华中科技大学：《材料科学基础》课程教学资源（实验讲义）四 二元合金组织观察

实验四二元合金组织观察 目的 1.加深对二元合金相图的认识,学习利用相图分析合金的铸态组织 2.学习显微组织示意图的绘制方法 相图及相关的组织转变 铸造组织就是从液态冷却凝固后未进行其它有改变组织的处理,如冷态压力加工、热处 理等,所以其组织可以直接用相图的凝固冷却过程的组织变化来分析。 1.固溶体的凝固时,析出的固相成分和原液体有一定的差别。金属的结晶生长通常都是以 树枝晶方式,未达到平衡时便有晶内偏析,成树枝状分布 2.共晶转变是液体可以在恒温下,同时析出两固相,其产物为两相交替分布的共晶体。由 于构成共晶体的两相自身的性能差别,形成的共晶体的形貌也各不相同。常见的有层片、 棒状、纤维、球状、针状、骨骼状、螺旋状等 3.具有共晶转变的非共晶成分的合金,在平衡冷却时,共晶转变前有先共晶的初生相析出 它们在液体中自由生长,到达共晶温度剩余液体发生共晶转变,生成的共晶体填充剩余 空间,所以初生相保留生长的形状。一般金属性强的往往一树枝状生长,形貌为排列有 定规律的卵圆形;呈非金属强的初生相生长成多面体,观察形貌为多边形 具有包晶转变时,剩余的初生固相通常在生成相的晶粒内部,由于包晶反应的消耗,初 生相为残缺不全。 二、实验内容 观察几种典型合金的铸造组织形貌, ①.Cu-Sn6%合金较快冷却凝固组织,认识枝晶偏析组织 ②.Pb-Sb12.6%共晶组织,由于锑几乎接近非金属,对铅的溶解度较小,呈现亮色针 状,黑底为铅为基的固溶体。 ③.Pb-Sb5%合金有暗色树枝状的铅为基的固溶体初晶析出。 ④.Pb-Sb75%合金有亮色块状的锑为基的固溶体初晶析出。 ⑤.Cu-Zn36%合金,常称两相黄铜,具有包晶转变。组织中暗色的为残余α相,亮色 的是包晶转变生产的β相 ⑥.Cu-Sb70%合金也是具有初生行析出后发生共晶转变,其初生相为化合物n相(CuSb), 组织中初生相为粗片,片间有层片状的共晶体 实验报告要求 画出前五个组织示意图,每一个注明组织特征,简述形成组织的原因(或过程) 附件 为帮助进行组织分析,提供相关的相

实验四 二元合金组织观察 目的 1．加深对二元合金相图的认识，学习利用相图分析合金的铸态组织； 2．学习显微组织示意图的绘制方法。 一、相图及相关的组织转变 铸造组织就是从液态冷却凝固后未进行其它有改变组织的处理，如冷态压力加工、热处 理等，所以其组织可以直接用相图的凝固冷却过程的组织变化来分析。 1．固溶体的凝固时，析出的固相成分和原液体有一定的差别。金属的结晶生长通常都是以 树枝晶方式，未达到平衡时便有晶内偏析，成树枝状分布。 2．共晶转变是液体可以在恒温下，同时析出两固相，其产物为两相交替分布的共晶体。由 于构成共晶体的两相自身的性能差别，形成的共晶体的形貌也各不相同。常见的有层片、 棒状、纤维、球状、针状、骨骼状、螺旋状等。 3．具有共晶转变的非共晶成分的合金，在平衡冷却时，共晶转变前有先共晶的初生相析出， 它们在液体中自由生长，到达共晶温度剩余液体发生共晶转变，生成的共晶体填充剩余 空间，所以初生相保留生长的形状。一般金属性强的往往一树枝状生长，形貌为排列有 一定规律的卵圆形；呈非金属强的初生相生长成多面体，观察形貌为多边形。 4．具有包晶转变时，剩余的初生固相通常在生成相的晶粒内部，由于包晶反应的消耗，初 生相为残缺不全。 二、实验内容 观察几种典型合金的铸造组织形貌， ①．Cu－Sn6%合金较快冷却凝固组织，认识枝晶偏析组织。 ②．Pb－Sb12.6％共晶组织，由于锑几乎接近非金属，对铅的溶解度较小，呈现亮色针 状，黑底为铅为基的固溶体。 ③．Pb－Sb5％合金有暗色树枝状的铅为基的固溶体初晶析出。 ④．Pb－Sb75％合金有亮色块状的锑为基的固溶体初晶析出。 ⑤．Cu－Zn36％合金，常称两相黄铜，具有包晶转变。组织中暗色的为残余α相，亮色 的是包晶转变生产的β相。 ⑥．Cu－Sb70%合金也是具有初生行析出后发生共晶转变，其初生相为化合物η相(Cu2Sb), 组织中初生相为粗片，片间有层片状的共晶体。 三、实验报告要求 画出前五个组织示意图，每一个注明组织特征，简述形成组织的原因(或过程)。 附件 为帮助进行组织分析，提供相关的相图

1×1. 25.0 L 755° ,+L 700 640 586 15 L 27.0 415 11 350 300 +I 200/1.3 8.2189 +0186993 Etn n,% Cu-Sn二元合金相图 70 630.7 600 50 327.5 300 251.2 <Pb) (Sb)t 10· Pb102030405060708090St PbSb二元合金相图

I Io1) 1081.5 ICon 684 615 630.7 62 L Sb./ Cu-Sb二元合金相图 1001 10001081.5 03 900 835 800 56.5 L 59.8 699 70 80.5 70 456 68 3 400 300 la 20ub2如0一h。 Zn Zn/ Cu-zn二元合金相图