鋁合金的微觀組織金相分析ppt課件(PPT 25頁)

1、 7xxx鋁合金的微觀組織 （金相分析） 匯報人：XXX指導老師：XXX教授1.第1頁，共25頁。一. 金相分析基礎(chǔ)目錄二. 7xxx鋁合金的微觀組織（金相組織）2.第2頁，共25頁。一. 金相分析基礎(chǔ)臺式金相顯微鏡示意圖金相組織顯示原理試樣中各組成相及其邊界具有不同物理化學性質(zhì)，利用這些差異轉(zhuǎn)化為磨面反射光強度和色彩的區(qū)別，然后金相顯微鏡利用磨面反射光的差異來成像3.第3頁，共25頁。常用的金相顯示方法1. 光學法把金相試樣放在反射光中，把肉眼無法分辨的光學信息轉(zhuǎn)化為可變襯度的方法。如偏振狀態(tài)與位向差異，試樣不經(jīng)過其他顯示方法，只利用顯微鏡上的特殊附件來實現(xiàn)的鋁合金鑄錠（未腐蝕）組成相與基體

2、對入射光的反射能差異大4.第4頁，共25頁。2. 化學浸蝕法化學浸蝕是指將拋光好的試樣磨面浸入化學試劑中或用化學試劑擦拭試樣表面，使之顯示出顯微組織的一種方法，也是最常用的方法5.第5頁，共25頁。它是一個電化學溶解過程。金屬與合金中的晶粒與晶粒之間，晶粒與晶界之間，各相之間的物理化學性質(zhì)不同，在電解質(zhì)溶液中具有不同電位，形成微電池。較低電位為微電池陽極，溶解較快，溶解部分呈現(xiàn)凹陷或沉積反應物化學浸蝕原理a)晶界處光線散射 b)純鐵微觀組織示意圖6.第6頁，共25頁。2. 1 純金屬及單相合金的浸蝕a)未浸蝕 b)晶界浸蝕 c)晶粒浸蝕晶界處排列不規(guī)則，缺陷雜質(zhì)多，晶界處電位低于晶粒內(nèi)部，成為

3、微電池陽極，晶界處溶解較快繼續(xù)浸蝕，晶粒內(nèi)也開始溶解，溶解多發(fā)生在密排原子面上，使密排原子面露出來，因為磨面上各晶粒取向不同，各晶粒浸蝕平面與原平面角度不同，垂直光照射下顯示為明暗不同的晶粒7.第7頁，共25頁。2. 1 多相合金的浸蝕不同放大倍數(shù)下的珠光體 a)高倍 b)中倍 c)低倍多相合金的浸蝕，除了有單相合金反應特征外，由于組織中有明顯的相組成物，電位差距較大，發(fā)生相之間的電化學腐蝕，其中一相被溶去一薄層，而相界被浸蝕較深呈現(xiàn)凹坑，結(jié)果在相與相界間相與相間出現(xiàn)凹坑，從而顯示出相或組織8.第8頁，共25頁。二. 7xxx鋁合金的微觀組織（金相分析）1. 鋁合金分類鑄造鋁合金：成分點在D點

4、之右，存在共晶組織，流動性好，適合鑄造。通過鑄造直接獲取工件變形鋁合金：成分點在D點以左，鑄造性能不好，形成鑄錠后要進行塑性加工為型材，來改善鑄造缺陷，使用型材來獲取工件9.第9頁，共25頁。合金成分設(shè)計熔煉、鑄造均勻化處理熱加工（軋制、擠壓、鍛造）固溶 + 時效微觀組織檢測性能測試機理研究2. 變形鋁合金的實驗研究工藝路線10.第10頁，共25頁。3. 7xxx鋁合金的微觀組織（金相分析）3. 1 鑄錠的金相分析7136鋁合金鑄態(tài)金相組織照片（1）晶界存在較多非平衡結(jié)晶相（2）晶界較粗、彎曲（鑄造缺陷多）（3）存在過飽和固溶體（冷卻速度快）（4）存在成分偏析現(xiàn)象（晶粒內(nèi)部有枝晶）11.第11

5、頁，共25頁。3. 2 鑄錠的均勻化處理目的：減少、消除晶內(nèi)偏析，以及晶界處、枝晶處的非平衡共晶相，促進過飽和固溶體分解，從而提高合金鑄錠的變形性能。12.第12頁，共25頁。減少消除、晶界處非平衡相晶界變細減少消除晶內(nèi)偏析過飽和固溶體的分解（形成彌散相）晶粒一般不會長大a）鑄造組織 b）c）d）均勻化后組織a）鑄造組織 b）c）d）均勻化后組織均勻化后TEM照片13.第13頁，共25頁。3. 3 材料熱加工過程中的動態(tài)軟化鋁合金屬于高層錯能材料，熱變形過程中（熱軋、鍛造、擠壓等）容易發(fā)生動態(tài)回復，只有變形條件較合適，在熱變形過程中才會發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。靜態(tài)回復、再結(jié)晶：在進行變形后的加熱保溫過

6、程中發(fā)生的回復、再結(jié)晶動態(tài)回復、再結(jié)晶：熱變形過程中，與塑性變同時發(fā)生的回復、再結(jié)晶14.第14頁，共25頁。動態(tài)回復7085 鋁合金熱變形中的動態(tài)回復動態(tài)回復應力應變曲線變形晶粒內(nèi)產(chǎn)生等軸亞晶組織動態(tài)回復：位錯的運動與重組15.第15頁，共25頁。動態(tài)再結(jié)晶7085 鋁合金熱變形中的動態(tài)再結(jié)晶動態(tài)再結(jié)晶應力應變曲線變形晶粒晶界處出現(xiàn)細小等軸晶粒動態(tài)再結(jié)晶：形成大角度晶界 + 長大16.第16頁，共25頁。3. 4 變形鋁合金中的再結(jié)晶組織（1）鋁合金中再結(jié)晶組織演變：熱變形過程中，部分變形晶粒發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，形成變形晶粒和少量再結(jié)晶晶?；旌辖M織固溶過程中，溫度較高，發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，再結(jié)晶比例

7、大幅增加時效溫度很低，合金一般不會發(fā)生進一步的再結(jié)晶17.第17頁，共25頁。（2）鋁合金中再結(jié)晶組織的表征方法：OM分析：用Graff Sargent腐蝕液進行腐蝕。此種腐蝕液優(yōu)先腐蝕晶界和亞晶界。所以未再結(jié)晶區(qū)域由于亞結(jié)構(gòu)被腐蝕，腐蝕顏色較深；再結(jié)晶區(qū)域則為未腐蝕區(qū)域。BSE分析： 再結(jié)晶晶粒 ：內(nèi)部均勻未再結(jié)晶晶粒：內(nèi)部不均勻EBSD分析（晶界圖）： 再結(jié)晶：晶粒內(nèi)部無小角度晶界未再結(jié)晶: 晶粒內(nèi)部有小角度晶界OMBSEEBSD18.第18頁，共25頁。3. 5.1 軋制變形鋁合金的微觀組織（典型組織） 7B50鋁合金軋制變形態(tài)金相組織圖a）80% b）90% c）95% d）圖b局部放

8、大等軸晶粒沿軋制方向被拉長為纖維組織未溶相沿軋制方向呈鏈狀排列19.第19頁，共25頁。 固溶時效后金相組織圖 a）b）80% c）d）90%e）f ）95%部分晶界清晰未溶相明顯減少出現(xiàn)再結(jié)晶晶粒20.第20頁，共25頁。3. 5.2 擠壓變形鋁合金的微觀組織（典型組織）7A85鋁合金擠壓態(tài)金相組織，擠壓比為 a)17 b)30 c)67 沿擠壓方向被拉長晶界模糊未溶相較多21.第21頁，共25頁。不同時效溫度時效24小時合金的金相組織未溶相減少部分晶界更清晰22.第22頁，共25頁。3. 5.3 鍛造態(tài)7xxx鋁合金的微觀組織等軸狀晶粒被拉長存在大量未溶相晶界模糊7085三火鍛造金相組織23.第23頁，共25頁。固溶時效處理后的金相組織未溶相