1.铝合金

铝合金按加工方法不同分为两类，即铸造铝合金及变形铝合金。铝合金由于有不同的使用性能要求，合金成分也就不同。铝合金中常用的合金元素为Mn，Si，Mg，Cu，Zn。由于这些元素在铸态室温下大都以第二相的形式存在，所以铸造铝合金的金相检验是比较复杂的，在鉴别合金中的相时，首先要根据化学成分参照有关相图作初步判断，然后根据侵蚀后反映出不同的色调和形态进行鉴别。

（1）铸造铝合金

图1为共晶Al-Si合金铸造态的显微组织，其组织为粗大的针状硅（Si）与铝基固溶体（α）组成共晶体。

图1共晶Al-Si合金铸造态的显微组织

在铸造铝合金中应用最广的是铝-硅系合金(含l0～13％Si)，常称“硅铝明”。由Al-Si台金相图可知该成分在共晶点附近，所以组织中均有由α固溶体和粗针状硅晶体组成的共晶体及少量呈多面体状的初生硅晶体，其显微组织如2(a)所示。这种粗大针状硅晶体显然会使合金的塑性降低，为了改善铝合金的性能，通常采用“变质处理”。经变质处理后，不仅组织细化还可得到由枝晶状的固溶体和细密共晶体组成的亚共晶组织，如图2(b)所示。这样的组织相应地提高了铝合金的强度和塑性。

图2铸造铝合金(ZL102)的显微组织

(a)未经变质处理     (b)已变质处理

（2）变形铝合金

变形铝合金为了提高冷却加工性，所以合金元素含量比铸态铝合金少，一般不能超过极限溶解度B点的成分。常用的变形铝合金中，合金元素的总量小于5%，但在高强度变形铝合金中，可达8～14%。可分为防锈铝合金（Al-Mn、Al-Mg）、硬铝合金(Al-Cu-Mg）、超硬铝合金(Al-Cu-Mg-Zn）、锻铝合金（Al-Mg-Si-Cu Al-Cu-Mg-Fe-Ni）等四类。其中防锈铝合金为不能热处理强化铝合金，而硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金为可热处理强化铝合金，一般可热处理强化铝合金中合金元素的总量高于不能热处理强化铝合金中的。

硬铝合金是变形铝合金中应用比较广泛的一类铝合金（硬铝是Al，Cu，Mg合金的总称），硬铝中加入Cu，Mg的目的是为了能形成强化相。如CuAl2（θ相），Al2CuMg（S相），使合金可经热处理强化。硬铝Ly12的化学成分为Cu38～49％，Mg12～18％，从Al－Mg－Cu三元相图上可知：其平衡组织应力初生的α固溶体加共晶体（α+S）,以及以及由于溶解度变化而析出的二次的SⅡ，θⅡ。在实际铸造组织中，由于过冷速较快，还可能出现不平衡共晶体（α＋S＋θ）。Ly12的铸态组织中，有树枝状α固溶体和共晶体中的S相和θ相。经盐酸，硝酸，氢氟酸混合侵蚀后，α相中的枝晶主轴为亮白色。θ相为亮色，S，θ相呈网状分布在晶界上，Ly12在轧前要进行均匀化退火，以消除晶内偏析及不平衡共晶体，从而改善轧制性能。均匀化退火后的组织由α及未溶的S相和θ相组成，另外还有一些含Fe，Mn的杂质相。

2.铜合金

工业上广泛使用的铜合金有铜锌合金(黄铜)、铜锡合金(锡青铜)、钢铝合金(铝青铜)以及铜铍合金(铍青铜)、铜镍合金(白铜)等。这里以黄铜为例加以分析研究。

常用的黄铜中含锌量均在45%以下。由Cu-Zn合金相图可知，含锌少于39％的黄铜均呈α固溶体单相组织，称为“黄铜(或单相黄铜)。

图3所示为单相黄铜(H70)经变形及退火后的显微组织。其中α晶粒呈多边形，并具有明显的孪晶。

图3α单相黄铜(H70)的显微组织     图4α+β两相黄铜(H62)的显微组织

含锌量在39～45％的黄铜呈（α+β）两相组织称为(α+β)黄铜(或两相黄铜)。图4所示为两相黄铜(H62)在铸造状态的显微组织。其中α相呈亮白色，β相为暗黑色。β相是以CuZn电子化合物为基的固溶体，在低温时性硬而脆，而在高温则有较好塑性，故适于进行热加工。

3.轴承合金

轴承合金又称巴氏合金，通常用来制造滑动轴承的轴瓦及其内衬。轴瓦材料应同时兼有硬和软两种性质，因此轴承合金理想的组织应该是由软硬不同的相组成的混合物，例如在软而有塑性的基体上分布着硬的质点。以铅或锡为基体的轴承合金具有满足上述要求的组织特征。最常用的锡基袖承合金为别ZCbSnSb11-8。该合金的成分中除基本元素Sn外还含有11％Sb及6％Cu。

图5ZCbSnSb11-8轴承合金的显微组织

4.钛合金

钛在固态下具有两种晶体结构，在882.5℃以上至熔点具有体心立方晶格，称为β-Ti，在882.5℃以下具有密排六方晶格，称为α-Ti。在882.5℃发生同素异构转变，即α-Tiβ-Ti。根据退火状态下的相组成，钛合金可分为三类：α钛合金、β钛合金和α+β钛合金。

（1）α钛合金

α钛合金牌号为TA后加顺序号，常用的α钛合金为TA7,其化学成分为Ti-5Al-2.5Sn。α钛合金中含有Al、Sn等α稳定元素，使钛合金的α-Tiβ-Ti转变温度升高，在室温或使用温度下均处于单相α固溶体状态。α钛合金不能进行热处理强化，热处理仅能进行消除应力（退火）或消除加工硬化（再结晶退火）。

（2）β钛合金

β钛合金牌号为TB后加顺序号，常用的β钛合金为TB2,其化学成分为Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al。β钛合金中含有Mo、V、Mn、Cr和Fe等β稳定元素，同时还含有一定量的α稳定元素Al。在正火或淬火时容易将高温β相保留到室温，获得亚稳定的单相β组织。目前工业上应用的β钛合金在退火状态为α+β组织，仅有将其加热到β单相区后快速冷却（正火或淬火），才能获得亚稳定的单相β组织。β钛合金可热处理强化，即固溶+时效，时效后，β钛合金的组织为β相基体上分布着弥散的细小α相粒子。

（3）α+β钛合金

α+β钛合金牌号为TC后加顺序号，常用的α+β钛合金为TC4,其化学成分为Ti-6Al-4V。α+β钛合金中含有Al、V和Mn等元素，在室温下可获得α+β组织，组织中以α相为主，β相得数量通常不超过30%。α+β钛合金可通过固溶处理和时效强化，相比之下，退火后的组织最稳定，故α+β钛合金多在退火状态下使用。通过退火处理可改变α+β钛合金中α相和β相的相对含量和形态。

图5 TC4合金的显微组织(400×)

(a)950℃正火;(b)1040℃退火