7xxx鋁合金的微觀組織

（金相分析）匯報人：XXX指導老師：XXX教授7xxx鋁合金的微觀組織匯報人：XXX一.金相分析基礎目錄二.7xxx鋁合金的微觀組織（金相組織）一.金相分析基礎目錄二.7xxx鋁合金的微觀組織（金相組一.金相分析基礎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一.金相分析基礎臺式金相顯微鏡示意圖金相組織顯示原理試樣中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）組成相與基體對入射光的反射能差異大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化學浸蝕原理a)晶界處光線散射b)純鐵微觀組織示意圖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2.1純金屬及單相合金的浸蝕a)未浸蝕b)晶界浸蝕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2.1多相合金的浸蝕不同放大倍數(shù)下的珠光體多相合金的浸二.7xxx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二.7xxx鋁合金的微觀組織（金相分析）1.鋁合金分類合金成分設計熔煉、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合金成分設計熔煉、鑄造均勻化處理熱加工（軋制、擠壓、鍛造）固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）3.7xxx鋁合金的微觀組織（金相分析）3.1鑄錠的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。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a）鑄造組織b）c）d）均勻化后組織a）鑄造組織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（2）鋁合金中再結(jié)晶組織的表征方法：OM分析：用GraffSargent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OMBSEEBSD（2）鋁合金中再結(jié)晶組織的表征方法：OM分析：BSE分析：E3.5.1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3.5.1軋制變形鋁合金的微觀組織（典型組織）

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)晶晶粒固溶時效后金相組織圖部分晶界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)17b)30c)67

沿擠壓方向被拉長晶界模糊未溶相較多3.5.2擠壓變形鋁合金的微觀組織（典型組織）7A85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不同時效溫度時效24小時合金的金相組織未溶相減少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3.5.3鍛造態(tài)7xxx鋁合金的微觀組織等軸狀晶粒被拉固溶時效處理后的金相組織未溶相減少晶界變清晰固溶時效處理后的金相組織未溶相減少3.5.4小結(jié)（1）經(jīng)過熱加工（軋制、擠壓、鍛造）后：晶粒均被不同程度拉長均有大量未溶相存在晶界均比較模糊（2）經(jīng)過固溶時效后：出現(xiàn)再結(jié)晶晶粒

未溶相含量大幅減小

晶界變清晰

3.5.4小結(jié)（1）經(jīng)過熱加工（軋制、擠壓、鍛造）后：7xxx鋁合金的微觀組織

（金相分析）匯報人：XXX指導老師：XXX教授7xxx鋁合金的微觀組織匯報人：XXX一.金相分析基礎目錄二.7xxx鋁合金的微觀組織（金相組織）一.金相分析基礎目錄二.7xxx鋁合金的微觀組織（金相組一.金相分析基礎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一.金相分析基礎臺式金相顯微鏡示意圖金相組織顯示原理試樣中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）組成相與基體對入射光的反射能差異大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化學浸蝕原理a)晶界處光線散射b)純鐵微觀組織示意圖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2.1純金屬及單相合金的浸蝕a)未浸蝕b)晶界浸蝕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2.1多相合金的浸蝕不同放大倍數(shù)下的珠光體多相合金的浸二.7xxx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二.7xxx鋁合金的微觀組織（金相分析）1.鋁合金分類合金成分設計熔煉、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合金成分設計熔煉、鑄造均勻化處理熱加工（軋制、擠壓、鍛造）固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）3.7xxx鋁合金的微觀組織（金相分析）3.1鑄錠的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。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a）鑄造組織b）c）d）均勻化后組織a）鑄造組織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（2）鋁合金中再結(jié)晶組織的表征方法：OM分析：用GraffSargent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OMBSEEBSD（2）鋁合金中再結(jié)晶組織的表征方法：OM分析：BSE分析：E3.5.1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3.5.1軋制變形鋁合金的微觀組織（