错密度降低。

这是因为退火过程中，晶粒发生再结晶，晶粒细化，位错密度降低，从而提高了材料的塑性。

（2）正火处理：正火处理后，纯铜晶粒较退火处理有所增大，但晶界仍然明显。

这是因为正火处理温度高于退火处理，晶粒发生再结晶，晶粒长大。

（3）淬火处理：淬火处理后，纯铜晶粒细小，晶界模糊，位错密度较高。

这是因为淬火处理使纯铜发生马氏体转变，晶粒细小，晶界模糊，位错密度较高。

铜合金金相实验方法及实验结果
实验目的：
研究铜合金的金相组织和相对应的力学性能，掌握金相实验的方法和步骤。

实验器材：
金相显微镜、切割机、砂纸、抛光液、试样夹具、显微镜刻度表、实验用铜合金试样。

实验步骤：
1.试样制备：将铜合金试样放入切割机上，切割成符合尺寸要求的试样。

2.试样粗磨：用砂纸将试样的切割面磨平，然后用 400# 砂纸对试样进行粗磨。

3.试样精磨：将试样放在抛光机上，使用相应的抛光液进行抛光，直到试样表面非常光滑。

4.试样腐蚀：将抛光后的试样放入酸性液体中进行腐蚀处理，直到试样组织清晰明显。

5.试样清洗：在腐蚀后，使用清洗液洗净试样表面，并用酒精将其擦干。

6.试样测量：使用金相显微镜对试样进行观察和测量，记录试样的相组成及成分。

实验结果：
通过以上步骤得到的铜合金试样薄片，在金相显微镜下观察其组织结构：
- 观察到试样为均匀的细晶铜合金。

- 试样组织细致、晶粒度均匀，且无任何气孔、夹杂等缺陷。

- 试样硬度较高，符合金属铜合金的物理性能。

综上所述，该实验方法可用于铜合金及其它金属材料金相组织观察及分析。

在实验中要注意操作规范，确保实验结果的准确性和可靠性。

铜及铜合金的金相图谱（系列一）导读：130张高清铜及铜合金的金相图谱，收藏起来慢慢看，本期是第一系列。

于铜储量的第二梯队，在全斑岩型铜矿占比大、储量大、品位低。

全球铜矿铜按合金系分为四大类：紫铜（纯铜）、黄铜、青铜和白铜。

紫铜包括普通纯铜、无氧铜、磷脱氧铜、银铜等。

黄铜指以锌为主要添加元素的铜合金，分为普通黄铜和复杂黄铜。

复杂黄铜包括铅黄铜、铝黄铜、锡黄铜、铁黄铜、硅黄铜、锰黄铜、镍黄铜。

青铜指除锌和镍以外的其他元素作为主要添加元素的铜合金，包括锡黄铜、铍青铜、铝青铜、硅黄铜、镁青铜、钛青铜、铬青铜、锆青铜和镉青铜等。

白铜指以镍为主要添加元素的铜合金，包括普通白铜、铁白铜、锌白铜、铝白铜等。

为7.20亿吨，其中智利为铜储量最大的国家(2.1亿吨)，智利、澳大中国、俄罗斯、印尼纯铜Copper材料纯铜成分Cu 99.99% 产品-工艺-牌号-标尺~250 μm 属于铜储量的第二梯队，在全斑材料纯铜成分Cu 99.99% 产品线材工艺连铸，700℃退火30min，200℃退火2h牌号-标尺~25 μm备注纵剖面型铜矿占比大、储量大、品位低。

全球铜矿材料纯铜成分Cu 99.99%产品线材工艺连铸+热轧+未退火牌号-标尺~25 μm备注横切面矿合计储量占比约为85%，合计产量占比约为75%。

相比材料纯铜成分Cu 99.99%产品线材工艺连铸+热轧+未退火牌号-标尺~25 μm备注纵剖面斑岩型矿山品位低，但矿量大、规模经济效应显著;而沉积型铜矿品位材料纯铜成分Cu 99.99% 产品线材工艺连铸，700℃退火30min，200℃退火2h牌号-标尺~25 μm备注横切面况来看，智利赞比亚、波兰等地区以沉积岩矿为主，中材料无氧铜成分Cu 99.99%产品棒材工艺-牌号C10100标尺~125 μm全球矿山品位持续下滑，智利铜矿情况尤为突出。

目前全球约有一半的铜矿山材料纯铜成分Cu 99.90产品铸件工艺铸造牌号C11000标尺~50 μm出，前十大在产铜矿中处于智利地区的大型矿山Escondida、ElTeni材料纯铜成分Cu 99.90产品铸件工艺铸造牌号C11000标尺~125 μm位以平均每年减少0.02%~0.04%的速度变化。

金相试样的制备金相试样制备是金相研究非常重要的一部分，它包括试样的截取、试样的镶嵌、试样的磨光、试样的抛光、金相显微组织的显示。

一、试样截取金相试样的选取是金相试样的制备的第一步，金相试样的制备主要包括取样及磨制，如果取样的部位不具备典型性和代表性，其检查结果将得不到正确的结论，而且会造成错误的判断。

1. 取样部位的选择截取试样的部位，必须能表征材料或部件的特点及检验的目的。

（1）对机件破裂的原因进行金相分析时，试样应在部件破裂部位截取。

为了得到更多的资料，还需要在离开破裂源较远的部位截取参考试样，进行对照研究。

（2）对于工艺过程或热处理不同的材料或部件，试样的截取部位也要相应地改变。

（3）研究分析铸件的金相组织，必须从铸件的表层到中心同时观察。

根据各部位组织的差异，从而了解铸件的偏析程度。

小机件可直接截取垂直于模壁的横断面，大机件应在垂直于模壁的横断面上，从表层到中心截取几个试样。

（4）轧制型材或锻件取样应考虑表层有无脱碳、折叠等缺陷，以及非金属夹杂物的鉴定，所以要在横向和纵向上截取试样。

横向试样主要研究表层缺陷及非金属夹杂物的分布，对于很长的型材应在两端分别截取试样，以便比较夹杂物的偏析情况；纵向试样主要研究夹杂物的形状，鉴别夹杂物的类型，观察晶粒粒长的程度，估计逆性形变过程中冷变形的程度。

（5）经过各种热处理的零件，显微组织是比较均匀的，因而只在任一截面上截取试样即可，同时要考虑到表层情况，如脱碳、渗碳、表面镀膜、氧化等。

2. 金相试样截取截面方法试样的截取必须采用合适的方法，避免因切割加工不当而引起显微组织的变化。

金相试样的选取分为：（1）纵向取样；纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向进行取样。

主要检验内容为：非金属夹杂物的变形程度、晶粒畸变程度、塑性变形程度、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情况等。

（2）横向取样；横向取样是只垂直于钢材锻扎方向取样。

主要检验内容为：金属材料从表层到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表层缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。

铜及铜合金金相检验标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：铜及铜合金是常见的金属材料，广泛应用于工业生产、建筑装饰等领域。

金相检验是一种对金属材料进行组织结构分析的方法，通过观察金相组织来评估材料的性能和质量。

对铜及铜合金进行金相检验，需要遵循一定的检验标准，以确保检验结果的准确性和可靠性。

本文将介绍关于铜及铜合金金相检验标准的相关内容。

1. 金相检验的意义金相检验是对金属材料进行组织结构分析的重要手段，可以了解材料的内部组织、相态结构和晶粒形貌等信息。

通过金相检验，可以评估材料的性能和质量，为材料的生产、加工和应用提供重要参考。

在铜及铜合金的生产和应用过程中，金相检验可以帮助生产厂家监控材料的质量，确保产品符合标准要求，提高产品的竞争力和市场信誉。

2. 铜及铜合金金相检验的对象铜及铜合金的金相检验主要针对材料的组织结构进行分析。

铜及铜合金的组织结构包括晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒取向、相态组成，以及各相间的界面、晶界等特征。

通过金相检验可以观察材料的表面组织和内部组织，了解材料的微观结构和性能特征。

铜及铜合金的金相检验可以采用金相显微镜、扫描电镜等设备进行观察和分析。

金相显微镜是一种常用的金相检验设备，可以放大材料的组织结构，并通过金相显微镜观察材料的晶粒、相界、晶粒形貌等特征。

扫描电镜可以进一步放大材料的微观结构，观察材料的表面形貌和晶粒尺寸等细节。

铜及铜合金金相检验的标准是根据国家标准和行业标准制定的，主要包括检验方法、检验要求、检验结果的评定标准等内容。

在金相检验中，必须遵循相应的标准要求，通过标准化的实验操作和数据分析，确保检验结果的准确性和可靠性，提高检验的科学性和规范性。

下面介绍几种常用的铜及铜合金金相检验标准：(1) GB/T 13316-1991《铜及铝及铝基合金金相检查方法》该标准适用于对铜及铜合金进行金相检查的方法。

主要包括样品的制备、腐蚀、打磨、观察等操作步骤，详细规定了金相检查的要求和评定标准。

金相分析介绍(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--有色合金彩色金相技术的研究与应用朱锦艳王凤花(太原重型机械集团公司，太原030024)摘要：本文应用化学沉积着色法对铜、铝合金及双金属焊接接头的显微组织进行了上千次的着色试验。

结果表明：彩色金相能够清晰地显示一般金相方法看不到的组织细节和特殊的相，其色彩鲜艳、分辩率高，给人们提供了很有意义的信息。

同时还系统地介绍了化学沉积试剂的应用方法和试验操作技巧。

关键词：金相技术；着色；衬度；组织鉴别O 引言光学金相技术对揭示合金内部组织的奥秘起了十分重要的作用。

随着科学技术的高速发展，普遍的金相方法限于其反着能力，已满足不了人类对金属材料微观世界的进一步探讨。

由于电子金相技术的蓬勃兴起，使材料的研究进入一个新领域．作为基础的光学金相技术依然是解决生产实际问题所不可缺少的重要手段。

人们为了提高光学金相的测试水平，必须从提高组织中各相间衬度入手，由此发展了一种崭新的显示方法——彩色金相。

基于人眼对彩色差异的特殊敏感，利用彩色衬度来区分合金组织更为准确可靠，彩色金相已成为光学金相发展的方向。

本文应用彩色金相的原理和方法对铝、铜合金等有色金属的显微组织进行了大量的试验和探讨工作，积累了较丰富的实践操作经验和技术，并研制出一册《有色合金彩色金相图谱》。

1 彩色金相原理及方法彩色金相主要是通过物理或化学的方法，使试样表面形成一层干涉膜，利用光的薄膜干涉效应，使合金的显微组织产生鲜明的彩色衬度，以此来提高光学金相的鉴别能力。

彩色金相显示合金组织的方法主要从两方面着手：一是改变样品表面状况的彩色侵蚀着色法、化学沉积着色法、热染法和真空蒸镀法等；二是不改变样品表面状况的纯光学方法，有偏光干涉法和分色法等，这些方法各有特点和局限性。

本试验基于有色合金的特点及实验条件，主要选用化学沉积干涉膜着色法。

化学沉积着色的机理是，根据电化学原理，金属试样浸入到化学沉积试剂中时，必然会发生一系列的电化学过程，试样表面上的各区域按它们各自的稳定电位与试样综合稳定电位之差值，分为不同的阴极区域和阳极区域。

铜及铜合金金相检验标准是铜及铜合金加工产品品质监控中非常重要的一环，它涉及到产品的品质、性能以及使用效果等多个方面。

在进行金相检验时，需要遵循一定的步骤和标准，以确保检验结果的准确性和可靠性。

首先，在进行金相检验前，需要准备一些必要的工具和材料，如砂纸、研磨剂、抛光剂、显微镜等。

此外，还需要选取合格的试样，将其切割成合适的形状并固定在金相显微镜观察台上。

在具体操作过程中，需要对以下方面进行检验：1. 显微组织观察：观察试样表面的显微组织，包括晶粒度、晶界形态、第二相颗粒大小、数量、分布以及它们对基体的界面等。

对于不同牌号的铜及铜合金，其显微组织的要求是不同的，因此需要根据标准进行观察和记录。

2. 缺陷检测：观察试样表面是否存在裂纹、气孔、疏松等缺陷，并记录其位置、大小和数量。

对于存在缺陷的试样，需要进行进一步的检测和分析，以确定缺陷产生的原因和解决方法。

3. 腐蚀试验：对试样的腐蚀性能进行测试，以确定合适的腐蚀剂和腐蚀时间。

在腐蚀试验后，需要观察试样表面的腐蚀产物，并对其进行清洗和观察。

在检验过程中，需要注意以下几点：1. 确保试样的切割和固定质量，避免影响检验结果。

2. 遵循标准的操作步骤和要求，避免人为误差。

3. 对于不合格的试样，需要进行重新切割和制备，以确保检验结果的准确性和可靠性。

在完成金相检验后，需要根据检验结果进行分类和处理。

对于符合要求的试样，可以出具合格证明；对于存在缺陷的试样，需要进行返工或报废处理。

同时，还需要对检验过程进行记录和分析，以总结经验和教训，为今后的生产提供参考。

总之，铜及铜合金金相检验标准是确保产品质量和性能的重要手段之一。

在操作过程中，需要遵循标准的操作步骤和要求，确保检验结果的准确性和可靠性。