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。

铜及铜合金的金相组织分析一）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、紫铜中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. 实际上不溶于固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黑点。

暗场观察：铅点呈黑色，孔洞为亮点。

硫与氧的观察：均与铜形成化合物（Cu2S、Cu2O），又以共晶形式（Cu2S+ Cu、Cu2O+ Cu）分布在铜的晶界上。

氯化高铁盐酸水溶液浸蚀：Cu2O变暗，Cu2S不浸蚀。

偏振光观察：Cu2O呈暗红色。

QJ 2337-92铍青铜的金相试验方法金相分析晶粒度检测金属显微组织分析，晶粒度分析，GB/T 6394-02金属平均晶粒度测定方法ASTM E 112-96（2004）金属平均晶粒度测定方法YS/T 347-2004铜及铜合金平均晶粒度测定方法GB/T13298-91金属显微组织检验方法GB/T 13299-91钢的显微组织评定方法GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法ASTM E45-05钢中非金属夹杂物含量测定方法GB/T 224-87钢的脱碳层深度测定方法ASTM E407-07金属及其合金的显微腐蚀标准方法GB/T 226-91钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验方法GB/T 1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级图GB/T 5168-85两相钛合金高低倍组织GB/T 9441-1988球墨铸铁金相检验ASTM A 247-06铸件中石墨微结构评定试验方法GB/T 7216-87灰铸铁金相EN ISO 945:1994石墨显微结构GB/T 13320-07钢质模锻件金相组织评级图及评定方法CB 1196-88船舶螺旋桨用铜合金相含量金相测定方法JB/T 7946.1-1999铸造铝合金金相铸造铝硅合金变质JB/T 7946.2-1999铸造铝合金金相铸造铝硅合金过烧JB/T 7946.3-1999铸造铝合金金相铸造铝氧是铜中最常见的杂质，可产生氢脆。

铜及铜合金材料的制备与性能研究1. 引言铜及铜合金材料是目前工业中使用较为广泛的材料之一，其具有良好的导电性、导热性、可塑性、耐腐蚀性等优良性能。

因此，铜及铜合金材料在机械加工、航空航天、电子信息、化工以及汽车等领域中具有广泛的应用前景。

但是，不同的应用场景对铜及铜合金材料的性能要求不同，因此需要对其制备方法和性能进行深入研究，以满足不同领域的应用需求。

2. 铜及铜合金材料的制备方法铜的制备方法主要有火法和湿法两种。

火法主要是通过熔炼矿石来制备铜，而湿法则是通过浸出和萃取来获得铜。

对于铜合金材料，其制备方法主要包括熔炼法、粉末冶金法、热加工法和电化学法等。

2.1 熔炼法熔炼法是一种经典的金属材料制备方法，其优点是适用范围广、适合生产大批量产品，但熔炼过程中需要较高的温度和能量，操作难度较大。

多数铜合金使用此方法制备，如铜锌合金和铜锡合金。

2.2 粉末冶金法粉末冶金法是将铜及其他金属加工成细小粉末，经过压制、烘烤和烧结而得到均质金属材料的一种制备方法。

这种方法可以制备大量均质铜合金材料，并控制其微观结构和力学性能，但这种方法的制备成本较高。

对于具有高性能要求的铜合金材料，如高强度合金和高导电性合金等，粉末冶金法是制备的一种理想方法。

2.3 热加工法热加工法是利用铜及其他金属的良好的可塑性，通过热加工加工成形的方法来制备铜合金材料。

这种方法不受形状和尺寸的限制，适用于制备各种形状的铜合金材料，但是其制备过程通常需要较长时间，并且容易受到金属晶粒的影响。

2.4 电化学法电化学法是利用电解反应将金属离子还原成金属的一种制备方法。

这种方法具有制备成本低、操作简单、可以制备高纯度铜及铜合金等优点，适用于制备特种铜合金材料和超细粉末等。

3. 铜及铜合金材料的性能研究铜及铜合金材料的性能研究主要包括力学性能、热物理性能、电学性能和耐腐蚀性等方面。

3.1力学性能铜及铜合金材料的力学性能包括强度、延展性、硬度等。

强度是衡量材料抵抗外力破坏的能力，可以通过拉伸、扭转和弯曲等试验获得。

（三）金相试样制备伴随科学技术旳发展，研究金属材料内部组织旳手段也在不停增长。

然而光学金相显微分析仍然是最基本旳措施。

光学金相显微分析旳第一步是制备试样，将待观测旳试样表面磨制成光亮无痕旳镜面，然后通过浸蚀才能分析组织形态。

如因制备不妥，在观测面上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响对旳旳分析。

因此制备出高质量旳试样对组织分析是很重要旳。

金相试样制备过程一般包括：取样、粗磨、细磨、抛光和浸蚀五个环节。

1.取样从需要检测旳金属材料和零件上截取试样称为"取样"。

取样旳部位和磨面旳选择必须根据分析规定而定。

截取措施有多种，对于软材料可以用锯、车、刨等措施；对于硬材料可以用砂轮切片机或线切割机等切割旳措施，对于硬而脆旳材料可以用锤击旳措施。

无论用哪种措施都应注意，尽量防止和减轻因塑性变形或受热引起旳组织失真现象。

试样旳尺寸并无统一规定，从便于握持和磨制角度考虑，一般直径或边长为15~20mm，高为12~18mm比较合适。

对那些尺寸过小、形状不规则和需要保护边缘旳试样，可以采用镶嵌或机械夹持旳措施，如图2-l所示。

图1-17镶嵌及夹持试样a)镶嵌试样b)夹持试样金相试样旳镶嵌，是运用热塑性塑料(如聚氯乙烯)，热凝性塑料(如胶木粉)以及冷凝性塑料(如环氧树脂+固化剂)作为填料进行旳。

前两种属于热镶填料，热镶必须在专用设备一镶嵌机上进行。

第三种属于冷镶填料，冷镶措施不需要专用设备，只将合适尺寸(约φl5~20mm)旳钢管、塑料管或纸壳管放在平滑旳塑料(或玻璃)板上，试样置于管内待磨面朝下倒入填料，放置一段时间凝固硬化即可。

2.粗磨粗磨旳目旳重要有如下三点：1)修整有些试样，例如用锤击法敲下来旳试样，形状很不规则，必须通过粗磨，修整为规则形状旳试样；2)磨平无论用什么措施取样，切口往往不十分平滑，为了将观测面磨平，同步去掉切割时产生旳变形层，必须进行粗磨；3)倒角在不影响观测目旳旳前提下，需将试样上旳棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。

紫铜金相试样制备过程是一个复杂的过程，需要精确的操作和专业的知识。

以下是详细的步骤：
1. 材料选择：首先，需要选择适合的紫铜材料。

紫铜是一种含有少量杂质的纯铜，具有良好的导电性和导热性，是制作金相试样的理想材料。

2. 切割：选择合适的切割工具，如线切割机或电火花切割机，将紫铜材料切割成合适的尺寸。

切割过程中需要注意保持材料的完整性，避免产生裂纹或缺陷。

3. 粗磨：使用砂轮或砂纸进行粗磨，去除表面的氧化层和杂质。

粗磨过程中需要注意保持磨削速度和压力的均匀，避免产生过热或过冷的现象。

4. 精磨：使用抛光布和抛光膏进行精磨，使试样表面光滑平整。

精磨过程中需要注意保持抛光布的清洁，避免引入新的杂质。

5. 清洗：使用酒精或其他有机溶剂清洗试样，去除表面的抛光膏和残留物。

清洗过程中需要注意避免使用强酸或强碱，以免腐蚀试样。

6. 干燥：将清洗后的试样在无尘环境中干燥，去除表面的水分。

干燥过程中需要注意避免试样受到污染或氧化。

7. 浸蚀：将干燥后的试样浸入浸蚀液中，使金属表面产生微小的凹坑，便于后续的金相观察。

浸蚀过程中需要注意控制浸蚀液的温度和浓度，避免产生过度浸蚀或不足浸蚀的现象。

8. 清洗和干燥：将浸蚀后的试样再次清洗和干燥，去除表面的浸蚀液和残留物。

清洗和干燥过程中需要注意避免试样受到污染或氧化。

9. 金相观察：使用金相显微镜观察试样的金相组织，分析其微观结构。

金相观察过程中需要注意调整显微镜的焦距和光源，以获得清晰的图像。

以上就是紫铜金相试样制备过程的详细步骤，每一步都需要精确的操作和专业的知识，以确保试样的质量。

铜合金金相组织
铜合金的金相组织通常可以分为以下几种类型：
1. 相间混合体：铜合金中含有两种或两种以上的相，相互分布在铜基体中。

这种组织常见的合金有铝青铜、锡青铜等。

相间分布的合金具有比较均匀的硬度和强度。

2. 固溶体：铜合金中的合金元素以固溶的形式溶解在铜基体中。

这种组织常见的合金有铜铝合金、铜锌合金等。

固溶体的合金具有较高的塑性和热处理性能。

3. 铸态组织：铜合金通过铸造工艺得到的金相组织，通常具有较大的铸造晶粒和比较均匀的渗碳体分布。

铸态组织的铜合金具有较低的强度和硬度。

4. 时效组织：某些铜合金在固溶化处理后进行时效处理，可以得到细小的析出相，提高合金的硬度和强度。

这种组织常见的合金有铝青铜、镍铝青铜等。

综上所述，铜合金的金相组织多种多样，不同合金的组织形态对其性能有着重要影响。

合金的金相组织可以通过金相显微镜等金相分析手段来观察和研究。

0006-纯铜（紫铜）金相样品的制备与组织显示------大纲、实验指导书大纲实验学时：4实验类型：综合实验所属实验课程：光学分析实验教学模块实验指导书名称：《材料光学技术实验》实验指导书相关理论课程名称：材料科学与工程学导论、普通物理、物理化学撰稿人：****日期：2011-6-30一、目的与任务以纯铜材料为样品，再次重温金相样品的基本制备方法，在教师指导下，独立完成一个纯铜镶嵌样品的制备、组织显示过程。

通过3轮金属材料的样品制备与组织显示，固化有关的基本规程。

同时，了解不同材料的金相样品应当选择适当的金相蚀刻剂。

另外，了解干涉膜法的简单操作手法及彩色效果。

二、内容、要求与安排方式⒈实验内容与要求内容涉及磨光、抛光、蚀刻以及干涉膜沉积。

教师简要介绍实验的基本技术基础，注意事项；同学独立完成一个纯铜金相试样的制备、组织显示，包括磨光、抛光、蚀刻以及干涉膜沉积，观察。

实际的操作如下：纯铜样品源自于本课程的“镶嵌”环节，每位同学自己镶嵌的纯铜管样品。

磨制4道砂纸：200、400、600以及800号。

之后抛光，然后进行组织显示的蚀刻以及干涉膜沉积。

纯铜的磨光技巧接近于铝合金样品，因此，前面的铝合金样品制备经验，在本轮实验具有基础性的价值。

蚀刻的时候，选择擦拭的方法。

蚀刻结束后，质量好的样品即可进行干涉膜沉积的操作。

在实验中熟练操作4X1型显微镜，观察各个阶段样品的表面质量。

本轮实验结束，保证钢、铝合金以及纯铜3个样品观察效果的高质量，为后续的显微镜观察、记录以及数字图像的采集做准备。

安全使用蚀刻剂，也是本次实验需要特别强调、关注的（培养同学养成良好的工作习惯）。

⒉实验安排方式固定实验开设的具体时间。

可以同时安排一组实验，每组15人左右。

三、场地与设备⒈实验地点：材料学院中心实验室，金相样品制备实验室，材料楼441，78m2；金相实验室，材料楼420，45m2；⒉所用设备：预磨机（M-2）10台、抛光机（P-2）10台；金相显微镜（4X1）16台；⒊消耗性器材：纯铜管的镶嵌样品，4种规格的水砂纸（200、400、600、800号）、抛光绒布（海军呢）、吸水纸（高品质卫生纸）、抛光膏（2.5w）、三氯化铁盐酸水溶液（FeCl3·6H2O∶HCl∶水=8~9g∶50ml∶100ml；蚀刻时间：几秒钟）；干涉膜沉积试剂（三氧化铬：盐酸：硫代硫酸钠：水=20g：1.7ml：2g：100ml）[6]、脱脂棉、酒精、显微镜灯泡；⒋安全：蚀刻的时候，提供必要的防护、操作条件：带有通风橱的腐蚀台，竹夹子、不锈钢镊子、小型培养皿；⒌磨光设备需要有连续的冷却水供应；同时，磨光设备需要配置有沉淀箱，供冷却水流入下水管道前沉淀磨削产物，避免管道堵塞。