铝合金的金相分析

铝合金的金相分析 南 京长 江机器厂 铝 的特点是比重很轻(2 . 7克/厘米“) , 只有铁的三 分之一;熔点 也很低(6 57 ) ; 具 有面心 立方晶体结构 , 塑性极好(冲=8 0%) ; 导 电性 、 耐蚀 性也都 优良 。 但是 , 由于强度 低 ( a b 二 8 一 1 0 公斤/毫米 么 ) , 在 工业上使用就受 到限制 。 因此 , 当前 纯铝在 工 业上主 要用 作 电线 、 电缆的导 电体 , 制 造日用器具和 配制铝 合金 。 铝 合 金的特点 和纯铝 差不 多 , 比重很 轻(2 . 72 . 8) , 熔 点很低( 66 0以下) , 具有 相 当好 的塑 性和耐蚀性 , 同时 又具有足够高 的强度 。 大部分的铝合 金还可以用热处 理方法 使 其强化 。 所以铝 合 金在 交 通运输 、 动力机械 , 特别 在航空工业等方面得到 广泛 的应用 。 当前铝及铝合 金在生产过程 中 , 检验项目主要 包括 化学成份 、 机械性 能 、 表 面质 量 、 尺 寸精度等等 , 有些单位并 把金相检 验也列为必检项目 , 它对于提高产品质 量 , 分析废品产生 原因及采 取措施 , 以及研究 新材料等是一个非常重要 的方法 。 因此 , 我 们掌握铝及铝合金的 金相检 验方法是很必要 的 。 一 、 常用铝及铝合金的金相组织 铝合 金通常 分为铸造铝 合金和变形铝合 金(或称铝 合 金加工产品)二 类 。 I 、 铸造铝合 金 铸造铝 合 金按化学 组成不 同分为五大类 : ( 1)铝 硅(硅 含量大于5 %)系 合金 1 )铝硅 合金ZL , 、 ZL : 。: (A 月 : ) 2 )铝硅镁 合金 ZL : 、 Z L :。: (AJ T 。 ) 3 )铝硅 镁锰 合金ZL :。 (A 汀 . ) 4 )铝 硅铜合 金ZL : (A月 。 ) 5 )铝 硅铜镁合 金ZL : ( A J I 。 ) 6 )铝硅 - 一铜镁锰合金Z L : (A月 : ) (2)铝 镁(镁含量大于4%)系合金 1)铝 镁合 金Z L , 、 ZL 3。: (A 几 : ) 2 )铝镁硅 一 锰 合金Z L 。 (A月 : 3 及BH : 一: ) (3)铝铜(铜 含量大于4%)系合金 1)铝 铜合金ZL : (A 卫 , ) 、 Z L : (A月 : ) 之)铝 钢 硅镁 合金ZL : (A月: 。 ) (4)铝 锌(锌 含量大于4%)系 合金 1 )铝今辛一硅 镁 合 金Z L : 5 (A 几 、: ) 2 )铝锌铜 镁 锰合金(B : 6 ) (弓)复杂的铝 合金 1 )铝 铜锰钦 合金Z L : 。、 (AJ T , 。 ) 2 )铝 铜镁镍合金Z L (A月:) 3 )铝 铜镁镍铬锰合 金 4 )铝 铜 硅 镁铁铬 锰合金 5 )铝铜硅镁钦镍铁合金 毛主席教导我 们说 :“ 就人类认识 运动的秩序说来 , 总是 由认识个别的 和特殊的事物 , 逐步地扩 大到 认识一般 的事物 。 ” 下面 , 我们就从 五大类铝合金 中 , 每类分别 选 出一至二 种 合金的金 相组 织作一简要介绍 , 以便帮助大家更多 、 更好地认识一般的铝 合 金的金相 组织 。 (1)铝硅 系 合金 : 1 )ZL , ( A 几 : ) 化 学成分 : 51 = 11 . 0一1 3 . 0% , 杂 质F e 0 . 6% , M n 0 . 5% , C u o . 8% , Z n 火0 . 3% 。 性 能 : 机械性能 。b 少1 6 公 斤/毫米 名, 各二 2% 。 铸 造性 能(包括流动 性 、 形成缩孔 、 气 孔的倾向 、 形 成 热裂纹 倾 向)优良 。 焊接 性能和耐蚀性能都 良好 。 用途 : 铸 造 形状复 杂 、 耐冲击和耐腐 蚀的薄壁零 件 , 如仪表壳体 。 阁 l . A I 书i状秦阂 油油油 护护 亡亡 二 二二嫂头之 一 _ 一声助公_ _ _ _ 爵爵爵 - - - - 组织 : 从 图1可以看 出 , 未变质处理 的Z L 7 在共晶成分 附近 , 如图 2 为 a 固溶体和粗大 针状S i构成的共晶组织及少量呈多 面体状的初晶S i 。 经过变质处 理 , A I一S i平衡 图发生了 变化 , 共晶 温度从57 7 七降至55 8 亡 , 共晶成分51从1 1 . 6% 右移至14 . 5% , 如 图3为亚共晶组 2 )21 。1 1 (A 汀 。 ) 在ZL 7 的基础上 , 减少51的含量 , 加入一些Mg , 就形成了ZL : : ( A 几。) 。 化学成分 : 51 = 6 . 08 , o% , Mg 二 0 . 2。 . 连% , 杂质F e= 0 . 61 . 0% , M n 2 02 1 公斤/毫米 , , 乙 2 % 。 铸 造性能良好 , 有良好 的切 削加工性 , 热 裂倾向小 。 合金的机械性能中等 , 在潮湿 的大气中有很好的耐蚀性 , 气密 性 也很高 , 有很好 的焊接性 。 用途 : 铸 造形状复杂和 承受中等负荷的零件 。 瓤 八曰兮习询尔参闰石 峰范目 组 织 : 从图 6 可以看 出 , ZL : 合金的成分在 a 点附近 , 若 平衡冷却 , 则 组 织应为 a+ S i和从 a 中析出Mg : S i小质点 。 但由于不平衡冷却和成分偏析 , 故可能出现铸态M g : S i 。 又 由于有杂 质铁 的存在 , 组织中可能出现T飞(AI : Fe 。S i )和T : (人l 。F。: S i : ) , 如图7和 图8所示 。 若杂质锰量较高 , 也可能出现A l 。Mn 一F e和T ( Al: 。Mn: S i) 。 此外 , 在有的 资料上还 指 出 , 工 业用A 月 。 (Z L : )合金中杂质铁同铝 、 硅生成T 。 (A I ; S三 : Fe)和 含镁 的 相 , 如1 1(A l : 51 。M g : F e ) 。 ZL : 合 金经53 5全5 亡淬水 , 15 0 生5或1 75 交5 时效处理 , Mg : S i淬火加热时先溶 入 a 中 , 后在时效 时又以细小质点析出 , 从而使合金强化 。 Z L : 合金具有自然时效 的趋势 , 放置一 两个月以后 , 淬火后 的合金的机械性能接近 于淬火及人工 时效的性能 。 铝硅 系合金通常金相检 验的内容是变质情况 , 即检验 变质处理是否不 足或已过度 , 以及 检验含铁相的形 态 , 一般 铁相呈粗大的针状 , 如图 4 和 图 8 , 或者 针状的铁相已与 a 和S i形 成共晶体 , 如图 5 , 这 势必使合金机械性能 显著降低 。 (2)铝镁 系合金 ZL 。 (AJ T : ) 化学成 份 : Mg = 9 . 5一1 1 . 5;石; 杂质F e 0 . 3% , M n 0 . 1% , Z n 2 % , 经T 处理(43 0 士5 淬水)性 能提 高 , 。b )3 5 公 斤/ 毫 米 “, 乙 1 0% , 合金耐腐蚀性 优 良 , 焊接性能 尚好 , 但 铸 造 性能较 差 , 形成缩 孔和热裂纹 的倾 向大 , 铸造 工艺较 复杂 。 用途 : 铸造承受 重负荷 或冲击负荷和高耐蚀性 的零件 , 如船 用打桩等 。 组织 : 从图 9 可以看 出 , Z L 。的平衡组织应 为 叹和从a 中析出的细 小质点的田A 1 3 Mg : , 又有称A l 。Mg。 ) 。 但 由于合 金的结晶间隙很 大 , 凝固时有晶间偏 析 , 故有部分日(A13Mg : ) 出现 。 又 由于F e和 S i 的存 在 , 还 可能 出现Mg Z S i和A 1 3 F 。, 如图1 0所 示 。 若 杂质中C u 含量 较高 , 还可能 出现T (A I 。Cu Mg ) , 如 图1 1所 示 。 3 6 较多 的Mg , 故提高了合金 的强度和 塑性 。 该 合金虽然可以进 行人工时效 , 但 由人 工 时效后 析 出日(Al : Mg : )使耐蚀性和塑性降低 , 故不进行 人工时效 。 铝 镁 系合金 通常金 相检验 的内容是日(A1 3 Mg : )的粒度大小 , 如图1 2 和1 3所示 , 因为 日( A l 。Mg: )的粒度与热处理有直接 关系 , 粒度大保温时间需要长 些 。 另外 , 该合金铸造 性能较差 , 应该注意是 否有裂纹产生 。 图1 2 . ZL 。铸态 组织, 其 中Al : Mg : 相 粒 度大 , 并成网络状堆集 。 氢 氟酸水溶 液浸蚀 3哎O义 图13 人 In 一_ . ZL 。铸 态组织, 其中Al:Mg : 相除 小部分 粒度 较大外 , 大部分 粒 度很小 , 很 弥 散分布 。 氢氟 酸 刁二溶 液浸蚀 45 0 x (3 )铝 铜 系合金 ZL I (人月 7 化学成 分,C u= 4 . 。5 . 0% , 杂 质F e 0 . 5九 , Mg 一 叮0 . 0 3% 。 0 。 1乡 , Zh 3 % 。 经过T 。处 理 (515士 5 淬水 , 巧。士 5空 冷) 性能提高 , a b 二 2 6 公斤/毫米 2, 乙二3% 。 铸造性能较差 , 形成缩孔和 热裂纹 的倾向大 , 耐蚀性能不高 。 用途 : 铸造高负荷而形状简单的装配零件 , 如壳体等 。 组织 : 从图川可以看出 , Z 工:的平衡组 织 应 为 a 和从山扣析的出A 1 2Cu 小 质 点 , 但由 于不平衡冷却和成份偏析 , 则除 a 外还 出 现 a十A l:C u 共晶组织 。 又由于F 。 、 M n 和彭 灼 存 在 , 可能出现N(AI 。Cu: F。) , 如 图15 。 经过T 。处 理, AI : Cu在 淬 一 火加热时先 溶人 a 中 , 后在1 5 O U时效 时又以细 小 质点 析 出 , 从而使 合金强化 , 如图1 6所 示 。 铝铜 系 合金通常金 相检验的内容与铝镁系 合金类 似 , 即 检验Al:C u 粒 度大小和是否有 裂 纹产生 。 声声 哄肖 肖 川川 11 1 1 砂砂买麟加, 护 贺 阂此 八L - -以荆衍阖 别1 不 , 对 J : 铸态组织 , a + 人1 2 C u + 图拐 . 2L 2 卒水和时效 组织 , a+ 瓦 咬人1。Cu Z F。) , 硫酸水 溶液热 N( 2气16 C u: Fe) + AI : C u , 蚀 45Ox 硝 酸高铁水 溶液浸蚀 3 4 O X (4)铝 锌系 合金 40E( B: 。 ) 化学成分 : Z n= 5 一 6 % , Mg = 0 . 50 . 7% , C r= 0 . 40 。 6% , Ti = 0 . 10 . 3% 。 性 能 : 机械性能 G b乡20公斤/毫米 , 6) 3 % , H B 二 7 6 (铸造并 经18 0 , 1 2 小时 时效处理) 。 铸 造性能 较好 , 在铸 态下就有较高的机械性能 。 (5)复杂的铝合金 Z L :。1 (A卫 :。 ) 化学成分 : Cu =4 。 55 . 3% , M n= 0 . 61 . 0% , Ti= 0 . 2 5一0 . 45% , 杂 质F e 0 . 2% , 510 . 3% , Z n O 。 2% 。 性能 : 机械性能 a b = 1 9公斤/毫米 2, 5 二 6 % , 经过T 处理(分级加 热5 3 5士 5 , 再 5 45士5 淬水) , a b = 3 0一3 4公斤/毫米 2, 乙= 8 一25% , 经 过T 。处理 (分级加 热5 3 5士 , 再545士5 七淬 水 , 1 7 5土 5空 冷) a b 在高温 下(3 0 0 以下)也具有较高的性能 。 = 3 44 3公 斤/ 毫 米 2, 各 = 3 6 % 。 同 耐蚀性能和焊 接性能 尚好 , 铸 造 性 能 较 ,o 5 低时 用途 : 现在试生产 增压 器导风 轮 、 柴 油调速器离合器 、 偶 合器 , 以及航空结构 件等 。 组织 : 从图21可以看出 , Z L Z。: 的成 分 在a点 左 右 , 故 平 衡 组 织应为 a + A 工 : C u + T(A I: : M n : C u ) , 但 由于有Ti和F e 的存 在 , 故可能 出现A1 3 Ti和N(A l。Cu Z Fe) , 如图2 2 、 2 3 、 24所 示 。 由于Al : C u 质硬性脆 , 故铸态 性能很低 。 T 处理, A l:C u 溶入 a 中 , 同时原在铸态下溶 入 a 中的C u 和M n 在高温下 形成T(Al : M n C u )细小质点 , 故合金强度 和塑性都大大提高 。 人 工时效 处理 时(1 75士 5 空冷) , 溶入 a 中的A 1 2 C u 以弥散状态析 出 , 故组 织为 a十 A l。Ti+T(A l: : M n: Cu) , 如图2 5 , 这 时强度继续提高 , 而塑性略有下 降 。 飞、一一一一一丫 仃气日、冈 犷几 t o +趁外君“ 了O 圣男忆 口沁 扣 月住以 田蛛 月一以 一 浅御如随固后盘泪韵寿范围 矛 脚破 L一 产 丹 . 卜 .助, . . . . . 户. . . - 一 一 . 一 - - - 州一 习. . 目.r.J响.曰 .,自 曰. 1 、 变形铝 合金 变形铝 合 金根据性能和用 途的不同 , 我国通常分为工业 用铝( “ L ” ) 、 防 诱铝 合金 ( “L F”) 、 硬铝合金( , L Y ” ) 、 锻铝 合金( “L D” ) 、 超硬铝 合金( “L C ” )和特 殊铝合金 ( “L T” )等六大类 。 下 面仅就工业用铝和硬铝 合金的金相检验 作一简要介绍 。 (1)工 业用铝 化学成分 : 从A l 9 9 . 7 0% 到A仁 98 . 8% 。 性能 : 比重 低 , 导热性 、 导电性 、 耐 蚀和塑性 都优良 。 当铝 的纯度为99 . 97% 时 , 、 导 电 率相 当于标 准软铜的64% , 但强度很低 。 用 途 : 主要用于电线 、 电缆 、 导电机 件 , 器皿和铝 合金的生产上 。 组织 : 铝 中常存 在杂质 有F 。和 S i , 因此 , 从图2 6 可以看 出 , 纯铝 中除 a 外 , 常常 出现 再与 4 O / 不 人瑰石 ) 梁公思 ; 讨中5矿 一 习 和 里男篇 51 ; 一雳 邸, , 川一凡一“毅阅后备祠令峥范阖 A I:F e 、 51 、 T , (AI : F e。51 )及T : (AI 。Fe: 51 : ) 。 由于 工业用铝 中 的F e 、 51含量比一 般均能形成三元化合 物 , 故A I , Fe和S i 出现的机会较 少 。 ( 2 )硬铝合 金 LY I: (口: 。 ) 化学 成分 : C u二 3 . 84 . 9% , Mg = 1 . 21 . 8% , M n二 0 . 3一0 . 9% , 杂质 ( 1 . 。% 。 性能 : 退火状态 a b 二 2 1公斤/毫米 2, 6 = 1 8 % ; 淬 火和自然 时效( 500二2 七淬 水 ) 。b 二 4 7 公斤/毫米 “, 己 二 1 7 % 。 焊接性能 、 塑性一般 , 耐蚀性差 。 用途 : 可制造各种承受高负荷的零件和构 件 , 如摇 臂 、 接头等 。 组 织 : 图2 7中实线代表刚凝固后各相 分布 范围 , 虚线代表温度下降后各相分布 范围 , LY : 的成分在 a 点附近 , 故 可 知LY : : 铸造的 平衡组 织应为 a 和从 a 中析 出的A 1 2 C u 、 S ( A I:C u Mg) , 由于M n 、 F e 、 51的存在 , 可能出现Mg Z Si 、 N(AI。C uZ F e )和Al 。 (M n s iFe) 。 由于压延后各种化学 物的铸 态组 织被轧碎 , 因此 , 给金相检验带 来很 大困难 。 LY : 退 火后的组 织如图2 8 、 2 9 所示 。 必须 指出的 是 , 该 合金在 海洋和潮湿 大气(电解质) 中的耐 蚀性较低 , 满足 不了工 业 . 上的要求 , 防护方法之一 是用 纯 度 大于9 9 . 5%(L : 、 L : ) 的工业 用铝 , 用压 延法包在板材的表面上 , 制造所 谓 “复合 金属 材料 ” 。 几以 , 魄认心 ) 好 汉气认鸣习 J弓 二一一荡厂 乃俩之梅) 川 / O沙助4 c 一 多努万峋 固盯 川衣一吻冻班祷冶祠畴通国 LY : 通常 金相 检验的内容是淬 火是否 过烧 一, 因为 a 十 A1 2 C u十 S三 元相 共晶温 度为 50 7 u , 而淬 火加热温度为50 0士2 , 若控 制不当就有过烧之可能 。 图2 8图2 9 L Y : 退 火组织 , a+ A 12C u + N(A I。C uZ F e ) + A l 。 (M n siF e ) , 图28经硝 酸高铁 水溶 液浸蚀 , 图2 9 经硫酸水溶液热蚀 , 两图均放大到100 0倍 。 二 、 鉴定铝合金相的金相方法 1引 言 在常用工 业铝合 金 中 , 相 的数目很多 , 据统计有四十多种 。 但可分为两大类 , 即固溶体 和 金属间化合物 。 测定金 属间化合物 的方法通常可分为两个方 面 : ( 1 )从试样中分离化合物 用试剂溶解基体 , 以分离金属 间化合物 , 然后用化学分析或X射线进行鉴别 。 在多 相合金中 , 化合物不仅需要从基体中分离 , 而且需要 相互分离 , 就在缺乏适 当的方 法 时未必能做到 。 此外 , 分离化合物时很不精确又化费时间 , 因此 , 这些 技术在使用时受到 了限制 。 (2)金属间化合物 的 非破坏性研究 这是下述诸法中的一种 方法 , 在金 相试样上进 行 。 1 。 X射线结构分析是个很好的方法 , 特别适用 于两相 合金的研究上 。 通过晶格衍 射便 可确定它们的晶格类型 。 沮5 2 . 激光显 微光 谱分析仅能得 到定性的结果 , 无 法 测定单独某一化合物的定量浓度 。 3 。 根 据金 相分析法的真实和简易的测 定要求 , 它是鉴 定铝合金中金属 间化合物的一 种 最普遍的使 用方 法 。 1 . 鉴 定铝 合金相 的金相 方法 毛主席教导我们说 : “研究任 何过程, 如果 是存在着两个以上矛盾的复杂过 程的话 , 就 要用 全 力找出它的主要矛盾 。 抓住了这个主 要矛盾 , 一切 问题就迎刃而解了 。 ” 既然铝合金 的相有数十种 之多 , 要 很决都搞清楚是比较困难的 。 根据毛主席关于找主要矛盾的指示 , 我 们首先讨 论一 些对常用铝合 金性能影响大的相 , 如s i 、 Mg Z s i 、 A I:C : , S(A 1 2 CuMg或 A I 。CuZ Mg : ) 、 T ; (Al ,: F e 3 Si) 、 T : (Al。Fe Z Si : ) 、 A IFesiM n 等 。 金相方 法鉴别 相 , 主 要是通过相的分布 , 形态 , 颜色 , 各种侵蚀 剂的侵蚀程 度和颜 色的 变化 , 以及在 偏振 光正交时的情况 , 显 微硬度等方面的不同进 行鉴别(可参考 “金相 图谱 ” 下篇 , 机械工业出版 社 , 1959年) 。 下 面分几点进行介绍 : (1)合金元素与相的形 态和颜色的相互关系 : 综合铝合 金相的分析结果表 明 , 元素51 、 Mg 、 F e 、 C u 和N主等总是作为金属间化合物灼 一 种组分 , 而这 些元素对 形成金属 间化合物 的形状和颜色的影 响通 常是能够确定的 。 例如 : 镁的存在 导致化合物形状呈分枝状 , 颜 色呈灰 白( Al 。M g s相, S相等) , 铁使得化合物伸长成针状 , 颜色变 成亮灰 色( A1 3 F“相 , T : 相 , N相等) ; 铜 使得 化合物外 形密集 , 颜色呈灰 白(A1 2Cu 相 , 5相等) , 锰的影 响很特别 。 含锰 的化合 物粗大且 致密 , 有 时呈典型的错综 复杂形状 , 并 有它 待征 的浅棕 色(A l。M n F e 相 , A IFesiM n 相等) 。 研究也表明不同合金中可 存在相同的金属 间 化合物 , 而它们 的颜色 、 成分和形状 总是与 合 金的化学成 份无关 。 尤 其是化合物Mg : S i , 在 多种合 金 中(例如 : ZL : 、 Z L ZL : 、 ZL ,: 等)都能观察到 它 , 这 种重复出现有利于迅 速认识这一化合物 。 (2)相的结晶状况 , 受蚀待征和鉴别方 法 : 1 。 51相 硅在铝 中的溶解 度最大为1 . 6 5%(5 75 弓时) , 室 温 时降到O 。 0 5 % 。 在纯铝 中硅作为杂质 存在 。 无 其它杂质 与其共存的条件下 , 硅含量高于0 . 0 5% 时 46 4 0E 、 , 在铝 组织 中可出现沿 晶界存在的针状硅 , 但生产中这种情况很罕 见 。 一般工业铝中 , 硅 与铁等元 素同 时存在 , 因而视其 与其池杂 质元素 的比量和铸造冷 却条件的不同 , 它参与形成其他相 。 硅 相在 显微镜下较易 鉴别 。 初晶硅 多呈较大的 , 在毖体上分散分布的多边 形颗 垃; 共晶 硅呈较 细的片条或颗粒状 。 由于硅 的硬度较铝基体高 , 故抛 光后处于较铝 基体为高的平 面 上 , 亦即 保持凸起 形式 。 硅在 抛光后未侵蚀时 , 颜 色为鼠灰色 , 较其 他灰色 托深些 。 硅的受 蚀 特性不 同于 一般 相 。 对常用 的侵蚀剂 均不 能傅其受蚀 。 有 的侵蚀剂如硫酸 、 氢氟 酸等溶液 , 仅 显现其轮廓 或 使 其变 亮些 。 因此 , 根据其不易受蚀的特性 , 结合其颜色和形状特 征 , 还是较易鉴别 的 。 2 . A Z C u 相 在含铜 的铸 态合金中均有AI : C七相 , 而初晶的A ! : C u 相很罕见 , 臼往 往呈 一东列 共晶 状态出现 , 如 : ( a十A l: C)二相共晶 J, ( a+ A 1 2 Cu 十N )三泊共晶等 。 共晶体中的 Al、C 。相一般呈条块沿晶界析 出构成网络状或湖 泊状 。 AI:C吐相抛光未侵蚀时颜色为白色或粉红色(浅玫 瑰 色) 。 抛光 良 好 的磨片 , 浅玫 瑰 色Al : C u灿烂夺鼠, 非常美观卿抛光甩力大时 , 易使其变深模糊 , 失去夺目光彩 。 Al : C 林受硫酸铁 硝徽铁 、 混合躺等溶液侵蚀 , 使 其变成褐色或暗褐 色 。 混 合酸 、 磷 酸 、 氢氟酸等溶液均不侵蚀它 , 但可清晰地界现其轮廓 。 当AI : C “与其 他相 (N相 , s相) 今 共和存在时 , 欲区别它们可采用混合酸 、 硫酸或磷酸溶液侵蚀 , 此 时人l : C u 相轮廓清晰 显 现 , 而N相或S相 则侵蚀成褐色 。 其次 , 从N 相多呈针状或条块状 , S相多呈 颗粒状密 集分 布 , 也易于同A l : C u 相区分开来 。 3 。 Mg : 51相 该相在多种铝合金中均能观察到 , 初晶的M g:S i 相 除在21 , 。合金中可 以见到外 , 在一般 的铝合 金中均少见 , . 它通常呈共晶存在 。 初晶的Mg : S i相为多边形的块 状 , 而共晶M g : S i 相 为鱼骨状 。 Mg : S i 相抛 光未侵蚀时为亮灰色 , 因抛磨而染色 , 呈暗蕊色或杂色 。 它易受侵蚀 , 对常 用的侵蚀剂差 不多全能使其着色 , 因此 , 它在显微镜下易于鉴别 。 4 。 T : (A I :Z Fe 。5 1) a (A IFesl)相 , 该相 通常在铝合金中铁量高于硅量 的情况下 形成 , 多呈汉字(骨骼)状或片状 。 它也常 与其他相构成共晶体 。 此相抛光未侵蚀时呈苍灰色 。 其受蚀特性尚未完全肯定 , 往往在各文 一 才 47 献 中介绍 的结 果彼此都有差异 。 使其 受蚀的溶液有硫酸 、 混 合酸和磷酸 , 而用氢氟酸 侵蚀 时 , 侵蚀 效果受侵蚀时间和合金化学成分的影响比较大 。 在一般建 议的时间( 5 秒)侵 蚀后 尚不起侵蚀 作用 , 侵蚀时间延长一倍后 , 则着 色成黄褐 色至 浅褐 色(视合金成份而定 , 在含 镁的合 金中颜色深些) 。 而混 合碱 则不侵蚀 它 , 仅 显现其 轮廓 。 固溶 化热 处理时 , 该相难以溶解 。 5 . T : (Al 。Fez si : ) 日(A IF esi )相 合金中硅 量较高时出现 , 呈初晶及共晶存在 。 此 相呈针条状 , 抛光未 侵蚀 时为亮灰 色 , 但比T l 相暗些 , 比51相亮些 。 可用硫 酸溶液侵蚀区别 它们 , T Z 相 易侵蚀 变 色 , 而 S i和T ; 相 不 受侵蚀 。 6 . 5(A l : C u Mg或AI 。CoZ Mg : )相 S相形成 条件是合金中镁量大于形 成Mg Z s i 所 需的镁量 , 即Mg/S i 值 必须 大于1 , 73 。 S相 多为片状 或棱柱 状 , 有时也呈 密集的点状 , 黄灰 色 , 易受 多种侵蚀 剂着色 。 7 . A IF e siM n 相 A IFes iM 。相 的分子式尚未确定 , 在含M n 量较高 的铝 硅合金 中杂质 铁常参与形 成此 复 杂 的化合物 。 它 又分成 a (A IFes iM n )和己(AIFes iM n )两种形式 。 前者受混 合碱 、 混 合酸 、 氢氟酸 、 硝酸铁和硫酸 的侵蚀 , 后 者经 硫酸侵蚀 后不变色 。 A I F es i M 二相多呈骨 骼状 (或蜘蛛 状) , 浅灰 色 。 ( 3 )关于侵蚀剂 在铝及其合金的相鉴 定中 , 可供选 用的侵蚀剂种类较多 。 为了对所研究 的合金 的相作 出 准确而清晰的鉴 定 , 因此 , 在侵蚀剂 的选用上应该遵循以下 几条原 则 : 1 . 对某些相有选择性侵蚀 , 侵蚀 作用缓和 , 侵蚀图象清晰 ; 2 . 侵蚀 规范简便 , 安全 ; 3 . 稳 定性好 , 在 较长使用 过程 中不变质 ; 4 . 组 成侵蚀剂 的化学试剂价格便宜 , 易于供应 。 常用的侵蚀 剂成分 , 使用 规范及 其对各相(本文 中所介绍过的相)的作用 , 列于附表 。 一 攀 明 霏彝 、 一 切寒瞥 洲 罕 似 . 色 擎 吻 曦 遏碑翱 叫愉礴产 一 耀 夭 牙蕊 来 算璐 锁 则阵 兰 则砖 拱 则踌 攀 塑片 一叫 . 酬烈 跨 复母彩 胡霉 切薛 酱撰豁 则 榭 片 . 爱鸥 户 O 卜 擎攀 阵 石妙 则 踌 门 一 骨 勺 司啤 影 卿 踌 憧 撰曰 叫 护 攀昭 踌 圳 帐 创 。 缪 螂 民 影蛾 月将 鸥 爱 赐 阵 司翟 . 爱则 阵 遐撰 曰 叫 。 爱擎 阵 影则 跨 影 办 。9 东 姗 卜6 嗽 妒 N 司骤 叫 卿 邪 东 枷 1.ONH 侧 . 爱醚 票切叫骡 班孵东淤 0 0州0.口 受 餐仕 璐 占理 掌 、 嘘 云】口乙 么江 州 O 。、 口 . 二 工 l工 药 似 攀则 岭 私 象 穷 囚 攀 擎 尸 O 嘴 攀鸥 片 切骤瞥 叫 霉 攀赐 民 攀雏 辍 影哆 私 09 司嵘 p。 N 鱼 众妒 。. pO N六 懈 ,5 0的 口 帜 工 。 O。 目 璐 N 一 积 的 帜 N国 0.多 。 (t o 的 。 凶 理 块 镬和一照斑 快那 窿库 攀明彭 军 司郎 攀鸥 踌 洲寒瞥骤 0灼 兰 私 。9 帜 口TO 目 工口 。 仍 02 。 妈 尾 终岁 澎泽 来 进 摧月 赐 阵 理则 踌 俐咨 攀鸥 口郎 影哪踌 司鲜圈辑 瞥 馒撰嗽 暇牡g马# l 1 冰友斌是叹恻理袅 叭 幸翅g灵明班理识拓如职 曰 权彭 切俗 姐 瞥酬 招 国 . 胡 树 溅 冰喇 S娜 嗽龄 司翻 窦 倡司 扭 司 树嗽四肖 溅 抛 毛 U卜 叫 碱 哪 . 切树帐 胡祭侈司 撰 切 珊但趣 切 概 司 援 瘟 曰 属 岔 二灿 昌 。 州 川落 弼 贬 郭毗弱 一 则兴。? 纂 。 助 昙 。 州碱 润 一 . 洲碱 抽 口 卜 洲 州 “引 Z帅 岑 泪 S闪 岑 0伪. 洲 碱 。 口 目 一 侧 况 汾 如 名 刁9 一|! 一 攀 擎玲 一 一 圈牢案瞥圈牢霉瞥 切望坚洲牢切零瞥叫软潇飞 川一下 川妇 嘟 踌 攀 擎跨 旧 嵘圈霍瞥司霍杏叫霍 擎旦廷 l 圈创戮曹 瞥 爱 澎擎 惑 享醚 目侧戮客 侧靡洲胆 瞥 攀则 一 影 。 ? 尸些。 澎 。叮 御 的的 O时 口不 卜御 , 否御 ,O d.口 的叫 迎 . 户 O卜 O 曰 国一 念 O仍 一 卜御 一 卜御 孚 CS目 口 一 六 辫 N 燃 赞澎 誉一 沈燃 督婿 爪万一 气止 50 这里 仅对这些侵蚀 剂的特点和适用性 , 作 如下简要 说明 。 1 . 混 合碱 溶液 对有关相的作用与一般文献中介绍 的苛性碱溶液相 同 。 它的特点是侵蚀作用比纯苛性碱 溶液 缓和 , 操作方 便 , 易于控制且 . 成份 经济 。 试样 侵入该溶 液不 久 , 即在试样表面 附近产生气泡 , 视 合金成 份和处 理状态不 同 , 气泡 沸腾程度 也不一样 。 侵蚀后试样表面 往往产生一层或深 或浅的暗膜 , 可 用 5 % 硝酸 水溶液 (亮化剂)擦去而 恢复原 来 光亮 。 2 . 混 合酸水 溶液 侵蚀