金属材料及热处理 实验：非铁金属材料显微组织观察

实验非铁金属材料显微组织观察

一、实验目的、熟悉常用的铝合金、铜合金及轴承合金的显微组织

二、实验内容1观察、分析下列金相样品及组织编号样品名称处理状态腐蚀剂金相组织1硅铝明（ZL102）铸造未变质

0.5HF水溶液（Si粗针+a基体）共晶硅铝明（）铸造变质水溶液枝晶+细小+2ZL

1020.5HF aSi a硬铝淬火自然时效混合酸水溶液单相固溶体3ZV12a4单相黄铜（H70）冷加工退火3%Fe3Cl+单相a（李晶带）10%HCl5双相黄铜（H80）铸造退火3%Fe3Cl+a+B10%HCl6锡青铜（QSnlO）铸造3%Fe3Cl+a枝晶+（a+6）共析体10%HCl7锡基巴氏合金铸造4%硝酸酒精a（黑基体）+B（白方块）白星状ZChSnSbll-6+Cu Sn38铅基巴氏合金铸造4%硝酸酒精a+B基+SnSb白方块针状ZChSnSbl6-16-2+C113sb

三、概述

一、非铁金属材料组织分析、铝合金1

①铸造铝合金应用最广泛的铸造合金为含有大量硅的铝合金，即所谓的硅铝明典型的硅铝明牌号为含硅成分在共晶成分附近，因而具有较好的铸造性能一一流ZL10211〜13%动性好，铸件致密，不容易产生铸造裂纹铸造后几乎全部得到共晶组织即灰色的粗大的针状的共晶硅分布在发亮的铝的固溶体的基体上，这种粗大的针状硅晶体严重降低合金的塑性「a为提高硅铝明的力学性能，通常进行变质处理，即在浇注以前向合金溶液中加入占合金重量的变质剂（常用）处理后使共晶点从右移故使原有合金2〜3%2/3NaF+l/3NaCl ll.6%Si变为了亚共晶组织，其组织为初生固溶体枝晶（白色）及细的共晶体（a+Si）（黑底），由于共晶体中的硅呈细小圆形颗粒，因而使合金的强度和塑性提高

②变形铝合金硬铝是是时效合金，是主要的形变铝合金由于它的强度大与Al-Cu-Mg韧性高，故成为硬铝在国外又称为杜拉铝近代机械制造和飞机制造工业中得到广泛应用在合金中形成了和这两个相在加热时均能深入合金的固溶体内，并在随后Cu AhCuMg AH的时效热处理过程中形成“富集区“过渡相二是合金达到强化而后者（S相）在合金强化过程中的作用更大，因此，常把它成为强化相硬铝的自然时效组织与淬火组织毫无区别，由不同方位的固溶体晶粒组成（在光学显微镜下区是无法辨认的），只能通过光结构分析及电子衍射来证实G,P X—、黄铜2

①a单相黄铜含锌在36%以下的黄铜属单相a固溶体，典型牌号有H70（即三七黄铜）铸态组织固溶体成树枝状（用氯化铁溶液腐蚀后，直径主轴富铜，呈亮色，而枝间富锌呈a暗色），经变形和再结晶退火其组织为多边形晶体，有退火李晶由于各个晶粒方位不同，所以具有不同的颜色退火的黄铜能承受极大的塑性变形，可以进行冷加工a

②两相黄铜含锌量为的黄铜为两相黄铜，典型牌号有（即四六黄铜）36〜45%a+p H60在室温下相较相应的多，因而只能承受微量的冷态变形但相以上迅速软化，因8a p800℃此可以进行热加工用水溶液腐蚀时，相呈暗黑色，相为白亮色3%FeCb+10%HCl0a、锡青铜3铜与锡所组成的合金叫锡青铜，工业上大部分用于铸造常用的锡青铜含锡量为从3~14%相图可知，铜锡合金间隔很宽，故易于产生偏析，且锡在铜中扩散困难，因此锡青铜Cii—Sn的实际组织与平衡状态相差很大例如常用的含（应为单相固溶体组织）由QSnlO10%Sn a于铸造时冷却较快，锡扩散困难，产生严重树枝偏析，最后凝固的树枝间含锡量高，形成了（a+3）共析体所以铸态下的组织为a固溶体及（a+8）共析体用水溶液腐蚀时，亮白色树干为富铜的固溶体，外围较里部分为含3%FeCb+10%HCl a锡较高的固溶体，树枝间隙处（其中有很细小的点）白亮部分是（）共析体a a+

8、巴氏合金4以锡铅等为基的抗磨轴承合金称为巴氏合金，此合金为易熔轴承合金，通常直接浇于轴承套上，分锡基铅基轴承合金

①锡基巴氏合金主要有含、合金含量可以形成软的ZChSnll-6ll%Sb6%Cu ll%Sb ao固溶体（睇在锡中的固溶体）基体及少量嵌在基体上的两相组织，铜的加入可形成a8CiizSn,避免比重偏析产生黑色基体（软基）和具有方形和三角形的白色粗晶为固溶体（硬质点），a B白色针状和星状的是化合物晶体，也是硬质杂质这种轴承合金摩擦系数小，硬度适中，Cu2sli疲劳抗力高，是一种优良的轴承合金，但价格较贵，只使用在最重要的轴承上铅基巴氏合金ZChPbSnl6・18・2是最常见的铅基轴承合金，属于过共晶合金，其组织白色块为初生B相（SnSb）花纹状软基体是a（Pb）+B共晶体，白色针状基体是化合物Cu Sb,2是合金中硬质点这种轴承合金含锡量少，成本较低，铸造性能及耐磨性较好，一般用Ci12sb于中低载荷的轴瓦

四、方法指导、实验材料及设备1

①金相显微镜

②非铁金属金相样品一套、实验步骤2

①先观看幻灯片2分组进行，每人一台显微镜，对每个试样进行观察3比较黄铜（单相、两相黄铜）及锡铜的显微组织的特征4比较变质处理与未变质处理的硅铝明的显微组织

⑤比较锡基及铅基轴承合金的组织特征6将所观察到的合金组织，用示意图画出

五、实验报告报告内容与要求见《金属学及热处理实验报告》。