組織和構(gòu)造是有區(qū)分的，主要表現(xiàn)在它的尺度不同。組織是顯微尺度，構(gòu)造是原子尺射分析才能確定。合金在室溫下可以同時(shí)存在幾種晶體構(gòu)造，即可以多相共存，因而組織比純金屬簡(jiǎn)單很多。合金的組織，既可由單相組成，也可由兩相甚至多相組成。不同的相可以構(gòu)成不同的組織。單相合金是以金屬為溶劑的固溶體。兩相或多相合金的組織中，數(shù)量較多的一相，稱為基體相，大多是以金屬為溶劑的固金各組元形成的化合物或以化合物為溶劑的固溶體生成條件、數(shù)量、外形、大小以及它們之間的相互分布狀態(tài)。1．試驗(yàn)?zāi)康目椃治觥６辖鹬械母窘M織特征合金成份不同時(shí)，二元合金可構(gòu)成不同的組織，成份一樣、但凝固及處理?xiàng)l件不同時(shí)，條件、組成相相對(duì)量等因素有關(guān)，一般可有以下幾種形貌：?jiǎn)蜗喙倘荏w卻速度慢〔平衡凝固〕時(shí)，固相原子經(jīng)過充分集中，因而可以得到成份均勻的單相固溶體；Cu-20％Ni。Cu-20％Ni的銅合金鑄態(tài)組織圖所示為熱力學(xué)不平衡組織，在固態(tài)均勻化退火后，則消滅類同純金屬一樣的多邊形晶粒，Cu-20％Ni的銅合金均勻化退火組織圖所示為單相固溶體平衡組織。銅合金鑄態(tài)組織圖所示為單相固溶體組織存在晶內(nèi)偏析、呈樹枝狀4-1a為Cu-Ni二元合金相圖。由相圖可知，二元銅鎳合金不管含鎳多少均為單一的αｕ－Ｎｉ二元合金的鑄造組織均存在明顯的偏析〔即枝干部位Ni〔枝間部位〕含低熔點(diǎn)組元Ｃｕ較多，不耐腐蝕，因而呈黑色。這種組織〔圖4-1b〕稱枝晶偏析組織〔晶內(nèi)偏析，枝干與枝間的化學(xué)成分不均勻。這種樹枝狀組織甚至可始終保持到熱加工之后。銅中加鎳后，紫銅的顏色發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變，含鎳１５％時(shí)顏色尚呈紫銅色，當(dāng)增至２０％的即呈銀白色，故又稱為白銅。對(duì)鑄造高溫合金來說，這種樹枝狀組織是有益的，它能夠提高高溫強(qiáng)度，而對(duì)一般需Ｃｕ－Ｎｉ合金的顯微組織特征為單相固溶體，其內(nèi)晶粒和晶界清楚可見〔圖4-1。二元合金中初晶和共晶特征4-1a4-1aCu-Ni二元系相圖4-1bCu-30%Ni狀態(tài)：非平衡結(jié)晶

圖4-1cCu-30%Ni合金顯微組織狀 態(tài)：均勻化退火腐蝕劑:FeCl

酒精溶液+10%HCl

腐蝕劑:2%KCrO+8%HSO3 2 27 2 4溶液 溶液放大倍數(shù):120組織分析:非平衡結(jié)晶形成的樹Ni，Cu

放大倍數(shù):100X組織分析:等軸狀的α 晶粒一般具有較規(guī)章外形〔如多邊形、三角形、正方形、針狀、棱形等。同時(shí)從液相中析出的組織通常稱為共晶組織。二元共晶由兩相組成，由于組成相性質(zhì)、Al-Si二元Al-Si合金，如ZL-7，鑄造性很好，但強(qiáng)度較低。添加其他組元，如鎂、銅后，由于增加了熱處理強(qiáng)化效應(yīng)而提高了合金的機(jī)械性能。依據(jù)Al-Si二元合金相圖〔圖4-2，共12.6577℃，硅在α5771.65溫時(shí)降至0.05Al-Si系藝方面的要求，而又不至于因其次相數(shù)量過多而使材料的塑性嚴(yán)峻降低。ZL-710.2～13.0%，即處于共晶點(diǎn)四周，平衡組織為α＋Si。共晶硅(F２SiAl９F３SiA。4-2aAl-Si4-2bAl-12.6%Si狀態(tài):鑄造、慢冷120X組織分析:過共晶組織，Si +〔Al+Si〕(塊狀初晶) 細(xì)針狀共晶

4-2cAl-12.6%Si狀態(tài):鑄造、快冷腐蝕劑:0.5%HF100X組織分析:亞共晶組織，Al +〔Al+Si〕(樹枝狀初晶白色) 細(xì)針狀共晶在Al-10%Fe合金中，初晶相比例較大，呈長(zhǎng)條狀〔圖4-3。從Al-Fe二元相圖〔圖4-3b〕可知，富Al的Al-Fe系二元合金也有同樣規(guī)律，也存在共晶反響，共晶成份點(diǎn)為99.95%Al，因而初晶相比例較大。圖4-3aAl-10%Fe合金顯微組織狀態(tài): 鑄造120組織分析:θ〔FeAl3〕長(zhǎng)條狀初晶+〔θ+Al〕共晶4-3bAl-FeMg-Zn〔4-4〕343℃進(jìn)展共晶轉(zhuǎn)變：L→α＋MgZn；330℃時(shí)，發(fā)生共析轉(zhuǎn)變：MgZnα＋MgZn。MgZn2 3 2 3具有六方構(gòu)造，α＝5.33?，ｃ＝17.16?，349℃。在共晶溫度下，鋅在鎂中溶解度8.4%，3006.0%，2503.3%，2002.0%，1501.7%，室溫下則1.0Mg-Zn系中強(qiáng)化相為MgZnMg１７Al１２對(duì)Mg-Al響相像，但MgZn在Mg-ZnZn381CL＋(MgZn2)→Mg2Zn11364CL→Zn＋Mg2Zn11。Zn-3%Mg組織中幾乎都是共晶體，呈螺旋狀。圖4-4 Zn-Mg二元系相圖4-5~4-8列出了其他一些合金的二元相圖及典型成份合金的顯微組織4-54-5Al-Ni4-6bCu-0.5%O合金顯微組織上狀態(tài)：鑄態(tài)，腐蝕劑：未蝕圖4-6aCu-O二元合金相圖 組織分析：初晶Cu+共晶1004-7aCu-P4-7Cu-P4-8bCu-10.28%Ti合金顯微組織狀態(tài)：鑄態(tài)度放大倍數(shù)：2004-8aCu-Ti組織分析：(+CuTi)+CuTi3 共晶 3 初晶隱蔽共晶是指當(dāng)時(shí)晶比例很大、共晶比例很少時(shí)，初晶析出后，剩余液相量極少，則共晶中一相附著初生相上，而不呈現(xiàn)共晶特征，只見一相孤獨(dú)地分布在另一相上或晶間〔圖4-，稱為隱蔽共晶〔或離異共晶。圖4-9b 合金顯微組織狀 態(tài)：鑄態(tài)放大倍數(shù)：100圖4-9aCu-Bi二元相圖 組織分析：固溶體+隱蔽共晶二元合金中共析組織特征共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織一般是兩相大致平行比共晶更為細(xì)小。Cu-Al〔4-10a〕即屬此類。4-10aCu-10%Al狀態(tài)：鑄造腐蝕劑：0.5%HF放大倍數(shù)：100〔Cu〕初晶+AlCu4 94-10bAl-Cu二元合金中包晶組織特征在正常凝固條件下，包晶成分的合金在冷卻到液相線以下溫度時(shí)，首先析出初晶相；進(jìn)展，凝固的組織中常?？吹綒埩舻摹⒈话Х错懶纬傻南嗨鼑南冉Y(jié)晶固相。4-11aFe-16%Sb狀態(tài)：鑄造：3%硝酸酒精溶液4-11aFe-16%Sb狀態(tài)：鑄造：3%硝酸酒精溶液100組織分析：包晶反響不平衡組織+隱蔽共晶4-11bFe-Sb二元合金中非平衡共晶組織特征固溶體區(qū)的合金，由于冷卻較快消滅共晶如Al-Cu4.5%Cu下應(yīng)為單相固溶體加次晶，由于冷卻快，在晶界處消滅了非平衡共晶。二元合金中其他非平衡組織特征6衡組織，經(jīng)集中退火，可促使組織趨向平衡狀態(tài)。Al-Mn系〔相圖見圖4-12a〕也存在這類組織。例如LF214-12b所示。依據(jù)相圖可知，這種合金含Mn1.0~1.6%的范圍內(nèi)，平衡組織應(yīng)為+(MnAl)，其中的相是降溫時(shí)從相中相晶粒邊界消滅共晶組織，這種組織屬于非平衡共晶組織。6Al-10%Mn合金在平衡凝固條件下的相組成為+(MnAl)，組織組成為初晶(MnAl)+6 6) 〔圖4-13L(MnAl(MnAl不完全，因而共晶 4 6(MnAl包圍(MnAl的不完全包晶組織〔圖4-13包6 4)+(+) 。圖圖4-12a Al-Mn二元系相圖4-12bLF21鋁合金的顯微組織狀態(tài)：半連續(xù)鑄造10%NaOH水溶液放大倍數(shù)：340組織分析：+(MnAl)+(+)6 共晶圖4-13aAl-10%Mn合金的顯微組織狀 態(tài)：退火腐蝕劑：10%NaOH放大倍數(shù)：組織分析：(MnAl)+(+)6 共晶三．試驗(yàn)步驟

圖4-13bAl-10%Mn合金的顯微組織狀 態(tài)：半連續(xù)鑄造腐蝕劑：10%NaOH放大倍數(shù)：510組織分析：(包)+(+)共晶各合金組織類型，分析各種組織形態(tài)特征，弄清二元合金組織分析方法。四．試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容在觀看后，按下表的格式，將各合金的顯微組織特征〔包括狀態(tài)、腐蝕劑、放大倍數(shù)、組織組成或相組成等〕記錄下來。簡(jiǎn)要說明觀看過程的試驗(yàn)技巧、體會(huì)。序合金系成分由二元相圖分析該合金組織 金相顯微鏡下所觀看的組織序合金系成分由二元相圖分析該合金組織 金相顯微鏡下所觀看的組織號(hào)狀態(tài)等 〔畫出示意圖〕 〔畫出示意圖〕1 說明： 說明：2說明：說明：３３說明：說明：４說明：說明：５說明：說明：６說明：說明：７說明：說明：參考文獻(xiàn)梁克中．金相原理與應(yīng)用．中國鐵道出版社：1983年．北京鋼鐵學(xué)院金相教研室．專業(yè)根底試驗(yàn)：19817月．史美堂等〔上海交通大學(xué)，柏斯森〔太原重型機(jī)械學(xué)院試驗(yàn)指導(dǎo)書．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社：19993月.19953月．趙忠．金屬材料熱處理．機(jī)械工業(yè)出版社：1987年.金相圖譜編寫組．變形鋁合金金相圖譜．冶金工業(yè)出版社：1975年．《有色金屬及熱處理》編寫組．有色金屬及熱處理．國防工業(yè)出版社：1981年．洛陽銅加工廠中心試驗(yàn)室金