(镁合金铸态和挤压态组织观察)实验指导书

摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。

挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。

随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。

轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。

AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。

关键词:AZ31变形镁合金;强化机制；组织；性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。

大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。

但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。

目前，AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。

第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。

动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区，分别对应着不同的组织。

图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。

由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达，具有典型的铸造组织特征。

晶粒尺寸为112~400μm。

图1-1b为变形区近稳态区组织。

图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一，显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。

光镜观察镁合金
光镜观察镁合金是一种常用的方法，可以用来研究镁合金的微观结构和表面特征。

在光镜观察镁合金时，首先需要对样品进行抛光和腐蚀处理，以获得平整且无氧化层的表面。

然后将样品固定在光镜上，并使用显微镜进行观察。

通过调节显微镜的放大倍数和焦距，可以观察到镁合金的晶粒形貌、晶界和孔隙等微观结构特征。

此外，还可以使用具有不同增强功能的光镜（如偏光光镜、相差光镜等）来观察样品的显微结构和组织形态。

光镜观察镁合金可以提供有关样品的微观结构信息，从而对其力学性能和加工性能进行评估和分析。

此外，通过观察样品的表面特征，还可以研究镁合金的腐蚀行为以及其与其他材料的界面反应等问题。

总之，光镜观察镁合金是一种简单且有效的方法，可以用来研究镁合金的微观结构和表面特征，提供对其性能和行为的深入理解。

AZ80镁合金组织性能及其成型的关键技术引言金属镁始于1808年为人所知，直到1886年德国才开始将其用于工业领域。

镁有广泛的用途，主要包括烟火制造、冶金，化学、电化学和结构件的应用。

由于镁合金具有重量轻、比强度高、阻尼减振性好等优点，因而将其作为结构件被广泛地应用于航空航天、3C电子产品及交通运输等领域。

目前，这些结构件都以铸造件特别是压铸件的应用为主，高性能的变形镁合金材料还处于研发和推广阶段。

在变形镁合金中。

AZ80镁合金表现出最为优良的力学性能，通过合理改善其形变及热处理工艺能进一步提高其强度。

本文主要介绍镁合金、AZ80镁合金的组织性能和关特征及其成型的关键技术。

1 镁合金及AZ80镁合金的组织性能1.1 镁合金的特点镁合金和铝合金的合金化原理几乎相同，都是通过加入合金元素，产生固溶强化、时效强化、细晶强化及过剩强化作用，以提高合金的机械性能、抗腐蚀性能和耐热性能。

镁合金中常加入的合金元素有Al、Zn、Mn、Zr及稀土元素等。

Al在Mg中即可产生固溶强化作用，又可析出沉淀强化相Mg，Al有助于提高合金强度；Zn在Mg中除固溶强化作用外，也可产生时效强化相MgZn，但效果不如Al显著，一般需与其他合金元素同时加入；Mn加入Mg中主要为提高合金的耐热性和抗蚀性，改善合金的焊接性能；Mg中加入的少量Zr，除细化晶粒外，还从合金的成分来看，目前工业中应用的镁合金主要集中于Mg—Al—Zn、Mg—Zn—Zr、Mg—Re—Zn 和Mg一Re—Zr等几个合金系，其中前两个是发展高强镁合金的基础。

从生产工艺和性能的特点，上述镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金两大类，其编号采用汉语拼音字母加序号。

同一系列的镁合金既有可以作为变形合金，又有可以作为铸造合金：其中既可能含Zr又可能不含Zr。

因此，对于不同的镁合金，它的性质特点也会不相同。

金属镁及其合金是迄今在工程上应用的最轻的结构材料，具有其它金属材料不可替代的优越性，镁合金具有以下几个特点：(1)镁合金的比重小，是目前最轻的结构材料，其密度在1.75～1.859/cm³之间，约为铝合合密度的1/3～l/2，约为钛合金的1/3，不到钢密度的1/4。

热处理对AZ80镁合金组织目录1 绪论 11.1 镁合金材料简介 11.1.1 镁合金的性能特点 11.1.2 镁合金的分类及合金元素的作用 11.1.3 AZ80镁合金的应用及研究现状 21.2 镁合金的热处理强化及其原理 41.2.1 退火51.2.2 固溶和时效 51.2.3 镁合金热处理工艺的研究现状 61.3 镁和镁合金的腐蚀与防护71.3.1 镁及其合金的腐蚀机理7.2 镁合金的防护 91.4 本课题研究的意义及内容101.4.1 课题研究的意义 101.4.2 课题研究的主要内容101.4.3 课题研究的主要方法102 实验方法与过程112.1 实验材料112.2 实验仪器112.3 热处理实验122.3.1 热处理原理122.3.2 热处理参数选择 122.4 显微硬度实验122.4.1 显微硬度原理122.4.2 硬度实验过程132.5 金相实验132.5.1 金相试样的制备 132.5.2 金相实验过程132.6.1 XRD实验原理132.6.2 XRD实验过程142.7.1 极化测试和电偶腐蚀的原理14 2.7.2 试样的封装152.7.3 极化曲线测试152.7.4 电偶腐蚀的测试 173 实验结果与分析183.1 硬度实验结果与分析183.2 金相实验结果与分析183.3 XRD实验结果与分析243.4 极化实验结果与分析253.5 电偶实验结果与分析274 结论 30参考文献31致谢331 绪论镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料之一[1],具有较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、减震、切削加工和尺寸稳定性等性能,早已引起了兵器工业和汽车工业的注意。

近年来,镁合金及其成形技术的研究应用已取得重要进展,镁合金的材料质量不断提高而生产成本持续下降,随着成形技术的日趋完善,镁合金在民用、航空、航天等领域都有很好的应用前景。

1.1 镁合金材料简介1.1.1 镁合金的性能特点金属镁及其合金是迄今在工程上应用的最轻的结构材料,具有其它金属材料不可替代的优越性,镁合金具有以下几个特点[2-8]:镁合金密度小,是金属结构材料中最轻的金属,可有效降低部件重量,节省能源。

第26卷第4期弹箭与制导学报AZ31镁合金铸态组织及其退火工艺研究3李　艳1,刘奎立2,陈芳雷1(1中北大学,太原　030051;2周口师范学院,河南周口　466000)[摘要]文中以AZ31合金为研究对象,对其铸锭组织及其退火工艺进行研究,为AZ31镁合金由铸态组织直接塑性变形提供一定的参考依据。

[关键词]AZ31镁合金;铸态组织;塑性变形;退火工艺[中图分类号]TG16614 [文献标识码]AThe R esearch for C asting Organization and AnnealingT echnology of AZ31Magnesium AlloyL I Yan1,L IU Kui2li2,CH EN Fang2lei1(1North University of China,Taiyuan030051,China;2Zhoukou Normal University,Henan Zhoukou466000,China) Abstract:This article take the AZ31alloy as the research object,conducts the research to its casting organization and its the annealing technology,provides the certain reference for the direct plastic deformation f rom casting condition organi2 zation of AZ31magnesium alloy.K ey w ords:AZ31magnesium alloy;casting organization;plastic deformation;annealing technology1　引言为节约原材料,缩短加工工艺,提出由镁合金铸坯直接成形产品的方案。

镁合金的腐蚀试验表面制备在各种腐蚀试验中，试验表面制备非常重要。

尤其做对比试验，要求表面状态是一样的。

铸造、挤压、膜压材料试验表面要求机械加工精度达到三，并且用酒精清洗，并在氯化钙干燥器中放置二十四小时。

为了避免残留加工时夹痕，机械加工后要立即清洗。

板材试样原则上讲要进行氧化处理，处理液组成：每升一百二十五到一百五十克的氧化铬、每升十五到二十克的硝酸钙或者硝酸钠，温度在三十五摄氏度到四十度之间，时间在五到十分钟之间。

在个别情况下，例如镁合金板材要和其他合金板材做对比，或者板材表面已经被不同杂质严重污染，那么试样表面要用二百二十号到二百四十号砂纸打磨，这种方法也适用于铸造、挤压和模压合金表面制备。

做对比试验去演方向要一致。

当研究表面状态对半成品耐蚀性影响的时候，试样表面制备要和成品一样处理。

对于评价氧化膜保护性能，要求不同方法氧化试验尺寸大小要一样。

试样表面不允许有划伤、压痕和其他机械损伤。

试样端面原则上讲都不密封。

潮湿箱试验潮湿箱大小、样式各异，但是试验条件必须保持一样。

试验溶液为百分之零点零零一的氯化钠，喷雾周期为每十五分钟喷三十秒，相对湿度控制在百分之九十五到百分之九十八，温度恒定在二十五摄氏度左右。

评价潮湿箱腐蚀试验结果有重量损失、强度损失和肉眼观察。

试验尺寸为五十毫米乘以一百毫米或者三十毫米乘以八十毫米，机械性能损失试样按照国家标准执行，每次试验试样个数不少于五个。

没有膜试验试验时间为一个月到一年，有人工无机膜的试验时间从三个域到三年。

重量损失计算实验前试验要沉重，精度达到零点零零二克。

试验后试验要放在百分之二十的氧化铬溶液中去除腐蚀产物，温度在十五摄氏度到二十五摄氏度之间，时间在五分钟到十分钟之间，直至腐蚀产物除净为止，而后清洗，在干燥箱中六十摄氏度干燥。

存放在氯化钙干燥器中二十四小时，称重。

同时与没有做腐蚀试验的原始试验与腐蚀试验同样做除腐蚀产物处理，用于校对试验结果。

腐蚀强度指标是腐蚀前重量减腐蚀后重量之差转化为单位面积单位时间失重。

实验九合金钢、铸铁、有色合金的显微组织观察实验项目名称：钢在热加工后常见的缺陷实验项目性质：普通实验所属课程名称：金属材料与热处理实验计划学时：2一、实验目的1、观察和研究各种不同类型合金材料的显微组织特征。

2、了解这些合金材料的成分、显微组织对性能的影响。

二、实验内容和要求合金钢的性能之所以比碳钢优越，主要是由于合金元素在钢中所起的作用，它们的加入改变了钢的内部组织与结构，其相变温度也是很大变化的。

铸铁的组织（除白口铸铁外）可以认为是钢的基体上分布着不同形态、尺寸和数量的石墨，其中石墨的形状及数量变化对性能起着重要作用，所以正确认识和鉴别各类铸铁的金相组织对估计和评定铸铁的质量和性能有着重要意义。

有色金属和合金具有某些独特的优异性能，例如铝合金比重小而强度高；铜及铜合金导电性极好，耐蚀性强；铅与锡合金具有良好的减摩性等，而这些性能特点也无不与其内部组密切相关。

下面着重研究和分析各种不同类型合金材料的组织特点。

（一）合金钢合金钢的显微组织比碳钢复杂，在合金钢中存在基本相有：合金铁素体、奥氏体、碳化物（包括渗碳体、特殊碳化物）及金属间化合物等。

其中合金铁素体与合金渗碳体及大部分合金碳化物的组织特征与碳钢的铁素体和渗碳体无明显区别，而金属间化合物的组织形态则随种类不同而各异，合金奥氏体在晶粒内常常存在滑移线和孪晶特征。

（1）高速钢高速钢是高合金工具钢，以具有良好的热硬性（或红硬性）著称。

这里以典型的W18Cr4V（简称18-4-1）钢为例加以分析研究。

W18Cr4V的化学成分为：0.7~0.8%C，17.5~19%W，3.8~4.4%Cr，1.0~1.4%V，≤0.3%Mo。

由于钢中存在大量的合金元素（大于20%）因此除了形成合金铁素体与合金渗碳体外，还会形成各种合金碳化物（如Fe4W2C、VC等），这些组织特点决定了高速钢具有优良的切削性能。

高速钢的热处理状态有铸态组织，退火组织、淬火及回火后的组织。

AZ80+0.4%Ce挤压态镁合金热变形各向异性行为研究镁合金作为质量最轻的金属结构材料,是武器装备轻量化的首选材料。

目前大多数镁合金产品是压铸件,其力学性能差、缺陷多,轻量化效果差,只能应用于非承重结构件。

在镁合金中加入稀土元素,可以提高镁合金的力学性能、耐热性和防腐性；另外,采用挤压成形能进一步提高镁合金综合力学性能,使其成为新一代武器装备主承力构件,扩大了镁合金的应用范围。

因此,研究稀土镁合金挤压板材的塑性变形行为的相关基础问题有重要意义。

本文对AZ80+0.4%Ce稀土镁合金的热变形行为、微观组织演化规律和热加工图进行了研究。

（1）采用Gleeble-3500热模拟实验机进行了热压缩试验,获得AZ80+0.4%Ce镁合金在变形温度为300-420℃、应变速率为5×10。

4-5×10-1s-1范围内的应力-应变曲线,通过对流变应力影响因素分析,得出随着温度的升高和应变速率的降低,流变应力、应力峰值、峰值应变逐渐减小；不同取样方向镁合金的应力-应变响应具有明显的力学性能各向异性特征,且随着温度的升高和应变速率的降低,各向异性的特征明显降低。

（2）通过对热压缩试验数据处理,获得AZ80+0.4%Ce稀土镁合金0°、90°、45°三个取样方向的峰值应力本构方程、临界应力和临界应变；随着温度的降低和应变速率的增加,不同取样方向AZ80+0.4%Ce镁合金的临界应力和临界应变均增加,且临界应变值均在峰值应变的30-50%范围内。

不同取样方向临界应变按从小到大顺序排列为0°、90°、45°,这是由不同取样方向临界动态再结晶机制的差异所决定的。

（3）使用金相显微镜对热压缩后镁合金的微观组织进行了观察分析,得出低温高应变速率变形条件下,不同取样方向微观组织演化规律具有明显的各向异性特征,不同取样方向的塑性变形机制差异明显,但随着温度升高和应变速率的降低,三个取样方向的微观组织演化规律逐渐接近,这是力学性能各向异性特征随温度的增加和应变速率的降低而不断降低的根本原因。

《镁合金金相图谱》编写目录及分工前言第一章绪论（王文先）镁合金的发展历史、优越性、发展趋势、应用领域、编写本书的意义。

第二章镁及其镁合金的基本知识（王文先、王建玲）§2-1 镁材料简介§2-2 镁合金材料分类及牌号§2-3 常用镁合金相图§2-4 镁合金试样的制备与腐蚀第三章镁的金相组织（王建玲）§3-1 镁金相组织概述§3-2 镁金相组织图例第四章铸态镁合金金相组织（刘旭）§4-1 镁合金铸造方法概述§4-2 AZ31铸态镁合金组织图例§4-3 AZ91铸态镁合金组织图例§4-4 AZ91压铸态镁合金组织图例第五章挤压态镁合金金相组织（）§5-1 镁合金挤压方法概述§5-2 AZ31挤压态镁合金组织图例§5-3 AZ91挤压态镁合金组织图例§5-4 AZ91挤压态镁合金组织图例§5-5 等通道挤压态镁合金组织图例第六章轧制态镁合金金相组织（）§6-1 镁合金轧制方法概述§6-2 AZ31轧制态镁合金组织图例§6-3 AZ91轧制态镁合金组织图例§6-4 AZ91轧制态镁合金组织图例第七章镁合金焊接接头金相组织（崔泽琴）§7-1 镁合金焊接方法概述§7-2 镁合金TIG焊接接头组织图例§7-3 镁合金MIG焊接接头组织图例§7-4 镁合金激光焊接头组织图例§7-5 镁合金激光复合焊接接头组织图例§7-6 镁合金搅拌摩擦焊接头组织图例§7-7 镁合金点焊接头组织图例第八章镁合金表面改性金相组织（葛亚琼）§8-1 镁合金表面改性方法概述§8-2 镁合金表面机械研磨组织图例§8-3 镁合金表面超声冲击组织图例§8-4 镁合金表面渗N组织图例§8-5 镁合金表面阳极氧化组织图例§8-6 镁合金表面渗镀改性组织图例§8-7 镁合金时效改性组织图例第九章镁合金表面腐蚀金相组织（）§9-1 镁合金腐蚀方法概述§9-2 镁合金化学腐蚀组织图例§9-3 镁合金电化学腐蚀组织图例第十章镁合金加工缺陷（李娟）§10-1 镁合金缺陷类型§10-2 铸造镁合金缺陷图例§10-3 轧制镁合金缺陷图例§10-4 焊接镁合金缺陷图例§10-5 激光切割镁合金缺陷图例参考文献注意事项：（1）金相照片来源：本课题组、相关课题组、书籍、论文；（2）有宏观照片、典型区域微观照片、界面微观照片；（3）每种材料要三个方向微观照片；（4）每个照片要有注解框文字：材料、成分（牌号）、状态、腐蚀液、时间、晶粒度大小、组织分析；（5）书籍、论文照片要标明参考文献及页码。

铸造合金及其熔炼实验指导书杨树和戴元河何荣扬州大学机械工程学院2004.03目录实验1 铸铁、铸钢金相组织观察 (2)实验2 铝--硅合金变质处理及金相组织观察 (13)实验1 铸铁、铸钢金相组织观察2学时一、实验目的：1、观察灰铸铁中不同类型石墨的形貌；2、观察灰铸铁中基体组织；3、观察球墨铸铁中的石墨形态和基体组织；4、观察碳素钢的铸态组织；5、观察碳素铸钢热处理后的组织；6、观察高锰热处理后的组织。

二、实验内容：铸铁组织：铸铁是含碳量大于2.14％或组织中具有共晶组织的铁碳合金。

工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁--碳二元合金，而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。

铸铁中的碳可以以渗碳体的形式存在，也可以石墨的形式存在。

根据碳在铸铁中的存在形态不同，通常可将铸铁分为白口铸铁，灰口铸铁及麻口铸铁。

而根据铸铁中石墨的形态不同，又可分为灰铸铁，蠕墨铸铁，球墨铸铁以及可锻铸铁。

铸铁中的金属基体一般有珠光体、铁素体和珠光体＋铁素体组织。

基本上与共析钢或亚共析钢的基本组织相同。

灰铸铁的金相特点：在金属基体上分布着片状石墨。

其组织根据石墨片的大小、形状、分布及基体的类型不同有较大的差异，这主要决定于化学成分和铸造条件。

球墨铸铁的金相组织特点：在金属基体上分布着球状石墨。

球化处理是使石墨获得球状形态的关键。

控制不同的化学成分和采用不同的热处理方法，可以使球墨铸铁获得不同的基体组织和机械性能。

（一）、灰铸铁的石墨类型灰铸铁中石墨的大小、数量和分布对机械性能有很大的影响。

为了便于比较，对铸铁中的石墨进行了分类，我国按石墨的形成原因和分布特征，将其分为A、B、C、D、E和F六种类型。

1、A型石墨：石墨片的尺寸和分布都比较均匀，且无方向性。

这种石墨是碳当量为共晶成分或接近共晶成分的铁水在共晶温度范围内从铁水中与奥氏体同时析出的，其生成条件是具有较小的过冷度和较小的冷却速度，这样才能造成均匀形核和长大，使各处结晶和生长速度相差不大，最后得到大小和分布均匀的A型石墨。

一、实验目的1. 了解铸造镁合金的力学性能。

2. 掌握拉伸实验的操作方法和数据处理方法。

3. 分析铸造镁合金在不同拉伸条件下的应力-应变关系。

二、实验原理拉伸实验是一种常用的力学性能测试方法，通过测定材料在拉伸过程中的应力-应变关系，可以了解材料的弹性、塑性、强度等力学性能。

本实验采用标准拉伸试样，在拉伸试验机上对铸造镁合金进行拉伸试验，得到应力-应变曲线，进而分析其力学性能。

三、实验材料及设备1. 实验材料：铸造镁合金2. 实验设备：万能试验机、拉伸试样加工设备、金相显微镜、拉伸试样四、实验步骤1. 样品制备：将铸造镁合金加工成标准拉伸试样，试样尺寸为（10±0.1）mm×（5±0.1）mm×（200±2）mm。

2. 实验准备：将试样安装在万能试验机上，调整试验机夹具，确保试样安装牢固。

3. 实验操作：开启试验机，设定拉伸速度，开始进行拉伸试验。

记录拉伸过程中试样断裂时的最大载荷。

4. 数据处理：根据试验数据，绘制应力-应变曲线，分析材料的力学性能。

五、实验结果与分析1. 实验结果（1）应力-应变曲线：如图1所示，铸造镁合金在拉伸过程中表现出明显的屈服现象，曲线可分为三个阶段：弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。

（2）力学性能指标：根据应力-应变曲线，计算得到铸造镁合金的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能指标。

2. 结果分析（1）屈服强度：铸造镁合金的屈服强度为XX MPa，表明材料具有良好的塑性变形能力。

（2）抗拉强度：铸造镁合金的抗拉强度为XX MPa，说明材料具有较高的抗拉性能。

（3）断后伸长率：铸造镁合金的断后伸长率为XX%，表明材料具有良好的韧性。

（4）应力-应变曲线分析：从应力-应变曲线可以看出，铸造镁合金在拉伸过程中表现出明显的屈服现象，屈服阶段曲线斜率较大，表明材料具有较高的屈服强度。

断裂阶段曲线斜率减小，表明材料在断裂前具有较好的塑性变形能力。

EBSD技术在研究AZ31镁合⾦挤压织构中的应⽤第30卷第4-5期2011年10⽉电⼦显微学报Journal of Chinese Electron Microscopy SocietyVol.30，No.4-52011-10⽂章编号：1000-6281（2011）04/05-0309-04EBSD 技术在研究AZ31镁合⾦挤压织构中的应⽤李娜丽，黄光杰*，刘庆（重庆⼤学材料科学与⼯程学院，重庆400044）摘要：AZ31镁合⾦挤压棒材在传统正挤压变形过程中易于形成很强的挤压纤维织构。

本⽂利⽤EBSD 技术对AZ31镁合⾦挤压棒材的挤压组织进⾏了表征，发现AZ31镁合⾦挤压棒材在挤压时形成的织构不是均匀的（0002）基⾯平⾏于挤压⽅向的环状纤维织构，⽽是由（1010）棱柱⾯垂直于挤压⽅向和（1120）棱柱⾯垂直于挤压⽅向的两个不同的纤维织构组分组成的。

因此（0002）极图不⾜以表达该织构的⾜够信息，必须⽤沿挤压⽅向的反极图表⽰。

纤维织构的存在使得挤压样品具有明显的拉伸各向异性。

关键词：AZ31镁合⾦；EBSD ；织构；拉伸性能中图分类号：TG146.2；TG115.21+3；TG115.23；TG115.21+5.3⽂献标识码：A收稿⽇期：2011-04-26作者简介：李娜丽（1985－），⼥（汉族），博⼠研究⽣．E-mail ：nalili@cqu．edu．cn．*通讯作者：黄光杰，男（汉族），教授．E-mail ：gjhuang@cqu．edu．cn镁及其合⾦是实际⼯程应⽤中最轻的⾦属结构材料，具有密度低、⽐强度和⽐刚度⾼、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加⼯性能优良、零件尺⼨稳定、易回收等优点，成为航空、航天、汽车、计算机、电⼦、通讯和家电等⾏业的重要新型材料［1 5］。

由于铸造镁合⾦的⼒学性能不够理想，产品形状尺⼨存在⼀定的局限性且容易产⽣组织缺陷，导致镁合⾦的使⽤性能和应⽤范围受到很⼤限制。

铸造合金及其熔炼实验指导书杨树和戴元河何荣扬州大学机械工程学院2004.03目录实验1 铸铁、铸钢金相组织观察 (2)实验2 铝--硅合金变质处理及金相组织观察 (13)实验1 铸铁、铸钢金相组织观察2学时一、实验目的：1、观察灰铸铁中不同类型石墨的形貌；2、观察灰铸铁中基体组织；3、观察球墨铸铁中的石墨形态和基体组织；4、观察碳素钢的铸态组织；5、观察碳素铸钢热处理后的组织；6、观察高锰热处理后的组织。

二、实验内容：铸铁组织：铸铁是含碳量大于2.14％或组织中具有共晶组织的铁碳合金。

工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁--碳二元合金，而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。

铸铁中的碳可以以渗碳体的形式存在，也可以石墨的形式存在。

根据碳在铸铁中的存在形态不同，通常可将铸铁分为白口铸铁，灰口铸铁及麻口铸铁。

而根据铸铁中石墨的形态不同，又可分为灰铸铁，蠕墨铸铁，球墨铸铁以及可锻铸铁。

铸铁中的金属基体一般有珠光体、铁素体和珠光体＋铁素体组织。

基本上与共析钢或亚共析钢的基本组织相同。

灰铸铁的金相特点：在金属基体上分布着片状石墨。

其组织根据石墨片的大小、形状、分布及基体的类型不同有较大的差异，这主要决定于化学成分和铸造条件。

球墨铸铁的金相组织特点：在金属基体上分布着球状石墨。

球化处理是使石墨获得球状形态的关键。

控制不同的化学成分和采用不同的热处理方法，可以使球墨铸铁获得不同的基体组织和机械性能。

（一）、灰铸铁的石墨类型灰铸铁中石墨的大小、数量和分布对机械性能有很大的影响。

为了便于比较，对铸铁中的石墨进行了分类，我国按石墨的形成原因和分布特征，将其分为A、B、C、D、E和F六种类型。

1、A型石墨：石墨片的尺寸和分布都比较均匀，且无方向性。

这种石墨是碳当量为共晶成分或接近共晶成分的铁水在共晶温度范围内从铁水中与奥氏体同时析出的，其生成条件是具有较小的过冷度和较小的冷却速度，这样才能造成均匀形核和长大，使各处结晶和生长速度相差不大，最后得到大小和分布均匀的A型石墨。