今天是

实验指导书

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  • 实验二 二元三元合金组织观察

      1.分析共晶系二元合金的组织随成分变化。

      1.分析共晶系三元合金的组织特征。

      2.分析第三组元的加入对二元合金组织的影响。

      样品见表1

      1 Al-Cu二元合金、Al-Cu-Mg三元合金试样及其组织特征

      图3是1号样品Al98Cu2合金铸态组织的金相组织照片。显微组织是α(Al)基体+析出相θ。白色基体是α(Al)固溶体,黑色条状为析出相θ(Al2Cu)化合物。

      图3 1号样Al98Cu2合金的的金相组织

      图4是2号样品Al83Cu17合金铸态组织的金相组织照片。显微组织是先共晶α +共晶体(α+θ),可看出其中的白色的先共晶α相是典型的树枝晶,α相树枝晶的枝间分布着黑白相间的层片状(α+θ)两相共晶体,该共晶体在先共晶α相结晶后形成的。

      图4 2号样Al83Cu17合金的的金相组织

      图5是3号样品Al66.8Cu33.2共晶合金的铸态组织照片,其显微组织全部是共晶体(α+θ),从图中可见(α+θ)共晶体呈黑白相间的层片状。

      图5 3号样Al66.8Cu33.2合金的的金相组织

      图6是4号样品Al56Cu44合金的金相组织照片,其显微组织是先共晶θ相+共晶体(α+θ),但先共晶θ相(Al2Cu)的形态不是典型的树枝晶,说明先共晶相θ化合物不像铝基固溶体α那样呈强烈的金属性。先共晶相θ立体形态是白色的条状,θ相的横截面是带有豁口的长方形图案,见图6左面部分;纵截面是白色长条形,见图6右面部分。

      图6 4号样Al56Cu44合金的的金相组织

      图7是5号样品Al96Cu2Mg2合金的金相组织照片,显微组织是先共晶α +析出相S、θ。白色基体是先共晶α(Al)固溶体,黑色条状为析出相S(Al2Cu Mg)化合物和析出相θ(Al2Cu)化合物。5号样的析出相黑色条比1号样的析出相黑色条要细。

      图7 5号样Al96Cu2Mg2合金的金相组织

      图8是6号样品Al77.7Cu15.9Mg6.4合金的金相组织照片,该合金是Al83Cu17合金中加少量Mg形成的三元合金。显微组织是先共晶α相+两相共晶(α+θ)+三元三相共晶(α+θ+S)。白色的树枝状是先共晶α相,两相共晶(α+θ)呈黑白相间形态,而三元三相共晶组织是最后结晶的,由于过冷度大,形核率高,因而较两相共晶组织更细,颜色更暗些,呈黑色。有时在光学显微镜下难以分辨出两相共晶体和三相共晶体。可以把黑色基体看成是两相共晶体和三相共晶体混合体。可看出其组织比2号样品Al83Cu17合金细化,这可能是由于Mg的加入使其凝固温度降低导致的。

      图8 6号样Al77.7Cu15.9Mg6.4合金的金相组织

      图9是7号样品Al60.8Cu33.4 Mg5.8合金的金相组织照片,该成分接近508oC三元共晶成分。显微组织全部由三元三相共晶体(α+θ+S)构成,组织特征是细密的多项混合物,看不到先共晶相的存在。

      图9 7号样Al60.8Cu33.4 Mg5.8合金的金相组织

      图10是8号样品Al52.3Cu41.1 Mg6.6合金的金相组织照片。该合金是Al56Cu44合金中加少量Mg形成的三元合金,其显微组织是先共晶θ+两相共晶+三元三相共晶。白色条状为先共晶θ相,黑色部分为另一种两相共晶体,细节分辨不清楚因而呈黑色。黑白相间部分为三元三相共晶体(α+θ+S)。

      图10 8号样Al52.3Cu41.1 Mg6.6合金的金相组织